L'université technologique de Chemnitz démarre une nouvelle usine de liquéfaction d'hélium

L'université technologique de Chemnitz démarre une nouvelle usine de liquéfaction d'hélium

Le 15 juillet 2025, une nouvelle usine de liquéfaction d'hélium a été mise en service à l'Université technologique de Chemnitz. Cette installation moderne remplace une installation vieille de plus de 30 ans et marque une avancée significative dans la communauté de la recherche. L'hélium liquide, qui existe à des températures aussi basses que 4,15 Kelvin (moins 269 degrés Celsius), est un liquide de refroidissement essentiel pour de nombreuses expériences scientifiques.

Le nouveau système a été installé par la société Vorbuchner et utilise une technologie avancée de turbocompresseur. Il fonctionne en circuit fermé et peut produire jusqu'à 20 litres d'hélium liquide par heure. Le processus de liquéfaction comporte plusieurs étapes : l’hélium est d’abord comprimé, puis refroidi et enfin détendu dans la phase finale. Cela permet d'exclure les influences perturbatrices lors de la réalisation d'expériences à des températures extrêmement basses.

Applications et importance de la liquéfaction de l’hélium

L'hélium liquide est essentiel pour de nombreuses applications en physique et en chimie. Il est utilisé, entre autres, en microscopie à sonde à balayage et en spectroscopie par résonance magnétique nucléaire. L'université technologique de Chemnitz se concentre sur la recherche sur les ordinateurs quantiques, qui nécessitent des températures de quelques millikelvins seulement pour remplir leurs fonctions de manière optimale. Ces conditions cryogéniques sont nécessaires pour exploiter pleinement les effets de la mécanique quantique.

Le processus de liquéfaction de l’hélium est techniquement difficile. L'hélium doit être refroidi à des températures inférieures à -268,9 °C (4,2 K), une valve Joule-Thomson jouant un rôle clé dans la relaxation et le refroidissement de l'hélium gazeux. Ces procédés sont gourmands en énergie et le coût de la liquéfaction est de l'ordre de 3 à 5 euros par litre, selon la taille et l'efficacité de l'usine.

Défis et avenir de la liquéfaction de l’hélium

La liquéfaction de l’hélium fait face à divers défis. Ceux-ci incluent les besoins énergétiques élevés et la difficulté de manipuler et de stocker l’hélium. L’un des principaux objectifs futurs consiste à développer des systèmes de recyclage améliorés et des techniques d’isolation avancées pour minimiser la perte d’hélium.

La nouvelle usine de liquéfaction d'hélium de l'université technologique de Chemnitz ne sera pas seulement utilisée à des fins de recherche, mais également à des fins d'enseignement. Cela donne aux étudiants la possibilité de réaliser des expériences dans des conditions extrêmes, ce qui enrichit leur formation en génie frigorifique et en cryophysique.

En résumé, la mise en service de cette usine moderne de liquéfaction d’hélium a non seulement amélioré les conditions de recherche à l’université technologique de Chemnitz, mais a également considérablement élargi le potentiel des technologies associées telles que l’informatique quantique. L'investissement dans des technologies de pointe démontre l'engagement de l'université et de ses partenaires en faveur du développement ultérieur du paysage scientifique et de la recherche.

Pour plus d'informations sur la liquéfaction de l'hélium et ses applications, voir étudesmarter.de et itep.kit.edu.