Agenda

Rémi VICENTE présente

Conception et démonstration d’un refroidisseur optique cryogénique pour les applications spatiales

Mardi 29 juin à 14h

Lien : https://univ-grenoble-alpes-fr.zoom.us/j/91671465175?pwd=eUR5c1NWVW1sZEMyNXplK01RNytCUT09
Meeting ID: 916 7146 5175
Passcode: 396916

Salle des séminaires F418, Edwin Bertaut : Nombre de personnes limité à 16

La présentation sera en anglais.

Résumé :

Le refroidissement optique dans les solides ou refroidissement laser dans les solides est une technologie de rupture, atteignant des températures cryogéniques (inférieures à 123 K) par l’éclairement de cristaux dopés aux ions de terre-rares Yb:YLF avec un laser infrarouge à la longueur d’onde adaptée. L’excitation d’un tel cristal aux longueurs d’ondes proches du gap entre états fondamentaux et états excités électroniques permet de favoriser l’émission de fluorescence Anti-Stokes, phénomène par lequel le cristal ré-émet plus de puissance lumineuse que ce qu’il a absorbé et provoquant ainsi son refroidissement.

Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’une collaboration française entre Air Liquide Advanced Technologies (Sassenage), leader Européen de la cryogénie spatiale et l’Institut Néel, CNRS (Grenoble). Le premier but de ma thèse a été de démontrer le fonctionnement d’un prototype de Cryo-refroidisseur Laser en vue d’applications spatiales. En trois ans, nous avons conçu, développé et testé un prototype de refroidisseur laser capable d’atteindre des températures cryogéniques, avançant ainsi au niveau de maturité technologique TRL 3 (démonstration en laboratoire) pour la première fois en Europe.

Le second but de ma thèse a été d’étudier la faisabilité et la pertinence d’un Cryo-refroidisseur Laser pour les futurs satellites d’observation de la Terre. Basés sur l’architecture électrique des petits satellites d’observation infrarouge, nous avons comparé le bilan d’une solution Cryo-refroidisseur Laser versus solution refroidisseur Pulse-Tube en termes de volume, poids et puissance au niveau du satellite complet. Nous montrons que le Cryo-refoidisseur Laser est un système compact qui permet des économies de volume interne et de masse dans la partie charge utile du satellite, en plus de ses autres avantages.

Ce travail ouvre donc la voie vers une nouvelle génération de cryo-refroidisseurs pour les futures applications spatiales: les Cryo-refroidisseurs Laser sont miniaturisés, sans vibrations et présentent des pertes thermiques réduites de part la nature optique et sans contact de la technologie.

Directeur de thèse : Gilles Nogues (Institut Néel, CNRS) 
Co-directeur : Arnaud Gardelein (Air Liquide Advanced Technologies)