Visite en images - le Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses

Publié par Alexandre Bottollier, le 13 octobre 2019   720

Xl 72398937 384669935770752 8431542434416033792 n

Partons en balade à la découverte de ces fiertés inconnues, de ces trésors cachés que sont les super-aimants des sous-sols du LNCMI, parmi les plus puissants du monde.



Dans le cadre de "Physique en Fête" et des 80 ans du CNRS, l'Institut Néel et notamment le Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses (LNCMI) ont ouvert leurs portes aux curieu.x.ses de tout âge.  Une parfaite opportunité pour aller y faire quelques clichés des installations de pointe enclavées entre nos massifs. 


Physique en Fête à l'Institut Néel
Troc de la blouse blanche contre le t-shirt orange pour nos chercheuses et chercheurs.


La visite de Gabriel, chercheur au LNCMI et maître de conférence à l'Université-Grenoble-Alpes, commence par une introduction aux phénomènes magnétiques en jeu. De la loi de Lenz  qui permet à un aimant de tomber au ralenti dans un tube en cuivre, jusqu'aux problématiques émanant de la volonté de créer des champs intenses, les bases physiques des installations que nous allions bientôt voir n'avaient plus de secret pour nous. 

Le principe physique expliqué ici - qui nous sera utile tout le long de notre visite - est que quand un courant est envoyé dans une bobine d'un métal conducteur (ici du cuivre), il se crée un champ magnétique d'une intensité proportionnelle au courant envoyé, ainsi qu'au nombre de spires de la bobine.


Explication de la création d'un champ par un courant électrique
Une bien petite bobine, par rapport à ce qui va suivre...


Passons maintenant aux choses sérieuses.  Nous descendons en silence dans les sous-sols du laboratoire,  là où se situe l'un des sept cœurs de ce monstre de Maxwell.  Pour nourrir son ardeur sont envoyés jusqu'à 60.000 ampère de courant, et pour le refroidir plus de 300 litres d'eau, à chaque seconde. 

Tout ceci fait de lui le 2e aimant le plus puissant du monde, en créant des champs de plus de 37 Tesla.

Particularité de la bête : on ne peut la réveiller que la nuit, l’électricité nécessaire étant moins cher à ce moment là.  


M9, l'un des sept cœurs
Pour l'échelle : les deux cylindres de face de la partie haute font environ 30 cm de diamètre, et sont à 1m50 du sol.


C'est donc quand le soleil se couche que cet "heptocarde" prend réellement vie et qu'un chercheur vient occuper l'une des sept salles disponibles, afin de plonger son expérience dans le cryostat d'un des cœurs de l'aimant. 

En effet, les expérimentations se passent généralement à des températures extrêmement basses, proches du zéro absolu.


Canne d'expérimentation
Bout de la canne d’expérimentation de Gabriel, qui sera plongée dans le cryostat.


Le principe de l'expérience de Gabriel est le suivant : une minuscule plateforme de cuivre-béryllium soutient un échantillon de supraconducteur, dans le but de mesurer son aimantation

La plateforme jouera le rôle d'une minuscule balance. Sous l’effet du champ magnétique intense, elle se verra être déformée par l’échantillon, sensible à des champs d'une telle intensité. Les indicibles déformations observées permettent ainsi de décrire la nature très fondamentale de l’échantillon étudié.


Balance de faraday millimétrique
Ici est posée la tête de la canne, sur laquelle se trouve la plateforme, avec l'échantillon au centre (d'un demi millimètre de largeur).


La visite se termine par la salle de contrôle des flux d'électricité et d'eau entrant et sortant, ainsi que des placards électriques et des alimentations nécessaires à la création d'autant de courant.  

C'est encore émerveillés que nous sortons du laboratoire, imaginant ces chercheurs passer des nuits entières à étudier le comportement de leur expérience, et déceler - car c'est de ça dont il est question ici - les propriétés les plus discrètes de la matière, et de la Nature.


Salle de contrôle
Vue de la salle de contrôle, depuis la salle des redresseurs du laboratoire.



Merci au CNRS, à l'Institut Néel et au LNCMI pour nous permettre de partager un peu de ces univers, et surtout un grand merci à Gabriel pour sa pédagogie et sa passion