Département des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme

Simon Bagnis reçoit le prix « Outstanding Student » à la conférence internationale Magnet Technology 2023  

Lors de la 18ème conférence internationale « Magnet Technology » qui s’est tenue à Aix-en-Provence du 10 au 15 septembre 2023, Simon Bagnis (IRFU/DACM), a reçu le prix « Outstanding Student » décerné par le comité scientifique de la conférence pour reconnaitre la nouveauté et la qualité de ses recherches de jeune scientifique en début de carrière.

La maîtrise des technologies permettant d'atteindre des inductions magnétiques de 20 à 40 teslas est un des enjeux majeurs dans le développement des aimants pour de nombreuses disciplines scientifiques telles que l'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM post-Iseult), la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN), l'hadronthérapie, la fusion nucléaire, ou bien encore les collisionneurs de muons. A ce titre, la recherche de champs magnétiques de plus en plus élevés donne lieu à une accélération des évolutions technologiques dans le domaine des électro-aimants. Depuis quelques années, les aimants utilisant la technologie des supraconducteurs à haute température critique et refroidis en bain d’hélium liquide atteignent des champs magnétiques supérieurs à 20 teslas. Malheureusement, des dérives en température de ces aimants sont observées et posent problème pour le maintien de leur état supraconducteur. Ces élévations de température sont probablement liées au diamagnétisme de l’hélium. En effet, les forts champs magnétiques générés par ce type d’aimant induisent d’importantes forces magnétiques sur l’hélium, équivalentes, voire supérieures, en intensité à la gravité terrestre. Ces forces volumiques peuvent alors dégrader les transferts thermiques entre l’aimant et son bain d’hélium liquide, engendrant de potentielles montées en température.
En Octobre 2020, dans ce contexte scientifique, Simon commence sa thèse portant sur l’influence des forces magnétiques sur le refroidissement des aimants supraconducteurs très haut champ, sous la direction de Bertrand Baudouy et Clément Lorin au DACM.

 

 

Au cours de sa thèse, Simon conçoit deux systèmes expérimentaux pour caractériser l’influence des forces magnétiques sur le refroidissement des aimants supraconducteurs très haut champ. Ces systèmes sont testés dans un cryostat rempli d’hélium liquide et soumis à un champ magnétique intense généré par un aimant résistif du Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses (CNRS-Grenoble).

 

 

 

 

 

Ces expériences confirment l’influence de la gravité sur le flux critique en hélium liquide prédite par la théorie, et permettent d’obtenir des résultats sans précédent sur une gamme de gravité allant de 0 à 2,2 fois la gravité terrestre, gamme jamais étudiée auparavant.

Simon utilise ensuite les résultats de ces expériences pour mieux comprendre les dérives en température observées sur le solénoïde NOUGAT (bobiné à partir de supraconducteurs à haute température critique dans le cadre d’une collaboration CEA-CNRS. En 2019, ce solénoïde a atteint un champ magnétique central de 32,5 teslas établissant un nouveau record du monde dans le domaine des hauts champs pour un bobinage supraconducteur avec un diamètre utile de 38 mm. 
Simon soutient sa thèse le 19 septembre 2023 où le jury unanime le félicite pour la très grande qualité de ses travaux. Il rejoindra le DACM/LCSE (Laboratoire de Cryogénie et des Stations d’Essais) dans quelques semaines et pourra y poursuivre ses précieuses recherches sur le refroidissement des aimants du futur.

Contacts : Simon Bagnis, Bertrand Baudouy, Clément Lorin

E. Lemaitre, dépêche du 29/09/2023