Un nouveau chantier s’ouvre aujourd’hui, vendredi 15 juin 2018, au LHC, le grand collisionneur de hadrons. Initié en 2011, ce projet vise à mettre en service d’ici à 2026 un LHC haute luminosité (HL-LHC) qui permettra d’augmenter le nombre de collisions protons-protons et de récolter davantage de données. La France contribue de manière importante à ce projet (à hauteur de 180M€, masse salariale incluse). Les équipes du CNRS et du CEA participent en particulier à la recherche et aux développements technologiques sur les aimants supraconducteurs ainsi qu’à la jouvence des détecteurs et de l’accélérateur. Côté français, ce sont ainsi plus de 400 scientifiques qui accompagnent le renouveau du plus grand et du plus puissant collisionneur de particules au monde.
Un nouveau chantier s’ouvre aujourd’hui, vendredi 15 juin 2018, au LHC, le grand collisionneur de hadrons. Initié en 2011, ce projet vise à mettre en service d’ici à 2026 un LHC haute luminosité (HL-LHC) qui permettra d’augmenter le nombre de collisions protons-protons et de récolter davantage de données. La France contribue de manière importante à ce projet (à hauteur de 180M€, masse salariale incluse). Les équipes du CNRS et du CEA participent en particulier à la recherche et aux développements technologiques sur les aimants supraconducteurs ainsi qu’à la jouvence des détecteurs et de l’accélérateur. Côté français, ce sont ainsi plus de 400 scientifiques qui accompagnent le renouveau du plus grand et du plus puissant collisionneur de particules au monde.
Après plus de 5 ans de développement dont 6 mois de travail d’intégration depuis les 12000 pièces détachées jusqu’à un cryomodule complet, le CEA-Irfu vient de valider les premières mesures de ce système complexe cryogénique au champ accélérateur ESS nominal de 17 MeV/m dans les 4 cavités accélératrices supraconductrices le composant.
Aux limites de technologies, c’est la première fois qu’un champ accélérateur aussi intense, maintenu sur des durées de pulse aussi longues et avec une puissance RF aussi importante, est mesuré dans des cavités supraconductrices installées dans un cryomodule.
Cette étape clé permet d’aborder la phase production des 30 cryomodules que la France doit livrer à cette infrastructure de recherche ESS, future source à neutrons opérationnel en 2023 en Suède. Cette intégration en série débutera dès le mois de janvier 2019 sous la maitrise d’œuvre de l’Irfu avec la contribution de l’entreprise B&S France et devra s’achever en 2022.
Un nouveau chantier s’ouvre aujourd’hui, vendredi 15 juin 2018, au LHC, le grand collisionneur de hadrons. Initié en 2011, ce projet vise à mettre en service d’ici à 2026 un LHC haute luminosité (HL-LHC) qui permettra d’augmenter le nombre de collisions protons-protons et de récolter davantage de données. La France contribue de manière importante à ce projet (à hauteur de 180M€, masse salariale incluse). Les équipes du CNRS et du CEA participent en particulier à la recherche et aux développements technologiques sur les aimants supraconducteurs ainsi qu’à la jouvence des détecteurs et de l’accélérateur. Côté français, ce sont ainsi plus de 400 scientifiques qui accompagnent le renouveau du plus grand et du plus puissant collisionneur de particules au monde.
Un nouveau chantier s’ouvre aujourd’hui, vendredi 15 juin 2018, au LHC, le grand collisionneur de hadrons. Initié en 2011, ce projet vise à mettre en service d’ici à 2026 un LHC haute luminosité (HL-LHC) qui permettra d’augmenter le nombre de collisions protons-protons et de récolter davantage de données. La France contribue de manière importante à ce projet (à hauteur de 180M€, masse salariale incluse). Les équipes du CNRS et du CEA participent en particulier à la recherche et aux développements technologiques sur les aimants supraconducteurs ainsi qu’à la jouvence des détecteurs et de l’accélérateur. Côté français, ce sont ainsi plus de 400 scientifiques qui accompagnent le renouveau du plus grand et du plus puissant collisionneur de particules au monde.
Après plus de 5 ans de développement dont 6 mois de travail d’intégration depuis les 12000 pièces détachées jusqu’à un cryomodule complet, le CEA-Irfu vient de valider les premières mesures de ce système complexe cryogénique au champ accélérateur ESS nominal de 17 MeV/m dans les 4 cavités accélératrices supraconductrices le composant.
