Le Service des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme

Le SACM est l’un des six services de l’Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers (Irfu) de la Direction la Recherche Fondamentale du CEA.

Il déploie ses activités dans les locaux de l’ancien Laboratoire National Saturne, le LNS, et de l’ancien service des techniques instrumentales de particules élémentaires, le Stipe. Ses locaux rénovés, forment sur plus de 25 000 m2 une grande infrastructure technologique baptisée « Synergium ».

La mission du SACM est de développer et réaliser des accélérateurs de particules, des sources d’ions, des cavités accélératrices, des systèmes cryogéniques et des aimants supraconducteurs destinés aux programmes scientifiques de l’Irfu et plus largement du CEA. Il s’appuie sur des moyens d’assemblage, d’intégration et d’essais importants, allant de halls de bobinage et d’assemblage d’aimants, en passant par de grandes salles blanches pour les systèmes accélérateurs et des petites stations d’essais pour caractériser les matériaux, jusqu'à des stations de très grande taille capables de tester des ensembles complets (bobines, cavités supraconductrices et injecteurs).

Le SACM a pour vocation d’assurer la conduite de projets de grande envergure, en collaboration avec les autres services de l’Institut et de nombreux partenaires nationaux, européens et internationaux, et de développer les moyens d’essais correspondants. Le SACM mène aussi une R&D forte qui prépare l’avenir de nos technologies pour offrir les instruments nécessaires aux progrès de la recherche fondamentale et appliquée.

 

Coupe de l'aimant supraconducteur Iseult devant être installé au centre Neurospin.

La vitalité de cette R&D repose sur des équipes regroupées autour de thématiques porteuses (nouveaux concepts d’accélérateurs, nouveaux matériaux pour cavités, cryomodules en mode continu, efficacité des sources radiofréquences, modes de refroidissements cryogéniques innovants, aimants à haut champ, etc.) et qui accueillent des jeunes doctorants et postdoctorants. Pour cela le SACM a le souci de garder un nombre de thèses suffisants et un contact avec les formations universitaires de nos domaines par le biais d'enseignements délivrés par des ingénieurs et techniciens du service.

Pour aider le chef du SACM à élaborer la stratégie de recherche et de développement du service, un conseil scientifique et technique de service, le CSTS, composé de 15 membres se réunit plusieurs fois par an. Une session spéciale a lieu une fois par an avec 7 experts internationaux extérieurs au CEA et la direction de l’Irfu pour dresser le bilan annuel des activités en cours et analyser les nouvelles propositions de projets et les orientations futures de la R&D.

 

Simulation du faisceau de protons (en orange) au niveau du système d'extration (en gris) de la source du projet Ifmif.

Enfin, le transfert technologique à l’industrie est une mission importante du service qui s’évalue par le nombre de brevets publiés et de licences transférées.

Depuis de nombreuses années, le SACM joue un rôle majeur dans la construction des instruments de haute technologie nécessaires aux projets de recherche de l'Institut (LHC, W7-X, Spiral2, Fair, Iphi, etc.).

Son savoir-faire permet de valoriser ses connaissances dans des domaines connexes tels que l’énergie (étude de matériaux pour la fusion thermonucléaire via le projet Ifmif et qualification des bobines du tokamak japonais JT-60SA), les sciences du vivant (imageur par résonance magnétique à très haut champ Iseult pour Neurospin), et les sources de lumière (Soleil et XFEL) et de neutrons (ESS).

Le SACM accueille au sein de ses cinq laboratoires 80 ingénieurs-chercheurs et 43 techniciens en contrats permanents et plus de 36 collaborateurs non permanents. L’émergence de nombreux projets en phase d’étude et de réalisation a permis le recrutement d’ingénieurs et de techniciens dans les dernières années. Ce renouvellement permet de stabiliser la moyenne d'âge du service et de préparer le remplacement des nombreux départs en retraite prévus dans les cinq ans à venir.

 

Masse froide du dipôle supraconducteur Glad pour la ligne R3B.

Les trois dernières années ont été jalonnées de nombreux succès : les injecteurs Spiral2 au Ganil à Caen et Ifmif à Rokkasho au Japon ont accéléré leur premier faisceau à leur énergie nominale. La masse froide de l'aimant d’imagerie médicale du projet Iseult est maintenant complètement assemblée. Elle comprend les 30 tonnes des bobines de blindage et les 80 tonnes de l'aimant principal. La station de tests des bobines toroïdales de JT-60 SA est aussi complètement validée et est prête à accueillir sa première bobine. Le dipôle supraconducteur de grande acceptance R3B-Glad a été livré au GSI à Darmstadt. La phase industrielle de l’assemblage des cryomodules XFEL a vu un remarquable accroissement de la productivité ; 52 cryomodules ont été produits en 2015 et le 80e a pu être mis à disposition d’XFEL pour le 24 décembre 2015.

