Approches novatrices à la génération de champs magnétiques intenses : optimisation d'une source de flux à aimants permanents

Notre recherche consiste à concevoir et réaliser une source de flux statique à aimants permanents générant un champ de 4 à 5 Tesla dans un volume de quelques mm3. Un des aspects novateurs de cette approche est que nous avons cherché à obtenir un champ magnétique intense (principe du dipôle ponctuel) et non pas un champ magnétique homogène (principe du dipôle infini utilisé dans les structures de Leupold/Halbach). Après optimisation du modèle analytique, nous avons discrétisé la structure de manière à obtenir un modèle réalisable à partir de pavé d'aimants réels. Une originalité du travail est la recherche d'une géométrie performante et une combinaison de divers matériaux magnétiques durs (nuances d'aimants Néodyme-Fer-Bore) et de matériau magnétique doux (Fer-Cobalt). Les configurations particulières d'aimants sont optimisées par simulation numérique grâce à des logiciels complémentaires, développés par le LEG : DIPOLE-3D (calcul analytique de champ), FLUX2D et FLUX3D (éléments finis). L'étude de faisabilité du projet a été réalisée en calculant les forces et les champs démagnétisants lors de la séquence de montage. Le modèle de source actuel fournit un champ atteignant 4,3 T dans un volume de diamètre de 6 mm pour une hauteur de 2,8 mm et ayant un diamètre extérieur de 100 mm