Un consortium néerlandais construit un refroidisseur haute puissance pour l’Einstein Telescope
Un consortium néerlandais franchit une étape importante dans le développement d’un système de refroidissement sans vibrations pour l’Einstein Telescope. Il construit le premier refroidisseur à sorption haute puissance destiné au futur observatoire. Pour la première fois, cette technologie passe d’applications compactes à un système de refroidissement doté d’une puissance de refroidissement bien supérieure. Les refroidisseurs à sorption n’ont encore jamais été utilisés à une telle échelle.
Une solution silencieuse pour un défi de taille
Pour pouvoir mesurer les ondes gravitationnelles, les miroirs et leur système de suspension de l’Einstein Telescope doivent être refroidis à des températures extrêmement basses. Parallèlement, l’environnement doit rester totalement exempt de vibrations. Même la plus petite vibration peut influencer les mesures. Cela fait du refroidissement l’un des plus grands défis technologiques pour le futur observatoire.
Le consortium Zero-vibration Sorption Cryocooler, composé de l’université de Twente, de Demcon kryoz et de Cooll, développe à cet effet une solution innovante à l’initiative du Nikhef. Cette technologie sera testée prochainement dans l’installation d’essai de l’Einstein Telescope l’ETpathfinder, situé à l’université de Maastricht.
Une collaboration transfrontalière
Au laboratoire belge ET-CRISTAL de l’Einstein Telescope, situé à Liège, les chercheurs ont validé cette technique de refroidissement (radiatif et sans contact) sans vibrations à taille réelle, de manière expérimentale et numérique, dans des conditions conformes aux exigences de l’Einstein Telescope. Ainsi, les installations d’essai néerlandaises et belges se complètent mutuellement, et les chercheurs de l’Euregio Meuse-Rhin collaborent à la mise au point d’une technologie cruciale pour le futur observatoire.
Des petits refroidisseurs à un système unique
Les refroidisseurs à sorption sont déjà utilisés dans des systèmes cryogéniques compacts, par exemple pour les microscopes et les satellites de communication. Pour l’Einstein Telescope, cependant, une puissance de refroidissement bien supérieure est nécessaire afin de maintenir durablement les composants volumineux et extrêmement sensibles à une température extrêmement basse. C’est pourquoi le consortium adapte la technologie existante à une échelle qui n’a encore jamais été atteinte.
Un réfrigérateur classique utilise un compresseur qui fonctionne en continu et génère ainsi des vibrations. Un refroidisseur à sorption génère la pression nécessaire sans recourir à un tel composant mécanique. Il peut ainsi refroidir sans produire les vibrations qui perturberaient les mesures de l’Einstein Telescope.
Adrie Visser, chef de projet chez Demcon kryoz : « Nous prévoyons qu’un système sera entièrement intégré au laboratoire haute pression de Twente d’ici l’été. Nous pourrons alors commencer les essais et, si les résultats sont concluants, nous pourrons travailler en parallèle dans l’installation d’essai de l’Einstein Telescope à Maastricht. D’ici la fin de l’année, nous y aurons construit le premier système complet destiné à l’ETpathfinder. »
Une technologie qui fait la différence
Pour Romaine Kunst, ingénieure en systèmes thermiques chez Demcon kryoz, ce projet représente bien plus qu’une simple contribution à l’Einstein Telescope. « Cela nous permet d’apporter une amélioration considérable par rapport aux techniques de refroidissement existantes. Pour moi personnellement, c’est un rêve de pouvoir faire évoluer notre technologie.
L’aérospatiale et l’astronomie en sont aujourd’hui les principaux domaines d’application, mais il existe également de nombreuses autres applications de recherche. Pensez à l’imagerie médicale d’échantillons qui doivent être refroidis, ou aux microscopes utilisés dans toutes sortes d’expériences scientifiques. Pour les ordinateurs quantiques, l’exigence en matière de vibrations est également très pertinente, à des températures encore plus basses. »
Six consortiums développent des technologies pour l’Einstein Telescope
Ce consortium est l’un des six consortiums qui développent des technologies pour l’Einstein Telescope. Au total, 26 entreprises high-tech et instituts de recherche néerlandais collaborent à des innovations dans les domaines de l’optique, de la technologie du vide, du refroidissement sans vibrations, de l’amortissement des vibrations et des déformations thermiques. Une subvention de plus de 12 millions d’euros a été allouée à cet effet. Ces projets fournissent non seulement des technologies essentielles pour l’Einstein Telescope, mais créent également de nouvelles opportunités pour le secteur high-tech néerlandais et eurégional.
