Retourner à la liste

Spatialisation d’un système sub-K pour futures missions CMB.

Description

Après le très grand succès de la mission spatiale Planck, plusieurs projets de mission pour mesurer la polarisation du fond diffus cosmologique (CMB en anglais) sont sur les rangs. Par exemple, le projet LiteBIRD de la JAXA a été récemment sélectionné pour une phase A du CNES afin d’étudier certaines contributions françaises à ce projet, dont la fourniture d’un système sub-Kelvin. Due à leur très grande sensibilité, ces expériences nécessitent un niveau de stabilité thermique extrême, surtout en ce qui concerne la température (50 - 100mK typiquement) de leur détecteurs. Un système a dilution He3 / He4 est une deux technologies pouvant atteindre la stabilité requise, qui par ailleurs permet aussi d’obtenir une température continue sans besoin de recyclage au cours de la mission. Planck HFI utilisait une dilution en circuit ouvert qui a fonctionnée parfaitement mais avec une durée de vie limitée due au fait que l’hélium était rejeté dans l’espace.

Une évolution de ce système a été développée à l’institut Néel. Ce nouveau système fonctionne maintenant en circuit fermé (CCDR – Closed Cycle Dilution Refrigerator) et permet d’avoir une durée de vie bien plus longue, compatible avec les nouvelles spécifications pour ces nouvelles missions. La maturité de ce système doit maintenant augmenter pour atteindre un TRL de 6 afin de pouvoir être sélectionné pour de telles missions.

Par ailleurs, une fois développé, un tel système pourra aussi être utilisé pour d’autres missions ayant des but scientifiques différents mais nécessitant aussi des très basses températures stables.

Une collaboration entre l’institut Néel et l’IAS a pour but de faire évoluer ce système CCDR.  Un financement du CNES au sein d’un programme R&T déjà engagé permettra d’obtenir un TRL de 6 d’ici 18 mois avec le développement d’un Engineering Model. Par la suite ce système devra continuer à évoluer vers un modèle entièrement qualifié pour des applications spatiales (TRL 7/8).

Un démonstrateur (DM) a déjà été développé par l’institut Néel qui est responsable des études et solutions scientifiques dans cette collaboration. L’IAS a la charge de l’étude de la spatialisation d’un tel système, à la fois à travers des modélisations (thermomécaniques, CAO, matériaux, interfaces, ….) mais aussi grâce à des tests expérimentaux (recherche de matériaux poreux, performances, vibrations, tests avec chaine de thermique, ….). Une troisième composante de cette collaboration est un industriel qui assurera la sous-traitance de certains parties et processus. L’IAS assurera le lien avec cette société ainsi que le management de cette collaboration.

L’équipe instrumentale de l’IAS sur ce projet est formée par des scientifiques, un ingénieur spécialisé en cryogénie, en particulier dans les systèmes à dilution, ainsi que par d’autres personnels techniques venant en appoint. Ces travaux bénéficieront grandement d’un(e) étudiant(e) en thèse permettant non seulement de compléter notre équipe mais surtout de contribuer à la pérennisation de telles solutions pour le futur, cette technologie ayant clairement des avantages que d’autres n’ont pas, et a de ce fait un futur certain. Concernant l’étudiant(e), cette formation par la recherche lui assurera des débouchés professionnels dans la recherche mais aussi dans l’industrie.

Profil

Master 2 AA IdF, Master 2 OSAE (Outils et Systèmes de l’Astronomie et de l’Espace) ou équivalents. Ecole d’ingénieur (ELISA Aerospace, ISAE ou équivalent) Le candidat devra avoir le goût de l’instrumentation et la motivation pour le développement des expériences spatiales.

Description de la structure
Laboratoire d'accueil : IAS, Orsay
Directeur(rice) de thèse/recherche : MAFFEI Bruno
E-mail du directeur(rice) de thèse/recherche : bruno.maffei@ias.u-psud.fr
Responsable Cnes de l'offre : LAUDET Philippe

Pour postuler à cette offre, nous vous invitons à vous rapprocher du directeur/rice de thèse et compléter avec son aide la partie cofinancement  du formulaire en ligne (Répondre à l’offre)  pour le 1er avril 2019.

Répondre à l'offre Retourner à la liste