La plateforme CC MagCryo donne accès à des appareils et des compétences dans le domaine de la mesure magnétique et de la cryogénie. Elle s’est dotée les dix dernières années d’un parc instrumental unique en France permettant l’application de champs magnétiques intenses (jusqu'à 300 000 fois le champ magnétique terrestre), le contrôle de température proche du zéro absolu (températures inférieures à celle du fond de l’univers) et la livraison/recyclage d’hélium. Elle le met à disposition d’enseignants pour la formation et de chercheurs publics ou privés ayant besoin de caractériser de nouveaux aimants artificiels, de systèmes de transformation d’énergie, de nanoparticules fonctionnalisées pour la santé ou encore de métaux innovants. Thomas Hauet, son responsable, nous en dit plus.
Pouvez-vous nous présenter votre plateforme ?
Le centre de compétence « Magnétisme et cryogénie [LIEN : https://ijl.univ-lorraine.fr/centres-de-competences/centre-de-competence... (CC MagCryo) est un des 8 centres de compétences constitué à la création de l’institut Jean Lamour en 2009. Il regroupe un parc instrumental de magnétométrie parmi les plus complets en France avec 10 appareils permettant de caractériser les propriétés d’une large gamme d’objets millimétriques ou sub-millimétriques (solides, poudres, liquides, …) en fonction de la température (2K - 1200K) et d'un champ magnétique (0 à 14 Tesla). Il dispose également d'une chaîne complète de reliquéfaction d'hélium. Il repose actuellement sur l’expertise de trois ingénieurs (Stéphane Suire, Yohan Leverge-Sérandour et Luc Moreau). Depuis 2015, elle est très active au sein du réseau français de magnétométrie. Depuis 2019, la plateforme réalise une démarche qualité qui a été labélisée dans le cadre du programme INFRA+ du site Lorrain de recherche.
A quel besoin répond cette plateforme ?
Au-delà de l’études des aimants, tous les matériaux (métaux, céramiques ou organiques) ont des signatures magnétiques spécifiques qui peuvent être détectées via leur réponse à l’application d’un champ magnétique. Le CC MagCryo permet ainsi de mesurer l’aimantation, la perméabilité magnétique, la susceptibilité magnétique, la magnétorésistance électrique ou des effets magnéto-optiques lorsque l’objet étudié est soumis à un champ qui peut être jusqu’à 300 000 fois plus intense que le champ magnétique terrestre (14 Tesla). Pour comparaison un aimant de frigo génère environ 0.005 T quand un aimant d’imagerie par résonance magnétique (IRM) en milieu hospitalier produit 1 à 3 Tesla. En France, seul le laboratoire de champ intense de Grenoble possède un appareil permettant des mesures similaires mais sous un champ constant plus important (42 Tesla).
La production de tels champs magnétiques, comme les travaux de recherche sur certains phénomènes n’apparaissant qu’à très basse température, nécessitent de contrôler la température en dessous de 0°C et parfois jusqu’à -271°C (2 Kelvin). Pour ce faire, les appareils de mesure sont intégrés à des cryostats dont la température est régulée avec de l’Hélium liquide. Or l’hélium est un atome rare dans la croute terrestre et qui quitte la Terre lorsqu’il est relâché sous forme gazeuse dans l’air (car il est plus léger que ce dernier). Le CC MagCryo permet la livraison d’hélium puis le recyclage et la reliquéfaction d’hélium vaporisé, au sein de l’institut Jean Lamour mais aussi sur l’ensemble du site Lorrain, comme par exemple sur la plateforme RMN.
A qui est destinée cette plateforme ?
L’activité cryogénie est exclusivement dédiée à la recherche. Le CC MagCryo fournit en hélium l’IJL et les laboratoires du site lorrain en ayant besoin pour des RMNs ou cryostats (e.g. plateformes APPEL, IBSLor et RMN).
L’activité magnétisme touche un public plus diversifié. Entre 30 et 40 utilisateurs formés (étudiants en thèse, post-docs, stagiaires, permanents, dont 10 nouveaux formés/an) utilisent les appareils de magnétométrie pour leur recherche. Ils proviennent principalement de l’IJL. Cependant, le CC MagCryo étant la seule plateforme de magnétométrie en Lorraine, d’autres laboratoires du site Lorrain (GREEN, CRM2, LCPME, IADI, LEM3, LIEC, etc.) utilisent ses appareils soient en autonomie soit via des prestations de service. Le CC MagCryo réalise également des prestations ou des collaborations de recherche avec d’autres sites universitaires (Liège, Saarbruck, Nantes, IRT Jules Verne, etc.) et de partenaires privés. Ces utilisateurs académiques ou privés travaillent dans les domaines de la physique, de la chimie, de la géologie, de l’électrotechnique, des nanosciences ou encore de la santé.
Le CC MagCryo sert enfin la formation initiale ou continue de l’université de Lorraine, du CNRS (ANF, écoles thématiques) ou de partenaires privés. Par exemple, la plateforme est désormais utilisée pour des travaux pratiques par 3 Masters de l’université de lorraine (EEA CIM, Physique-MQN, SGM-ECM), aidée en cela par le programme ORION.
Pour en savoir plus sur la plateforme CC MagCryo, consultez sa page plug-in Lab Lorraine.