Aux limites de technologies, c’est la première fois qu’un champ accélérateur aussi intense, maintenu sur des durées de pulse aussi longues et avec une puissance RF aussi importante, est mesuré dans des cavités supraconductrices installées dans un cryomodule.
Cette étape clé permet d’aborder la phase production des 30 cryomodules que la France doit livrer à cette infrastructure de recherche ESS, future source à neutrons opérationnel en 2023 en Suède. Cette intégration en série débutera dès le mois de janvier 2019 sous la maitrise d’œuvre de l’Irfu avec la contribution de l’entreprise B&S France et devra s’achever en 2022.
La première campagne de tests de l’aimant haut-champ NOUGAT s’est déroulée avec succès au LNCMI Grenoble du CNRS. Ce laboratoire souhaite construire un aimant de 30 teslas par un assemblage d’aimant résistif du LNCMI et d’un aimant supraconducteur conçu par l'Irfu basé sur des matériaux supraconducteurs à haute température critique. A ce jour, le champ atteint est de 20,8 T dont 12,8 T générés par l'aimant supraconducteur seul. C’est une étape décisive vers le point de fonctionnement à 30 T de NOUGAT et la validation de la technologie de bobinage MI (Metal-as-Insulation), où l'isolation traditionnelle est remplacée par un co-blindage métallique, développée au laboratoire d'’études des aimants supraconducteurs (Leas) du DACM.
Le DACM est impliqué dans plusieurs projets d’aimant haut-champ notamment pour le médical (IRM) et les grosses stations tests (comme l'aimant hybride LNCMI à 43T). Pour obtenir des valeurs de champ élevées, il est nécessaire d’employer des matériaux supraconducteurs de nouvelle génération à haute température critique (High Temperature Superconductors ou HTS) à la place du NbTi ou Nb3Sn. La R&D HTS du département étudie les moyens de réaliser de tels aimants et de résoudre les problèmes inhérents à ces conducteurs à ces valeurs de champ intense (thèse de G. Dilasser [1], thèse de M. ALHarake [2], R&D interne pour les bobinages non isolés…).
Après la validation des dernières bobines supraconductrices de champ toroïdal, la contribution du CEA à la construction du tokamak japonais JT-60SA, dédié à l’étude de la fusion nucléaire, approche de son terme. Dix d’entre elles (sur vingt) ont été fabriquées sous la responsabilité du CEA par GE Power à Belfort. Ces bobines de près de 16 tonnes chacune s’envoleront mi-février pour Naka pour y rejoindre leurs sœurs et intégrer la structure du tokamak nippon. Ces composants essentiels pour la machine de fusion japonaise s’inscrivent dans le projet dit de l’Approche élargie à Iter (International Thermonuclear Experimental Reactor), projet international de réacteur de recherche civil à fusion nucléaire actuellement construit à Cadarache (Bouches-du-Rhône).
Le premier triplet de multipôles supraconducteurs du spectromètre S3, l’une des salles d’expériences de l’installation Spiral2, est arrivé au Ganil le 29 août 2018.
L’aimant, d’une masse de 2,8 tonnes, mesure 1,8 m de long et presque autant de haut. Ce type d’aimant, très compact malgré le nombre de fonctions optiques qu’il permet de générer (quadrupôle, sextupôle, octupôle et dipôle), est le premier d’une série de sept à être livré au Ganil.
Le champ magnétique est généré par du conducteur en alliage niobium-titane (NbTi) disposé dans un matrice époxy/fibre de verre, à la température de l’hélium liquide (4,2 kelvins). Les amenées de courant, constituées de deux types de supraconducteur à haute température, sont refroidies à l’azote.
Il s’agit d’un design unique fruit d’une collaboration entre le Ganil, le CEA/Irfu, le laboratoire américain d’Argonne Nat. Lab. et les deux industriels qui ont en charge le prototypage et la série (Advanced Magnet Lab. pour les bobines supraconductrices, Cryomagnetics. Inc pour les cryostats et l’intégration).
Cet élément a été financé par l’EQUIPEX n° 10-EQPX-0046, attribué à S3 par l’Agence Nationale de la Recherche en 2011.
Contacts: Antoine Drouart, Myriam Grar (Ganil) et Hervé Savajols (Ganil)
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Dernière mise à jour : 21-11-2024
