Références

L’équipe d’ACS est étroitement associée aux activités d’accélérateurs et de cryogénie.

Nos équipes ont participé activement  à la conception et à la construction d’équipements d’accélérateurs et de cryogénie pour la recherche en physique nucléaire et en physique des particules des principales installations en Europe: CERN (LHC, SPL), GANIL (Spiral 2), DESY (TESLA) ,  et intervient aujourd’hui  sur FREIA Uppsala , MSU, Myrrha SCK.

Le projet MYRRHA

Le projet MYRRHA initié par le SCK-CEN (Belgique) propose l’installation sur son site à Mol, d’un système ADS (Accelerator Driven System) destiné aux études et à la démonstration de la transmutation des déchets nucléaires de haute activité. D’abord dans le cadre des projets européens EURATOM (FP7 et H2020), et depuis 3 ans  avec des contrats directs avec le SCK , ACS est activement impliquée dans les études relatives à l’accélérateur de protons de haute intensité, et en particulier dans le domaine de la supraconductivité et des systèmes cryogéniques associés

Activités 2017/2018
Support technique sur des aspects généraux du projet: estimation des coûts d’investissement et de fonctionnement.
Etude de la phase d’industrialisation pour les éléments du LINAC liés à la cryogénie et aux cavités supra.
Thèse sur le développement de l’intelligence artificielle dédié aux accélérateurs de particules.
Modélisation des cavités Spoke pour l’optimisation du système de contrôle
Etudes de la boite à vanne pour le prototype du cryomodule SPOKE – Spécification et design.
Etudes des sections chaudes du LINAC : Design préliminaire, modèles 3D, Etudes des éléments magnétiques, dessins détaillées et design final des éléments

Prototype : en construction , Cryomodule avec 2 cavités et boite à vanne

Le projet FREIA

FREIA  est une infrastructure de test située à Uppsala en Suède. FREIA est équipée de  sources RF  ainsi que des équipements de diagnostique dédiés, un liquéfacteur hélium , des cryostats 2 K, systèmes de pompage et système , contrôle commande adapté dans un hall d’expérimentation de 1000 m².
Le cryostat horizontal de test – HNOSS- est utilisé pour le test des cavités supraconductrices de l’accélérateur ESS . (European Spallation Source) à Lund.
A partir de  2012 ACS a travaillé sur les études de conception du cryostat horizontal de test HNOSS. Après avoir assuré son suivi de fabrication le cryostat a été installé en fin d’année 2014.

Durant la période 2014 – 2016   ACS a étudié et préparé le lancement en fabrication d’un cryostat de test  GERSEMI

En  2018 ce nouveau cryostat vertical GERSIMI a été installé à Uppsala avec la collaboration des équipes d’ACS, en particulier chargée des  tests de mise en fonctionnement , installation , mise en froid Hélium et tests des séquences de fonctionnement.
Une prochaine collaboration va débuter en Septembre 2018 pour les tests concernant l’insert liquide et l’insert magnétique.

HNOSS : Horizontal cryostat pour test des cavités supraconductrices
Gersemi installation
Gersemi insert magnétique

Le projet FRIB

FRIB est une installation dédiée à la production et l’utilisation  de faisceaux d’isotopes rares, située dans l’université du Michigan State.

ACS a développé pour le MSU la conception cryogénique et mécanique de l’interface d’alimentation cryogénique pour FRIB FSQ5 type Q-poles    ( Dewar Box). Il s’agit d’une boite à vannes pour distribution cryogénique, enceinte à vide et enceinte sous pression .Cette étude a été réalisée fin 2017 et comprenait les plans de détails ainsi que  les notes de calcul.

