Réfrigérateur à dilution autonome

Dans la tradition Grenobloise de flirter avec le Zéro Absolu de température et de rendre plus accessibles et hospitalières ces conditions extrêmes, un nouveau type de réfrigérateur à dilution a été réalisé, dans le cadre d’une collaboration étroite CNRS-Air Liquide.

Alors que les appareillages classiques exigent une infrastructure importante, notamment l’approvisionnement et le transfert de fluides cryogéniques (hélium et azote liquides), le nouveau réfrigérateur est entièrement autonome, grâce à l’utilisation d’un système de pré-refroidissement à tube à gaz pulsé. L’intégration du réfrigérateur a exigé lors de sa conception une analyse fine des propriétés thermiques de cet ensemble, afin d’optimiser ses performances. Le résultat est concluant : ces nouveaux systèmes ont permis d’atteindre des températures de quelques millièmes de degré, et cela en des temps bien plus courts qu’avec les systèmes traditionnels. Le fait de fonctionner sans fluides cryogéniques ouvre à ces systèmes originaux un vaste champ d’applications, permettant à des laboratoires qui ne disposent pas aisément d’une fourniture de ces fluides d’entreprendre des recherches aux plus basses températures. Cela concerne en particulier l’étude des propriétés physiques des matériaux, car la variation en température de l’aimantation ou de la capacité calorifique fournit des renseignements précieux sur les vibrations atomiques, les propriétés électroniques, les défauts, etc. Les nanosciences font également appel à des études aux très basses températures, car les phénomènes quantiques qui régissent le comportement des électrons s’y manifestent le plus clairement. Citons également l’électronique cryogénique ultra-sensible, où le bruit électrique est réduit par le froid, ou encore les détecteurs de particules cosmiques, guettant la mystérieuse Matière Noire qui nous entoure peut-être, comme le pensent les Astrophysiciens !
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