Séminaire de Etienne Rochepault

L’une des principales applications des supraconducteurs est la fabrication d’électroaimants destinés aux grandes installations scientifiques, telles que les accélérateurs de particules, les réacteurs de fusion et les systèmes d’imagerie par résonance magnétique (IRM). Bien que l’alliage NbTi demeure le matériau supraconducteur le plus largement utilisé—en particulier dans le Large Hadron Collider (LHC)—des matériaux alternatifs font l’objet d’intenses recherches. Parmi ceux-ci, le composé intermétallique Nb₃Sn constitue actuellement le candidat le plus mature pour l’amélioration des infrastructures existantes ainsi que pour le développement de projets futurs, tels que le Future Circular Collider (FCC).

Bien que des aimants à haut champ à base de Nb₃Sn aient été démontrés avec succès, leur robustesse et leur reproductibilité en conditions d’exploitation nécessitent encore d’être consolidées. La formation de la phase Nb₃Sn repose sur un traitement thermique spécifique, aux alentours de 650 °C, au cours duquel des contraintes et des déformations significatives se développent. Cet aspect est particulièrement critique dans la mesure où le Nb₃Sn est intrinsèquement fragile et où ses propriétés supraconductrices dépendent fortement de son état mécanique.

Les procédés de fabrication des conducteurs et des aimants en Nb₃Sn seront d’abord décrits, en mettant en évidence le caractère multi-échelle, composite et multiphysique de ce matériau. Le séminaire se concentrera ensuite sur les approches expérimentales et de modélisation utilisées pour caractériser le comportement composite du Nb₃Sn. En particulier, les méthodes d’homogénéisation développées pour traiter sa nature multi-échelle seront présentées. Enfin, des perspectives seront proposées pour prendre en compte les effets de la contrainte et de la déformation dans la prédiction du comportement multiphysique global des aimants supraconducteurs.