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


​L’aimant Iseult de Neurospin a atteint son champ nominal de 11,7 teslas le 18 juillet 2019. Ce record mondial pour un aimant IRM humain corps entier couronne des années de R&D, à la pointe de l’innovation dans le domaine des aimants supraconducteurs. Au cours des prochains mois, des équipements seront installés auprès de l’aimant pour disposer d'un IRM capable de sonder le cerveau humain à des précisions jamais atteintes, au bénéfice de la recherche fondamentale, des sciences cognitives et du diagnostic des maladies neurodégénératives.
Publié le 18 juillet 2019
En cours d'installation sur le site CEA Paris-Saclay depuis juillet 2017, le colosse magnétique de 132 tonnes est désormais pleinement opérationnel. 
Le champ magnétique de 11,7 teslas obtenu dans cet aimant signe un record mondial dans le domaine de l'IRM et un record absolu avec le matériau supraconducteur utilisé (niobium-titane). 


Les équipes ont dû pour cela relever tous les défis que représente la mise en œuvre d'un tel équipement.

  • Connecter l'aimant aux équipements auxiliaires déjà installés et testés (usine cryogénique, alimentations électriques, système de contrôle-commande).
  • Atteindre la température homogène de 1,8 K (- 271 °C) à laquelle l'hélium qui refroidit l'aimant est superfluide et le niobium-titane supraconducteur.
  • Monter par paliers pour atteindre 11,7 teslas : il faut injecter progressivement le courant dans l'aimant refroidi pour atteindre le champ magnétique ciblé. Cette montée en puissance a été réalisée en plusieurs étapes, avec de nombreux essais électriques, magnétiques, et d'arrêt d'urgence. En tout, pas moins de 1 300 procédures destinées à détecter l'apparition de défauts potentiels ont été testées !
En régime nominal, l'aimant est alimenté par un courant de 1 500 ampères et les bobines de conducteur sont en permanence refroidies par 7 000 litres d'hélium superfluide. 

La mise en service de ce prototype de 132 tonnes, 5 mètres de longueur pour 5 mètres de diamètre extérieur et 90 cm de diamètre intérieur, aura demandé six ans de fabrication dans les usines d'Alstom – devenu GE – à Belfort et près de deux ans de travaux d'installation et de tests au CEA.

Au cours des prochains mois, de nombreux équipements seront ajoutés à l'aimant pour le transformer en appareil d'IRM : bobines de gradients, antennes radiofréquences, lit patient, habillage extérieur, etc.

Avec l'aimant Iseult, les neuroscientifiques pourront sonder le cerveau humain avec une résolution spatiale et temporelle inédites.

Le projet Iseult a été porté conjointement par des chercheurs en neurosciences à l'Institut Joliot et des physiciens à l'Irfu, spécialistes respectivement de l'IRM et des aimants. Il s'intègre dans une coopération franco-allemande initiée en 2006 et résulte d'une collaboration entre :

  • des partenaires industriels (Siemens Healthineers, Bruker Biospin, Alstom –intégré aujourd'hui à General Electric–, et Guerbet) ;
  • l'Université de Freiburg (Allemagne) et la Direction de la recherche fondamentale du CEA.

ll a reçu un soutien financier d'agences publiques : en France par Bpifrance ; en Allemagne par le Ministère fédéral allemand de l'Éducation et de la Recherche.

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