11,7 teslas, record mondial de champ magnétique pour un aimant d’IRM du corps humain

31 juillet 2019 //Par A.Dieul
11,7 teslas, record mondial de champ magnétique pour un aimant d’IRM du corps humain
L’aimant du projet Iseult, en installation à Neurospin (CEA Paris-Saclay), a atteint son champ nominal de 11,7 teslas (T) le 18 juillet 2019. Il s’agit d’un record mondial pour un aimant IRM humain corps entier, qui vient couronner des années de R&D, à la pointe de l’innovation dans le domaine des aimants supraconducteur. Au cours des prochains mois, les équipements nécessaires pour réaliser les images cérébrales seront installés autour de l’aimant ainsi que dans son tunnel central, pour en faire un scanner IRM humain capable de sonder le cerveau à des précisions jamais atteintes, au bénéfice de la recherche fondamentale, des sciences cognitives et du diagnostic des maladies neurodégénératives.

En cours d’installation sur le site CEA Paris-Saclay depuis juillet 2017, le colosse magnétique de 132 tonnes est désormais pleinement opérationnel. Les équipes ont dû pour cela relever tous les défis que représente la mise en oeuvre d’un tel équipement : 

- Connecter l’aimant aux équipements auxiliaires déjà installés et testés (usine cryogénique,alimentations électriques, système de contrôle-commande). 

- Atteindre une température homogène de 1,8 °K : l’aimant doit être refroidi à 1,8 °K (- 271 °C), température à laquelle l’hélium, son « liquide de refroidissement », est dans un état physique particulier, dit « superfluide ». À ce niveau de température, le conducteur qui compose l’aimant (alliage niobium-titane) n’oppose alors aucune résistance au courant électrique qu’il transporte, évitant ainsi toute dissipation du courant et tout échauffement : il est à l’état supraconducteur. 

- Monter par palier pour atteindre 11,7 T : une fois le conducteur refroidi à sa température nominale, il a fallu ensuite injecter progressivement le courant dans l’aimant pour atteindre le champ magnétique prévu de 11,7 T. Cette « montée en puissance » s’est réalisée en plusieurs étapes, avec de nombreux essais électriques et magnétiques, ainsi que des tests des procédures d’arrêt d’urgence. En tout, 1 300 procédures prévues pour détecter l’apparition de défauts potentiels ont été testées. 

Pour atteindre son champ magnétique nominal, l’aimant est alimenté par un courant de 1 500 A et les bobines de conducteur sont en permanence refroidies par 7 000 litres d’hélium à l’état superfluide. Avec un champ magnétique de 11,7 T (celui des IRM hospitaliers standards variant de 1,5 à 3 T), c’est un record mondial dans le domaine de l’IRM, et un record absolu avec ce type de matériau supraconducteur. La fabrication de ce prototype de 132 tonnes, de 5m de longueur pour 5 m de diamètre extérieur, et 90 cm de diamètre intérieur, aura demandé six ans dans les usines de Alstom – devenu GE – à Belfort ; et près de deux ans de travaux d’installation et de tests, pour arriver


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