La supraconductivité est un phénomène qui se manifeste à des températures très basses, comme celles atteintes dans le LHC, l'un des plus grands systèmes cryogéniques du monde. Le refroidissement reste un défi majeur pour les futurs collisionneurs de particules dotés de systèmes supraconducteurs.

La cryogénie joue un rôle crucial dans le développement des futurs collisionneurs circulaires de leptons et de hadrons, comme ceux explorés par l'étude FCC. Le collisionneur de hadrons du FCC (FCC-hh) présente des défis uniques pour les technologies cryogéniques, notamment parce qu'il reposera sur de nouveaux aimants supraconducteurs à champs élevés fabriqués à partir de Nb₃Sn ou de matériaux supraconducteurs à haute température. Cela crée des opportunités pour l'industrie et de nouvelles applications, comme ce fut le cas lors des premiers déploiements à grande échelle de l'alliage supraconducteur niobium-titane dans les accélérateurs de particules Tevatron et LHC.

La collaboration internationale du FCC étudie de nouvelles technologies de refroidissement, de la température ambiante jusqu'à 1 Kelvin, avec une efficacité sans précédent pour maintenir la consommation d'énergie aussi basse que raisonnablement possible. Les systèmes de cryogénie et de refroidissement trouvent des applications au-delà de la physique des particules, allant de l'industrie agroalimentaire au transport spatial et aux satellites, à l'imagerie médicale, à la production, au stockage et au transport de gaz naturel, ainsi qu'aux appareils de refroidissement dans chaque foyer !

L'UNITÉ DE COMPRESSION DU RÉFRIGÉRATEUR ATTACHÉE AU POINT 6. L'UNITÉ A UNE CAPACITÉ DE REFROIDISSEMENT DE 18 KW. (IMAGE : CERN)

Sujets d'étude de R&D dans le domaine de la réfrigération cryogénique en cours :

• Cycles de réfrigération à rendement énergétique optimal

• Turbocompresseurs hautement fiables et rentables

• Processus de réfrigération non conventionnels (magnétiques)

• Simulation de processus dynamiques non linéaires