Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation
CEMHTI - UPR3079 CNRS

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  A. Canizarès PI
  L. Cosson Staff
  A. Slodczyk PI

Spectroscopies Vibrationnelles & PLANEX
Vibrational Spectroscopy & PLANEX

Responsable : Aurélien Canizarès / List of Publications...

One recent publication...

2024 Assia Mabrouk, Ahmed Bachar, Yann Vaills, Aurélien Canizarès, Stuart Hampshire
'Effect of Sodium Oxide on Structure of Lanthanum Aluminosilicate Glass'
Ceramics (2024)


The platform is composed of a unique set of tools, both original and efficient, which respond to the problems of studying the structure of materials under extreme conditions. The continuous evolution of the devices and the development of new tools allows to adapt to new scientific problems.


Facilities

  • spectral emittance measurement from 300 to 2500 K, from 10 to 20.000 cm-1 (from far IR to visible)
  • Hemispheric reflectance/transmittance measurements (vis. to MIR), specular and under microscope at 300 K over a wide range (from far IR to near IR)
  • Very high temperature Raman spectoscopy (3000K) (mm probe area) - time resolution (ns to ms lifetime studies)
  • Temperature micro-Raman (77 to 1800 K) (µm² resolution)
  • Fast Raman imaging, wide range of excitation wavelengths (µm² resolution)
  • Brillouin spectroscopy with microscope and heating stages (77 to 1800 K)
  • Complementarity of vibrational microscopy techniques (Brillouin, IR, Raman) (77 to 1800 K)
  • Combination of Brillouin interferometer and portable Raman spectrometer
  • Impedance spectroscopy in temperature, for solids and liquids, from 300 to 2000 K, under controlled atmosphere
  • Portable Raman (2 spectros and 7 probes) allowing various in situ studies (HT, irradiation, Earth sciences)
  • IR and Raman spectroscopies in temperature and pressure (autoclave, 1200°C, 2000 bar, Equipex PlaneX)

  • Fields of application

  • Effects of multi-scale structur of multiphase materials on their optical and thermo-radiative properties -> Material design, properties/applications optimization
  • Determination of the electrical conductivity of phases in heterogeneous media -> Geomaterials, glass ceramics, compacted powders
  • materials -> Glass, ceramics, glass-ceramics, biomaterials, nuclear materials, porous materials, geomaterials
  • relations between composition, microstructure and properties ->Study of the vibrational dynamics and optical indices (evolution in T)
  • Determination of the electrical conductivity of liquids at high temperatures under controlled atmosphere

  • Keywords

    Optical properties, emissivity, vibrational spectroscopies, high temperature, irradiation, oxides, ceramics, glass-ceramics, carbon materials, nuclear materials, imagery/mapping


    Training

    Professional training: CNRS Entreprise training "Non contact temperature measurement" (A. Canizarès) Thematic schools: European school of Nuclear Surface, (A. Canizarès, 2018), Surface and nuclear school (P. Simon 2015, A. Canizarès 2022) Participation to the realization of the MOOC Spectroscopy (P. Simon, L. Del Campo, A. Canizarès)


    Collaborations

    Academics: regional, national (Orleans, Tours, Limoges, Nantes, Perpignan, Nantes ...) and international (China, Brazil, Russia, Thailand, Europe ...), CEA, Industrial; Saint Gobain, Celsian, Schott, SCQ Chemical. National networks: NEEDS. Research programs: Region, ANR, Europe - Research infrastructure: GDR: Tamarys, CMC2, SciNEE, Pilse.




    La plateforme est composée d’un ensemble unique d’outils à la fois originaux et performants, qui répondent aux problématiques d’étude de la structure des matériaux en conditions extrêmes. L’évolution continue des dispositifs et le développement de nouveaux outils permet de s’adapter au mieux aux nouvelles problématiques scientifiques.


    Equipements

  • Mesure de l’émittance spectrale de 300 à 2500 K, de 10 à 20.000 cm-1. (de l’IR lointain au visible)
  • Mesures réflectance/transmittance hémisphériques (vis. à MIR), spéculaires et sous microscope à 300 K sur une large gamme (de l’IR lointain à l’IR proche)
  • Spectroscopie Raman très haute température (3000K) (zone sondée mm) - résolution temporelle (étude des temps de vie de la ns à la ms)
  • Micro-Raman en température (77 à 1800 K) (résolution µm²)
  • Imagerie Raman rapide, large gamme de longueurs d’ondes d’excitation (µm²)
  • Interféromètre Brillouin avec microscope et platines chauffantes (77 à 1800 K)
  • Complémentarité des techniques de microscopies vibrationnelles (Brillouin, IR, Raman) (77 à 1800 K)
  • Couplage interféromètre Brillouin/spectromètre Raman portable opérationnel
  • Spectroscopie d’impédance en température, solide et liquide, 300 à 2000 K, sous atmosphère contrôlée
  • Dispositifs Raman portables (2 spectros et 7 sondes) permettant des études in situ variées (HT, irradiation, sciences de la Terre)
  • Spectroscopies IR et Raman en température et pression (autoclave, 1200°C, 2000 bar, Equipex PlaneX)

