• Cryogénie

• Le Service des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme 

• Laboratoire de cryogénie et des stations d’'essais (LCSE) 

La station d’essais Seht

 

Dans le cadre du projet Iseult d’aimant IRM à fort champ, la station Seht (Station d’essais huit teslas) installée dans le bâtiment 198 a permis d’évaluer et de valider les développements faits sur la cryogénie à 1,8 K, le circuit d’alimentation électrique, le contrôle-commande et la protection de l’aimant en cas de transition. Elle offre maintenant au SACM une zone de test de grand diamètre (587 mm) sous 8 T à température ambiante.

 

Bobine 8 T de la station d’essais Seht.

La station Seht utilise un bobinage solénoïdal avec un conducteur en NbTi assemblé en doubles galettes refroidies par un bain d’hélium superfluide à 1,8 K et 1,2 bar. Ce solénoïde reconditionné pour Seht est l’ancienne bobine supraconductrice de l’aimant hybride 35 T du LCMI de Grenoble.

 

La station a été implantée au bat 198 près du réfrigérateur hélium Cello déjà utilisé par la station Schéma. L’alimentation en hélium et en azote liquide des deux stations, qui peut se faire en parallèle, est assurée par une boîte à vannes cryogéniques à proximité du réfrigérateur. Utilisant les mêmes concepts cryogéniques que ceux du projet Iseult, Seht intègre une ligne de transfert permettant d’alimenter un satellite cryogénique contenant tous les organes et l’instrumentation nécessaires à la mise en froid, au maintien à 1,8 K et à l’alimentation électrique de la bobine 8 T.

 

 

Vue d’ensemble de la station au sein du bâtiment 198.

Le cryostat de l’aimant n’est relié au satellite qu’au travers d’un caloduc qui forme un drain thermique presque parfait en hélium superfluide entre la source de froid, c’est-à-dire le bain d’hélium pompé situé dans le satellite, et le tank d’hélium contenant le bobinage supraconducteur. La mise en froid est assurée par un circuit spécifique véhiculant l’hélium froid à haute pression produit dans le réfrigérateur Cello vers l’ensemble des masses froides. Le remplissage final du tank de l’aimant en hélium superfluide est réalisé par condensation puis sous-refroidissement de l’hélium produit dans le satellite.

 

À partir de mi-2008 et après la vérification des performances cryogéniques (durée de mise en froid de 4,2 K à 1,8 K = 26 h ; pertes mesurées = 9,5 W à 1,8 K), les tests en courant ont démontré le bon fonctionnement de l’aimant et de son système de protection. Fin 2008, des tests avec déclenchement d’une transition du supraconducteur par chauffage localisé dans le bobinage ont permis de caractériser les mécanismes de propagation de la zone normale et de mesurer les montées de pression consécutives dans l’ensemble du système.

 

Exemples de montées de pression mesurées dans l’aimant lors de quenchs déclenchés. Les différentes montées de pression correspondent à différentes conditions de fonctionnement de l’aimant (température et courant).

 

En 2009, en collaboration avec l’Iramis pour les mesures RMN, la station a testé avec succès deux équipements permettant d’améliorer la stabilité du champ magnétique en alimentation permanente. Le premier comportait un bobinage supraconducteur placé à l’intérieur du solénoïde principal et fonctionnait en induisant un courant s’opposant aux fluctuations de l’alimentation électrique principale. Le second système installé dans le satellite est constitué d’une résistance en parallèle au bobinage principal associée à un limiteur de courant supraconducteur ; l’ensemble amortit les variations de courant de l’alimentation.

 

La station est maintenant disponible pour des expériences sous champ magnétique intense et sera utilisée en 2010 et 2011, dans le cadre du projet Iseult, pour des mesures de prototype à échelle réduite.

 

maj : 17-12-2013 (2910)

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