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

Insert de la station de mesure de conductibilité thermique

La mission du Laboratoire Cryogénie et Station d’Essais au sein du DACM est la maîtrise de la cryogénie à l’usage de la physique dans les domaines des aimants supraconducteurs, des cavités accélératrices, des détecteurs de physique (cibles cryogéniques, calorimètres) et de la production et distribution d’hélium liquide.

Pour ses propres développements et pour soutenir les plans de développements et de tests des projets, le laboratoire conçoit, construit et fait fonctionner plusieurs stations d’essais et de caractérisations mécaniques, thermiques (figure) et électriques sur des sous-ensembles cryogéniques complets (aimants dans leurs cryostats, cryomodules…) ou leurs composants de base (masse froide de bobines, cavités RF, instrumentation). Ces stations de taille et de nature très variées mettent en œuvre des moyens de réfrigération à basse température : réfrigérateur ou cryogénérateur utilisant les fluides suivants : l’hélium I et II, l’azote, l’argon, le néon ou l’hydrogène.

Des actions de R&D plus spécifiques sont menées sur l’étude et l’amélioration de systèmes de transfert thermiques à basse température (hélium II en milieu poreux, caloducs oscillants (PHP) avec différent gaz à température cryogénique, sur les écoulements diphasiques (thermosiphon en hélium I, en azote…), sur la thermohydraulique lors de « quench » dans les aimants et sur le développement de cibles cryogéniques en hydrogène liquide ou solide.

Le laboratoire compte, fin 2020, 16 ingénieurs, 2 thésards et 6 techniciens.

 
#298 - Last update : 04/14 2022
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Cétacé – test cryostat at variable temperature and hight magnetic field : Critical current measurements on superconducting samples. Maximum current intensity in sample: 2,000 A. Maximum magnetic field: 17 T. Magnet useful diameter: 64 mm. Useful diameter of the sample cryostat: 49 mm. Sample temperature : from 1.8 K to 200 K.  
Christiane : Critical current measurements on superconducting samples at 4.2 K. Maximum current intensity in sample: 3,000 A. Maximum magnetic field: 7 T. Magnet useful diameter: 90 mm.  
Magnet winding workshop : The workshop is equiped with two winding machines. One is used to wind solenoid magnets with external diameters of up to 2 m. The other one is dedicated to coils with a vertical rotation axis for realization of accelerator magnets of lengths up to 3 m or pancake coils.
Optimist magnet : Tests under magnetic field of components such as sensors, gauges, etc. at cryogenic temperature. Maximum magnetic field: 8.8 T. Magnet useful diameter: 150 mm. Horizontal axis.  
RMN magnet 530 : Tests under magnetic field of components such as sensors, gauges, etc. at room temperature. Maximum magnetic field: 2 T. Magnet useful diameter: 510 mm. Horizontal axis.  
Séjos – test station for superconducting joints : Tests of electrical joints at 4.2 K. Maximum current intensity in sample: 10 kA. Maximum magnetic field: 4.7 T. Magnet useful diameter: 90 mm. Useful diameter of the sample cryostat: 76 mm. A superconducting transformer will allow testing conductors at current intensity up to 70 kA.  
Test Cryostat at Variable Temperature and High Magnetic Field Saclay (CETACES) : Context Test station created in 2003 for the characterization of superconducting strands to meet R&D needs of large-scale projects (support in the strand choice in the early stages).   Critical current measurements on superconducting strands (1.8 K ≤ T ≤ 60 K) under high magnetic field (B ≤ 17 T). So far, there has been no need to work with higher temperature.
Vertical station : Context Tests of large magnet components (h ≤ 7.9 m, Φ ≤ 882 mm) at low temperature (in liquid helium or under vacuum, T ≥ 4.2 K).   Note that T = 4.2 K is the current temperature limit. Future tests performed in the framework of a LHC / CERN project (study of the Q4 quadripole) will require cooling down to T = 1.9 K.        
W-7X test facility : Trials on current intensity, isolating voltage, mechanical stress, pressure drop and temperature for magnets cooled with supercritical helium forced flow between 4.5 K et 7.6 K. 2 cryostats: 5 m useful diameter; 4.1 m useful height. 200 W at 4.2 K dedicated refrigerator. Data acquisition for cryogenic sensors up to 500 Hz and for voltage measurements up to 20 kHz.  

 

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