Thèse : Etude et réalisation d'échangeurs hautes performances pour les réfrigérateurs à dilution (H/F)

Sujet de thèse :
L'Institut Néel a une longue tradition dans le développement de cryo-réfrigérateurs et de dispositifs cryogéniques à très basse température. Dans le cadre de la Stratégie Nationale Quantique (SNQ), le projet ASIS (Approvisionnement Stratégique en Isotope Stables) vise notamment à réduire la dépendance des réfrigérateurs à dilution vis-à-vis de la ressource en 3He, isotope incontournable pour le fonctionnement de ces derniers. Dans le même temps, et toujours dans le cadre de la SNQ, des besoins pour des réfrigérateurs à dilution de fortes puissances ont été identifiés. Pour satisfaire ces besoins, de nouveaux développements sont à mener sur les échangeurs à très basses températures.

Le doctorant contribuera au développement d’échangeurs à intégrer sur des réfrigérateurs à dilution de très forte puissance (idéalement de 10 mW à 100 mK) dont le design doit permettre de minimiser les besoins en 3He. Le point de départ sera la technologie des échangeurs à poudre frittée (par exemple argent). Il s’agira d’améliorer le design et les performances de ces derniers ou de développer de nouveaux types d’échangeurs. L'enjeu/objectif de ces travaux est double. Dans un premier temps, il développera une méthode de réalisation et de caractérisation, à température ambiante et basses températures, des échantillons frittés pour déterminer quels sont les paramètres principaux à optimiser. Par ailleurs, il étudiera/décrira les phénomènes physiques responsables du transfert de chaleur à très basse température (T inférieure à 1 K).
Dans un second temps, à partir des paramètres expérimentaux sélectionnés et de la modélisation, il réalisera des échangeurs prototypes qui seront installés, instrumentés et caractérisés dans l'ensemble d'un réfrigérateur à dilution (T inférieure à 10 mK). Ces travaux ont une forte composante expérimentale mais nécessitent de maîtriser des notions de modélisations afin de pouvoir décrire et modéliser les comportements physiques observés.

La thèse a une forte composante expérimentale mais nécessite de maîtriser des notions de modélisations afin de pouvoir décrire les comportements physiques observés. Les compétences principales identifiées sont :
- Cryogénie
- Physique du solide
- Instrumentation / Programmation
- Anglais
Contexte :
L’Institut Néel a une longue tradition dans le développement de dispositifs à très basse température. Dans les années 80, le Centre de Recherches sur les Très Basses Températures (un des laboratoires intégrés à l’Institut Néel en 2007) figurait parmi les meilleurs laboratoires mondiaux pour le développement des échangeurs en argent frittés (thèses de H. Godfrin, G. Frossati, G. Vermeulen, etc.). Ces derniers permettent d’atteindre les températures les plus basses pour un réfrigérateur à dilution, avec des records en deçà de 2 mK . Dans le cadre du plan quantique, le projet ASIS (Approvisionnement Stratégique en Isotope Stables) vise notamme
Voir plus sur le site emploi.cnrs.fr...