Un peu plus de cinquante ans après l’invention du laser, les lasers à électrons libres (LEL) dans le domaine spectral X fournissent actuellement un rayonnement accordable femtoseconde avec des énergies de plusieurs mJ et une cohérence élevée. Par rapport aux installations serveurs actuellement disponibles pour les expériences d’utilisation, le projet LUNEX5 (Laser à électrons libres Utilisant un accélérateur Nouveau pour Exploitation de rayonnement X de 5ème génération) vise à étudier des schémas avancés vers des sources laser à électrons libres plus compactes et performantes. LUNEX5 vise la production de rayonnement cohérent, intense, de brève durée d’impulsion dans le domaine X mou. Ce démonstrateur comportera un accélérateur linéaire supraconducteur de 400 MeV et un accélérateur laser plasma (LWFA : Laser WakeField Accelerator) reliés à une ligne Laser à Électrons Libres (LE, permettant le schéma d’écho et l’injection d’harmoniques générées dans les gaz. Après la rédaction d’un Avant-Projet Sommaire fin 2011 dans le cadre d’une collaboration multi-partenaires, des études complémentaires sont en cours. Des travaux de R&D ont aussi été lancés pour des éléments magnétiques spécifiques (onduleur PrFeB cryo-ready de 3 m de long, quadrupôles à aimants permanents de gradient variable) et pour les diagnostics. Des études théoriques sur le transport des électrons produits par le LWFA permettent, via une manipulation longitudinale et transverse d’obtenir une amplification LEL théorique. Une expérience test à l’étude est en préparation.