  • Domaines d’applications

  • Effets de la structuration multiéchelle de matériaux multiphasiques sur leurs propriétés optiques et thermo-radiatives -> Material design, optimisation des propriétés/applications
  • Détermination de la conductivité électrique des phases au sein de milieux hétérogènes -> Géomatériaux, vitrocéramiques, poudres compactées
  • Caractérisation des phases au sein des matériaux -> Verres, céramiques, vitrocéramiques, biomatériaux, matériaux nucléaires, matériaux poreux, géomatériaux
  • Relations entre composition, microstructure et propriétés ->Etude de la dynamique vibrationnelle et des indices optiques (évolution en t°)
  • Détermination de la conductivité électrique des liquides à hautes températures sous atmosphère contrôlée

  • Collaborations

    Académiques : au niveau régional, national (Orléans, Tours, Limoges, Nantes, Perpignan, Nantes ...) et international (Chine, Brésil, Russie, Thaïlande, Europe ...), CEA, Industriels ; Saint Gobain, Celsian, Schott, SCQ Chemical. Réseaux nationaux : NEEDS. Programmes de Recherche : Région, ANR, Europe - Infrastructure de recherches : GDR : Tamarys, CMC2, SciNEE, Pilse.


    Mots clefs

    Propriétés optiques, émissivité, spectroscopies vibrationnelles, haute température, irradiation, oxydes, céramiques, vitrocéramiques, matériaux carbonés, matériaux du nucléaire, cartographie


    Formations

    Formation professionnelle : Formation CNRS Entreprise « Mesure de température sans contact » (A. Canizarès) Ecoles thématiques : European school of Nuclear Surface, (A. Canizarès, 2018), Ecole surface et nucléaire (P. Simon 2015, A. Canizarès 2022) Participation à la réalisation du MOOC Spectroscopie (P. Simon, L. Del Campo, A. Canizarès)


    email : aurelien.canizares@cnrs-orleans.fr



    Publications des membres | member's publications
    Group by 27 records found
    123
    ACL

    doi  
    Yufan Zhao, Jinglin You, Shixiang Wang, Jiawen Lu, Feiyan Xu, Longxing Zhang, Bilal Ghafoor, Aurélien Canizarès, Kai Tang, Liming Lu, Qingli Zhang, Songming Wan
    "Quantitative analysis of binary CaO-Al2O3 glasses structure integrating experiments and simulations"
    Journal of Non Crystalline Solids 675 2026
    ACL

    doi  
    Jean-Marc Costantini, Aurélien Canizares, Patrick Simon, Christel Laberty-Robert, Gérald Lelong, Maxime Guillaumet, Nathalie Moncoffre, Gianguido Baldinozzi
    "Irradiation response during the early stages of alpha radiation damage in mesoporous nanocrystalline ceria films"
    Acta Materialia 306 2026

    ACL

    doi  
    Hugues Raimbourg, Benjamin Moris-Muttoni, Romain Augier, Kristijan Rajič, Ismay Vénice Akker, Aurélien Canizarès, Emmanuel Le Trong
    "Impact of strain on carbonaceous matter crystallinity: Insights from Raman spectroscopy and microstructural analysis of strain gradients from exhumed accretionary complexes"
    Journal of structural Geology 203 2026
    ACL

    doi  
    Néstor E.Massa, Javier Gainza, Aurélien Canizares, Leire del Campo, and José Antonio Alonso
    "Spin-phonon interactions revisited: Far-infrared emission, Raman scattering, and high-resolution x-ray diffraction at the Néel temperature in LaFeO3"
    Physical Review B 2025
    OS

     
    Assia Mabrouk, Ahmed Bachar, Aurélien Canizarès, Yann Vaills, Stuart Hampshire
    "Model Matrices for Nuclear Waste Storage: Structure, Characterization, and Mechanical Properties"
    Innovative Materials for Industrial Applications: Synthesis, Characterization and Evaluation 39-74 2025
    ACL

    doi  
    Bourmancé L, Foucher F, Canizarès A, Kish A.
    "Detecting carotenoids in salt crystals: insights into biosignature detection under Mars-like proton irradiation using in situ and ex situ Raman spectroscopy"
    International Journal of Astrobiology 2025
    ACL

    doi  
    L.Desgranges, A.Canizares
    "Evidence of a phase transition from UO2-x to UO2+x"
    Journal of Nuclear Materials 617 2025
    ACL

    doi  
    Frédéric Foucher, Mickael Baqué, Aurélien Canizarès, Rebecca Martellotti, Jean-Pierre P.de Vera, Thierry Sauvage, Paul Sigot, Olivier Wendling, Aurélien Bellamy, William Hate, Frances Westall
    "Degradation of beta-carotene under mineral thin sections during proton irradiation monitored in situ by Raman spectroscopy"
    Icarus 441 2025
    ACL

     
    Assia Mabrouk, Ahmed Bachar, Yann Vaills, Aurélien Canizarès, Stuart Hampshire
    "Effect of Sodium Oxide on Structure of Lanthanum Aluminosilicate Glass"
    Ceramics 2024
    ACL

    doi HAL 
    Xiaohui Tang, Jinglin You, Jian Wang, Fu Zhang, Xiaoye Gong, Yingfang Xie, Aurélien Canizarès, Catherine Bessada, Kai Tang, Liming Lu
    "Quantitative studies on the microstructure of ternary CaO–Al2O3–SiO2 glasses by Raman spectroscopy, 27Al MAS NMR and quantum chemistry ab initio calculation"
    Ceramics International 49 34397-34408 2023
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