Laboratoire National des Champs Magnétiques

A QUOI SERVENT LES CHAMPS MAGNÉTIQUES INTENSES ?
Outil puissant pour la recherche, le champ
magnétique agit sur la matière, permettant ainsi
de la sonder et de déterminer ses propriétés.
Seize prix Nobel liés aux effets des champs
magnétiques intenses ont été décernés en
physique, chimie et médecine.
LNCMI-Grenoble
25 rue des Martyrs, B.P. 166
38042 GRENOBLE cedex 9, France
LNCMI-Toulouse
143 avenue de Rangueil
31400 TOULOUSE, France
Tel. : +33 (0)4 76 88 10 48
Fax : +33 (0)4 76 88 10 01
Tel. : +33 (0)5 62 17 28 60
Fax : +33 (0)5 62 17 28 16
Quelques exemples d’applications :
La manipulation magnétique
Un champ magnétique intense permet de faire
léviter certains matériaux, et ainsi varier ou même
renverser la gravité que subissent des objets et les
êtres vivants.
Pour en savoir plus, ou pour venir visiter le laboratoire,
n’hésitez pas à nous contacter via l’e-mail :
[email protected]
Avec 15 teslas on peut faire léviter un insecte comme
le mille-pattes.
L’imagerie par résonance magnétique (IRM)
En présence d’un champ magnétique intense, il est
possible de faire « résonner » certains atomes de
la matière et de les localiser dans l’espace, ce qui
permet par exemple d’imager la structure du corps
humain.
Laboratoire
National
des Champs
Magnétiques
Intenses
Grenoble -Toulouse
L’étude et le développement des matériaux
supraconducteurs, qui permettent le transport de
l’électricité sans aucune perte, pourraient conduire
dans un avenir proche à des avancées majeures
dans le stockage et le transport de l’énergie.
Le LNCMI est une unité propre de recherche du CNRS, associée à l’université Joseph Fourier de Grenoble,
l’Institut national des sciences appliquées de Toulouse et l’université Paul Sabatier de Toulouse. Il est
partenaire fondateur du Laboratoire européen des champs magnétiques : EMFL (European Magnetic
Field Laboratory).
Unité de recherche du CNRS,
le
,
situé à Grenoble et à Toulouse,
LNCMI
http://lncmi.cnrs.fr
Graphisme : CNRS Alpes - service communication - LRF / 2013
© photographies : Eric Beaugnon, Julien Billette, Patrick Dumas, Cyril Frésillon, William Knafo, Denis Morel
LNCMI - CNRS - G3R1, Renata Novackova (Fotolia.com)
met à disposition des chercheurs du monde entier
les champs magnétiques
les plus intenses d’Europe.
QU’EST-CE QU’UN CHAMP MAGNÉTIQUE INTENSE ?
Le champ magnétique produit par un aimant
exerce une force attractive ou répulsive sur
certains matériaux.
LES MISSIONS DU LNCMI :
LE LNCMI EN CHIFFRES :
- générer des champs magnétiques intenses - pratiquer une recherche d’excellence
- accueillir des utilisateurs français et internationaux
- 120 chercheurs, ingénieurs et techniciens
- 130 publications par an
- 200 projets scientifiques par an
- 40 ans d’expérience
L’intensité d’un champ magnétique est mesurée
en tesla (T). Un champ de 1 tesla est 20 000
fois supérieur à la valeur du champ magnétique
terrestre, le champ qui fait aligner nos boussoles.
Un champ magnétique est qualifié d’intense
lorsqu’il est supérieur à 20 teslas. La production
d’un tel champ magnétique nécessite une
infrastructure importante.
A GRENOBLE, LES CHAMPS MAGNÉTIQUES CONTINUS :
Ces champs magnétiques intenses sont mis à la disposition
des chercheurs qui les utilisent pour sonder la matière.
COMMENT CRÉER UN CHAMP MAGNÉTIQUE INTENSE ?
Tout courant électrique produit un champ
magnétique. Plus le courant est important plus
le champ magnétique généré sera intense. En
enroulant un câble conducteur en forme de bobine,
on concentre le champ magnétique en son milieu.
Un champ trop intense risque de disloquer la
bobine et un courant électrique trop élevé risque
de la faire fondre.
Pour éviter la dislocation, les électro-aimants
sont construits avec des conducteurs robustes
mécaniquement ou avec des renforts externes.
Pour éviter les échauffements, on peut soit :
- réduire la durée de l’expérience. Les bobines
n’ont alors pas le temps de surchauffer et on
génère des champs pulsés.
- refroidir les matériaux conducteurs, ce qui est
nécessaire pour générer des champs intenses
continus ou pulsés.
- atteignent jusqu’à 35 teslas en continu, ce
qui permet des mesures physiques sur de
longues durées,
-requièrent une alimentation électrique de
grande puissance (24MWatt),
Une puissance équivalente à celle de deux TGV à
pleine vitesse est nécessaire.
-
ont besoin d’installations hydrauliques
importantes permettant de refroidir les
bobines,
Une baignoire d’eau par seconde est injectée sous une
pression équivalente à celle d’une fontaine de 200 m
de haut.
- nécessitent une instrumentation de pointe
permettant de les utiliser pour la recherche,
-atteindront une valeur de 43 teslas
grâce à l’aimant hybride, actuellement
en construction.
Il combine aimants
supraconducteur et résistif.
A TOULOUSE, LES CHAMPS MAGNÉTIQUES PULSÉS :
- permettent d’atteindre des champs plus
intenses que les champs continus, jusqu’à
82 teslas, mais durant des impulsions courtes
de quelques centaines de millisecondes, ce
qui s’accorde avec des mesures très rapides,
- sont produits par des générateurs très
puissants d’une énergie de 14 MJoules et
d’une puissance de 1 GWatt,
C’est l’énergie produite par 3 kg de dynamite ou la
puissance d’une centrale électrique.
- peuvent atteindre entre 150 et 250 teslas
grâce au générateur Megagauss. A cette
puissance de 100 GWatt la bobine est détruite
pendant l’expérience, mais l’échantillon reste
intact,
L’énergie très modeste délivrée par le générateur
Megagauss est celle qu’apporte à peine 100 g de
yaourt mais la puissance de 100 réacteurs nucléaires
est nécessaire.
- peuvent aussi être générés par des aimants
et générateurs transportables pour être
utilisés sur d’autres grandes installations
de recherche internationales (sources
synchrotron, neutron, laser).