La dernière décennie a été marquée par une évolution significative dans le domaine des champs magnétiques intenses. Depuis la fin des années 2010, nous assistons à une augmentation de la demande d’électro-aimants capables de générer des champs magnétiques dépassant 20 T.
Cette tendance reflète les besoins croissants de nombreux secteurs de pointe : la fusion nucléaire compacte qui nécessite des champs magnétiques toujours plus intenses pour le confinement du plasma, les installations scientifiques utilisatrices requérant des champs très élevés pour repousser les frontières de la recherche fondamentale, les accélérateurs de particules de nouvelle génération, le secteur médical avec les aimants d’IRM et de RMN, ainsi que les applications de défense.
Actuellement, la génération de champs magnétiques atteignant ou dépassant 40 T repose sur des systèmes hybrides, combinant des aimants supraconducteurs et résistifs.
Cette configuration, bien que techniquement éprouvée, présente une limitation majeure : elle nécessite une puissance électrique considérable pour alimenter la partie résistive, engendrant des coûts opérationnels substantiels et une complexité accrue des installations.
Dans ce contexte, le développement d’aimants entièrement supraconducteurs constitue une avancée technologique cruciale, promettant une réduction significative de la consommation énergétique tout en maintenant ces performances exceptionnelles.
Cette avancée a été rendue possible grâce à l’émergence d’une nouvelle génération de supraconducteurs, à haute température critique, capables de transporter des densités de courant élevées sous de très fortes inductions magnétiques aux basses températures.
C’est dans cette perspective que s’inscrivent les travaux de recherche que j’ai menés depuis plus d’une décennie, et dont je présente la synthèse.
Ces recherches visent à relever les défis technologiques considérables que pose la conception d’aimants supraconducteurs très haut champ, en abordant les aspects fondamentaux de la protection contre le quench, la magnétisation, la mécanique et la cryogénie.
DACM/LEAS