Joséphine Monzac, la physique passionnément

À l’issue de ses classes préparatoires au lycée Pierre de Fermat de Toulouse, Joséphine Monzac choisit d’intégrer l’ENSTA car l’École propose un cycle généraliste parmi les plus fournis en physique et en maths.

Passionnée de physique depuis sa prime jeunesse, Joséphine Monzac trouve à l’ENSTA de quoi étancher sa soif de connaissances scientifiques pointues, au point de se distinguer lors du prestigieux tournoi international des physiciens (IPT) où son équipe, entraînée par le professeur Jérôme Perez, décroche la première place de la sélection française.

Avant même d’avoir son diplôme en poche, Joséphine Monzac se pose la question de la suite et envisage toutes les hypothèses.

Ce principe, proposé pour la première fois par les chercheurs Tajima et Dawson en 1979, est aujourd’hui un sujet de recherche très actif, avec un record d’accélération d’électrons à des énergies de 8 giga-électronvolts atteint en 2019. Le LOA s’impose déjà comme l’un des laboratoires leaders dans ce domaine, et son futur centre Laplace, actuellement en construction, se veut le prochain fer de lance pour les accélérateurs laser-plasma. Cependant une limite des accélérateurs laser-plasma est aujourd’hui leur faible cadence comparée à celle des accélérateurs traditionnels. C’est précisément sur cette question que portait la thèse de Joséphine Monzac, avec en ligne de mire la possibilité d’accélérer un faisceau d’électrons 1000 fois par seconde.

Les travaux de Joséphine Monzac ont permis d’améliorer les performances de l’accélérateur laser-plasma haute cadence « Salle Orange » du LOA. L’énergie des électrons produits est passée de 3 à 7 MeV tout en gardant une cadence kHz en utilisant un plasma d’hydrogène au lieu d’azote, avec une très bonne explication du mécanisme provoquant ce gain lors du changement de gaz.

Les bonnes performances en stabilité, en énergie et les hauts taux de répétitions atteints ont permis de produire une première image de diffraction d’électrons, ouvrant la voie à une méthode d’investigation inédite de l’organisation et du comportement des matériaux à l’échelle atomique. Il devient alors possible de déterminer la structure des matériaux, connaître la position des atomes, identifier les phases cristallines, et de ce fait détecter d’éventuels défauts.

Depuis l’obtention de son doctorat, Joséphine Monzac a débuté un contrat de post-doctorat au Laboratoire Plasma et Conversion d’Énergie de Toulouse. Elle y poursuit son exploration passionnée de la physique expérimentale et plus particulièrement des plasmas, dans le cadre de la propulsion spatiale par moteurs plasma très économes en carburant, ce qui est un facteur clé pour les missions spatiales de longue durée.