Plateforme CRYOMAT
Présentation
L’objectif de CRYOMAT est, d’une part, la caractérisation de matériaux aux températures sub-Kelvin (caractéristiques thermiques et mécaniques) et, d’autre part, de mettre à la disposition de la communauté ces équipements ainsi que les résultats.
CRYOMAT répond à un besoin récurrent des concepteurs d’instruments (dans les domaines de la cosmologie, de l’astrophysique, de l’imagerie médicale, de l’informatique quantique par exemple) de disposer des caractéristiques des matériaux dans la gamme sub-K.
Dispositif unique en Ile-de-France, la plateforme CRYOMAT a donc pour objectif d’accueillir des industriels et des partenaires académiques.
La plateforme CRYOMAT va héberger au moins trois cryostats et se développera en plusieurs étapes. Le premier cryostat est en cours de montage et sera dédié à des mesures de conductivité thermiques aux températures sub-K. Les cryostats suivants seront mis en œuvre pour faire des mesures électriques sous pointe d’une part et de dilatation mécanique et de modules d’élasticité d’autre part.
Activités
Expertises
Les responsables scientifiques et techniques de la plateforme CRYOMAT sont Michel Piat (Professeur Université Paris Cité) et Jean-Pierre Thermeau (Ingénieur de Recherche CNRS).
Ils figurent parmi les meilleurs experts en systèmes et instruments cryogéniques.
Ils ont exercé des rôles de concepteurs ou d’experts techniques sur des projets de cosmologie impliquant des cryogénies sub-Kelvin tels que Planck, QUBIC, LiteBird, et les programmes de R&D BSB ou NGCryo.
Ils travaillent sur ces sujets en lien avec les principales agences scientifiques et sociétés scientifiques : ESA, CNES, SFV, etc…
Ils ont par ailleurs une importante activité pédagogique pour former la relève cryogénique en France et dans le cadre de programmes internationaux. Ils forment des étudiants et des professionnels aux techniques cryogéniques avec des projets expérimentaux, des stages et des doctorats.
Equipements
La plateforme sera constituée d’au moins trois cryostats, un pour chaque type de mesures nécessaires pour caractériser les matériaux dans le domaine sub-K.
Chaque cryostat sera instrumenté en fonction des mesures à faire : mécaniques (module d’élasticité, coefficient de Poisson), thermiques (conductivité, capacité, dilatation, résistance de contact) ou électriques (mesures sous pointes).
La plage de température sera dans un premier temps limitée à 40K – 3K. Dans un deuxième temps, le domaine de mesure sera étendu aux températures sub-K.
Le premier cryostat sera dédié à des mesures de conductivité thermiques et de capacités thermiques aux températures sub-K. Les cryostats suivants seront mis en œuvre pour faire des mesures mécaniques et électriques.
Un partenariat avec le LNE-CNAM garantira la certification des mesures et, ainsi, permettra à CRYOMAT de devenir une plateforme de mesures de référence pour enrichir les bases de données matériaux.
Services proposés
Une fois opérationnelle et certifiée en collaboration avec le LNE-CNAM, la plateforme sera ouverte aux partenaires académiques et industriels.
Une équipe APC composée d’un professeur instrumentaliste (Michel Piat), d’un expert international en cryogénie (Jean-Pierre Thermeau), d’un coordinateur de plateforme (Laurent Grandsire) et d’un technicien opérateur, assure le bon fonctionnement de la plateforme et accueille les équipes qui souhaitent mener des campagnes de mesures.
Le champ des possibles caractérisations de matériaux ou de détecteurs est le suivant :
– Mesures thermiques (conductivité, capacité, résistances de contact)
– Mesures électriques (mesures sous pointes et avec champ magnétique)
– Mesures mécaniques (module élasticité, coefficient de Poisson, coefficient de dilation).
Thématiques
Contact
10 rue Alice Domon et Léonie Duquet
75013 Paris
Tutelles
Université Paris Cité, CNRS, CEA, CNES, Observatoire de Paris
Unité de rattachement
AstroParticule et Cosmologie (APC) – UMR7164
Plateformes dans la même thématique
Plateforme “Géotéca” : Géomatique, Télédétection, Cartographie
Géotéca vise à mettre en commun les compétences et les matériels dédiés à l’analyse des images de télédétection et des données spatialisées, dans toutes les disciplines utilisant ces techniques, depuis les sciences humaines jusqu’aux sciences de la Terre et des planètes.
Plateau d’analyses magnétiques – VSM
Le plateau technique expérimentale “Mesures Magnétiques”, situé au laboratoire ITODYS, consiste à ce jour en un magnétomètre VSM dédié aux mesures de l’aimantation statique en fonction de la température (100 – 1000K) et du champ (jusqu’à 3.2T). Il est équipé d’un porte-échantillons vectoriel permettant des mesures de l’aimantation en fonction de l’orientation du champ. Ce magnétomètre a été acquis en 2016 sur ressources propres en partenariat avec le laboratoire LSPM de l’Université Sorbonne Paris Nord.
Microscope électronique à balayage et lithographie électronique (MEB-Litho)
La plateforme MEB-EDX-Litho permet d’imager diverses micro- et nanostructures et de caractériser les propriétés chimiques de tous les types de surface, avec une résolution nanométrique.
Plateau analytique – Électrochimie & électrocatalyse
Le plateau analytique Électrochimie & électrocatalyse du LEM a pour vocation d’apporter des réponses analytiques suite à des expériences de type électrochimiques, photochimiques, de synthèse ou autres.
Plateforme – Chimiothèque du LCBPT
La Chimiothèque UMR8601 / PARIS CITE est un projet fédérateur entre les équipes de notre laboratoire pour la conservation du patrimoine chimique du laboratoire et sa valorisation sur de nouvelles cibles biologiques.
Elle fait partie des laboratoires associés à la Chimiothèque Nationale (CN) du CNRS depuis 2004 et à l’infrastructure de recherche ChemBioFrance depuis 2019.
Plateforme d’Analyse Chimique de Surface par Spectroscopie de Photoélectrons Induits par Rayons X /XPS ou UV/UPS et abrasion ionique (SURFEX)
« SURFEX », la plateforme de spectroscopie de photoélectrons induits par Rayons X ou Ultra-violets et abrasion ionique est accessible à l’ensemble de la communauté scientifique académique et industrielle. Cette plateforme apporte un soutien technique en mettant à disposition des équipements performants ainsi qu’une expertise dans l’analyse des surfaces.
Plateforme – Spectroscopie Vibrationnelle
La plateforme vibrationnelle (Raman et infra-rouge) est ouverte à la communauté scientifique académique ou industrielle.
Plateforme d’analyse haute résolution (PARI)
La plateforme d’analyse haute résolution PARI dote l’IPGP d’une plateforme analytique de pointe, constituée d’une chaîne cohérente d’équipements innovants, permettant de répondre aux questions scientifiques fondamentales de la recherche en Sciences de la Terre, de l’Univers et de l’environnement ainsi qu’aux questions scientifiques d’autres disciplines de l’Université Paris Cité.