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).