Cold Box

Participation au programme ITER-F4E-OFC-433

Participation au programme ITER-F4E-OFC-433 (mandataire principal IDOM – Espagne)

ACS a initié en septembre 2014 une activité de simulation électromagnétique dans le cadre du programme ITER-F4E-OFC-433 INTEGRATION DES DIAGNOSTICS DANS LES PORTS DU TOKAMAC ITER sous la direction de la société d’Ingénierie IDOM (Espagne). A partir des modèles mécaniques des ports ITER conçus par IDOM, ACS a effectué une analyse 3D avec le logiciel ANSYS de la réponse transitoire pour différents scénarios de chargement et de perturbation résultant de la disruption du plasma. ACS développe des calculs transitoires électromagnétiques par méthode des éléments finis des courants de Foucault résultants, forces et moments, et la société IDOM effectue les calculs de structure mécanique. Cette étude fournit une cartographie complète des effets électromagnétiques dans les structures (champs de contrainte) permettant l’évaluation des déformations résultantes et la fatigue des matériaux. Suite à la supervision et aux directives imposées par F4E et le projet ITER, ACS et IDOM optimisent progressivement les procédures de modélisation et de calcul, afin d’améliorer la conception complète des structures mécaniques et d’atteindre les niveaux de sécurité et de fiabilité requis.

En 2018, l’activité est reconduite pour le calcul des études éléctromagnétiques pour l’intégration du design définitif des  systèmes de diagnostiques dans les ports d’ITER.

Positions des ports de diagnostic (supérieur, équatorial et inférieur))
Champs magnétiques dans le port de diagnostic équatorial EP01, à l'intérieur d'ITER

Programme européen - topic NFRP-09-2015

Le projet MYRTE est coordonné par les SCK.CEN. Le consortium englobe 27 organisations européennes incluant aussi bien les instituts de recherche, les universités que les industriels.

Après avoir participé aux projets europééns MAX et MARISA, ACS contribue au projet MYRTE sur 3 sujets particuliers :

  • Test des cavités SPOKE à l’institut de physique d’Orsay : Préparation des cavités, tests cryogéniques, analyse des
  • résultatsParticipation à le reflexion sur une estimation des coûts pour la construction du LINAC Myrrha
  • Contribution à la définition et étude préliminaire des systèmes de contrôle cryogéniques
  • ACS est membre d’AITR (Alliance Industrie technologie Recherche), un regroupement d’entreprises sous forme de société agglomérant des savoir faires uniques (calcul, vide, cryogénie, blindage magnétique, commande/contrôle) permettant de proposer à nos clients la fourniture d’ensembles complets.

Le projet d’accélérateur de protons et deutons

Le marché s’inscrit dans le cadre de l’accord de collaboration signé le 25 avril 2015 entre le CEA et le Soreq Nuclear Research Center à Tel Aviv (Israël) pour la réalisation de la phase 2 du projet d’accélérateur SARAF.

Le Soreq Nuclear Research Center est une entité de l’IAEC (Israeli Atomic Energy Commission), et se situe à Yavne (Israël). Selon les termes de cet accord, le CEA a en charge la conception, la réalisation et le montage jusqu’à la mise en service sur site des systèmes et des lots d’équipements composant cet accélérateur.

A l’issue de sa construction, à l’horizon 2020, ce projet d’accélérateur de protons et deutons a pour unique but la recherche académique et la production de radioéléments pour l’ensemble des hôpitaux israéliens.

ACS et AITR ont remporté en  decembre 2017 l’ensemble des études de  conception   du cryostat de test « ECTS »de l’accélérateur SARAF.

cryostat vertical

Juillet 2017

Le marché consiste en la réalisation d’un cryostat vertical de test ainsi que l’assemblage final de l’ensemble des composants . L’assemblage final comporte aussi bien le montage cryogénique et mécanique des différents composants que l’installation, le câblage et l’intégration mécanique des différents capteurs (sondes de températures, sondes de niveau, réchauffeurs laminaires…) du cryostat.

 ACS est chargée de l’élaboration  du dossier d’assemblage et d’instrumentation pour le cryostat vertical  de test SPOKE ainsi que du suivi de fabrication.

De la conception à la réalisation
De la conception à la réalisation

European Spallation Source

ESS  ( European Spallation Source ) est en construction dans la ville de Lund en Suède . ESS disposera à terme d’un  puissant accélérateur de protons  . Début 2022 les premiers instruments seront mis en service.

 En mai 2018, ACS, en collaboration avec AITR a remporté un marché , dans le cadre des apports que la France doit fournir , par l’intermédiare du CNRS , à l’infrastructure de recherche ESS .

Ce marché concerne pour ACS   un contrat de suivi et conseil technique pour la construction de 13 boites à vannes  pour la section cryogénique SPOKE du LINAC   ( Mai 2018)

Boite à vanne connectée dans le cryomodule
Section SPOKE ESS