Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers

De nombreux équipements utilisés dans les domaines de la physique ou de la santé nécessitent des champs magnétiques élevés, produits pas des aimants supraconducteurs. Ce type d’aimant est bobinés avec un câble supraconducteurs dont la résistance est nulle à température cryogénique. Grâce à la propriété de supraconduction, il est possible d’alimenter l’aimant avec des grandes intensités pour obtenir le champ magnétique nécessaire. Si la résistance du câble devient non nulle, le système s’emballe dangereusement et provoque un quench de l’aimant. 

Pour détecter l’apparition d’un quench et commander la mise en sécurité de l’aimant, le Département d'Ingénierie des Systèmes (DIS) conçoit et met en œuvre des systèmes de protection des aimants supraconducteurs, ou Magnet Safety System (MSS). Ils ont pour fonctions de :

• Détecter l’apparition de résistances dans un aimant supraconducteur, provoquant un quench si la tension mesurée excède un seuil de niveau pendant une certaine durée T.
• Envoyer un signal tout-ou-rien commandant la décharge électrique rapide de l’aimant en cas de quench.
• Acquérir des mesures pour une analyse scientifique du quench en différé.

La qualité des mesures qui sont isolées en haute-tension, la fiabilité de l’électronique et le traitement des informations particulier à la détection d’un quench sont les éléments clés de ces systèmes, développés par le DIS depuis les années 1990 et avant.

Historiquement, les MSS sont des dispositifs analogiques. Aujourd’hui, l’évolution de l’électronique et la complexification des aimants nécessitent l’utilisation de techniques numériques, afin de traiter des équations de détection plus complexes ou un grand nombre de voies de mesures, demandant une densification accrue des équipements électroniques.