Développement d'Aimants compacts pour la RMN

Introduction et contexte

Il existe actuellement sur le marché des appareils de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) des systèmes dits compacts « à basse résolution » ou « TD-NMR » (pour Résonance Magnétique Nucléaire dans le Domaine Temporel). Ces appareils sont principalement utilisés en Contrôle Qualité dans l’industrie et en Recherche & Développement.  L’aimant des systèmes de RMN compacts est assez simple, à base de NdFeB ou de solénoïdes. Dans les deux cas, le champ magnétique produit peut difficilement dépasser 1.5 T, soit une fréquence de résonance de 60 MHz environ.

Cette limite ne peut être dépassée que par une rupture technologique, comme cela a été le cas sur les aimants de RMN classiques et les IRM, grâce à l’utilisation de matériaux extraordinaires que sont les supraconducteurs. Il est cependant difficile, voire impossible, de simplement réduire la taille d’une bobine supraconductrice de RMN.

Objectifs

L’objectif de ce projet est la conception de systèmes innovants et inédits en RMN utilisant des supraconducteurs sous forme massive et non plus sous forme de fils conducteurs comme c’est le cas dans une bobine. La propriété physique exploitée, liée à la supraconductivité, est également différente puisqu’on utilise la capacité du supraconducteur à pouvoir piéger un champ magnétique important grâce à la création de courants induits à l’intérieur du matériau.

Problématiques scientifiques

Ce projet vise à débloquer plusieurs verrous scientifiques :

• La mise en oeuvre d’un aimant puissant et compact, de l’ordre de 5 T, à base de supraconducteurs massifs et pouvant être exploité en TD-NMR,
• Le développement d’une sonde RMN spécifique à cet aimant, ainsi que l’électronique et les logiciels adaptés,
• L’étude de faisabilité et l’impact de l’utilisation de nouveaux matériaux comme le MgB2 (découvert en 2001) pour réaliser l’aimant,
• L’amélioration de l’homogénéité et/ou l’augmentation de la zone d’analyse pour les applications IRM (petits animaux, mécanique des fluides…).

Contact

Kévin BERGER : kevin.berger@univ-lorraine.fr