La Méthode CRESU

CRESU - La détente d’un gaz, initialement au repos dans un réservoir, au travers une tuyère de Laval résulte en une forte chute de température. Le profil de la tuyère, calculé avec soin, permet de générer un écoulement supersonique dont l’uniformité peut être conservée sur une distance considérable en aval si la pression de chambre est maintenue basse par le système de pompage adéquat.

La méthode CRESU (Cinétique de Réaction en Ecoulement Supersonique Uniforme) a été inventée par Bertrand Rowe et Jean-Baptiste Marquette [1] dans les années 80. Initialement employée pour l’étude des réactions ion-molécule au Laboratoire d’Aérothermie de Meudon, la technique est entrée dans une nouvelle ère avec la mise au point d’un réacteur CRESU dédié à l’étude des réactions entre espèces neutres au travers d’une collaboration avec l’équipe de Ian W.M. Smith de l’Université de Birmingham [2].

L’écoulement supersonique uniforme généré par la technique CRESU s’apparente à un réacteur sans parois, s’affranchissant ainsi des problèmes de condensation rencontrés dans les dispositifs plus conventionnels comme les cellules cryogéniques.

La forte densité de l’écoulement supersonique uniforme (1016 to 1018 cm–3) conduit à de fréquentes collisions qui assurent une bonne thermalisation du gaz. On peut ainsi définir une température thermodynamique de cet environnement. La rapidité de la détente et le refroidissement associé permet de maintenir les espèces à faible pression de vapeur en phase gazeuse sous condition de fortes sursaturations. La température la plus basse obtenue avec cette méthode est de 6 K [3].

  • [1] G. Dupeyrat, J. B. Marquette, B. R. Rowe, Phys. Fluids 28, 1273-1279 (1985).
  • [2] I. R. Sims, J. L. Queffelec, A. Defrance, C. Rebrion-Rowe, D. Travers, P. Bocherel, B. R. Rowe, I. W. M. Smith, J. Chem. Phys. 100, 4229-4241 (1994).
  • [3] C. Berteloite, M. Lara, A. Bergeat, S. D. Le Picard, F. Dayou, K. M. Hickson, A. Canosa, C. Naulin, J. M. Launay, I. R. Sims, M. Costes, Phys. Rev. Lett. 105, 4 (2010).