 

 

Quadripôle à radiofréquence de Spiral2.

Les trois prochaines années vont être riches de nouveaux enjeux avec la mise en service de l’injecteur Iphi à Saclay, de celui d’Ifmif-Lipac à Rokassho et la livraison de l’injecteur de protons au projet Fair à Darmstadt. La participation du SACM au projet de source de spallation ESS à Lund portera sur la réalisation de l’injecteur et des premiers cryomodules accélérateurs moyen beta et haut beta. Le projet d’accélérateur supraconducteur Saraf pour Soreq passera en phase de réalisation. Le SACM continuera à contribuer aux efforts sur les nouvelles techniques d’accélération au travers des projets Cilex et Eupraxia. Dans le domaine du cryomagnétisme la station de test des bobines de JT-60SA verra la fin des tests des 18 bobines toroïdales en 2017 et ouvrira des prolongements technologiques vers le programme Iter. Le spectromètre R3B-Glad sera mis en service à GSI ainsi que l’aimant Iseult à Neurospin. Le SACM participera de façon majeure avec le Cern aux développements de nouveaux aimants à champ élevé nécessaires à l’augmentation de luminosité et d’énergie du LHC. Il participera aussi aux nombreux programmes européens tournés vers le développement des accélérateurs et des aimants supraconducteurs (Eurocircol, Aries…) et des plateformes et infrastructures technologiques associées (Amici).

D’ici 2020, le SACM va vivre au fil de ces nombreux projets et actions de R&D de nouvelles aventures technologiques à la hauteur des missions scientifiques du CEA. Le SACM poursuivra aussi son intégration au sein des départements de recherche de la nouvelle Université Paris-Saclay.

 

Cryomodule de XFel.

 

Le SACM est structuré en 5 grands laboratoires technologiques qui reprennent chacun les grandes thématiques de nos activités résumées dans la présentation des laboratoires :

? Le LCSE Laboratoire de cryogénie et stations dessais.

? Le LÉAS Laboratoire d’études sur les aimants supraconducteurs.

? Le LÉDA Laboratoire d’études et développements des accélérateurs.

? Le LIDC2 Laboratoire dintégration et développement des cavités et des cryomodules.

? Le LISAH Laboratoire dingénierie des systèmes accélérateurs et hyperfréquences.

L’équipe de direction correspond au 6eme « laboratoire » (la DIR) et comprend le personnel et les moyens communs aux laboratoires principalement attachés à la sécurité, le suivi qualité, l’environnement, la gestion des infrastructures, la gestion d’un magasin, la compilation des plans de charges, et le fonctionnement de 3 secrétariats.

Les 5 laboratoires technologiques sont distribués géographiquement dans plus de 12 bâtiments intégrant des zones d’assemblage, des plates-formes d’essais, des salles de travaux, des salles de réunion et autres bureaux. En 2016, 80 ingénieurs et 43 techniciens et administratifs permanents ainsi que 36 salariés temporaires (CDD, post-doc, stagiaires) ont travaillé sur nos programmes.

Pour porter les nombreux projets (près de 40 projets en 2015) dans lesquels le SACM est impliqué, la structure croisée de notre organisation entre ces 5 laboratoires et les projets offre la possibilité de mettre en place des équipes projet pluridisciplinaires apportant une bonne synergie dans la recherche de solutions et leurs mises en œuvre avec des choix technologiques pertinents. Pour suivre les activités du service, le Conseil d’Unité composé de 12 membres se réunit 2 fois par an et examine les questions du personnel sur l’organisation, les ressources et les activités du service.

Pour encadrer les choix de programmes et des évolutions souhaitables pour l’avenir de nos activités, le Conseil Scientifique et Technique de Service (et ses 8 membres élus et 8 membres nommés) s’est réuni 4 fois par an. Ses membres ont ainsi pu évaluer la pertinence des sujets de thèses proposés, les thèmes et sommes alloués à la R&D interne supportée par le budget du service, les propositions de stages, les réponses collectives à donner aux sollicitations d’organismes scientifiques extérieurs (AERES, P2IO, Université Paris-Saclay…) et débattre avec des experts extérieurs au CEA des programmes/projets en cours et à venir lors de CSTS externes organisés tous les ans.

 

http://irfu-i.cea.fr/Sacm/Phocea/Vie_des_labos/Ast ...

Maj : 21/06/2017 (2)

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