Pôle accélérateurs et sources d’ions Tourniquet Section 01 19-21 novembre 2014 Pôle accélérateurs et sources d’ions Equipe source d’ions Orateur: Dr. Thomas Thuillier Groupe Evaluation AERES 13-14 janvier 2011

Equipe Depuis début 2014 : 5 permanents, 5.4 ETP 2 IR (T. Lamy, T. Thuillier), 1 IE (J. Angot), 2 AI (J. Jacob, P. Sole), 1 T (depuis 2010) à 40 % (L. Bonny affecté au groupe plasmas) Support des services techniques, principalement mécanique (vital) Flux (très liés aux projets): Responsabilités, production, distinctions Initiation et collaboration à de nombreux projets: EURO-nu, ENSAR, NupNET, ISTC, responsabilité CRISP, Equipex… Organisation de l’International Workshop on ECR Ion Sources (ECRIS 2010) au LPSC Cristal CNRS 2010, 2ième prix 2011 de la recherche appliquée (Fédération des Industries Eélectriques, Electroniques et de Communication Pour rappel: 2 Articles dans des revues à comité de lecture - 7 Présentations invitées - 20 Communications avec actes - 9 Communications orales sans actes - 20 posters - 7 Cours sur invitation JUAS, CAS - 4 Séminaires sur invitation Elu CU, membre de la CRTP, du CS, de la section 01 du CNRS, comité de direction, correspondant valorisation, comité technique de communication… 2 Groupe Evaluation AERES 13-14 janvier 2011 2

Bilan: stratégie et projets (I) Participer à la stratégie nationale et européenne SPIRAL2 phase 1 Conception, construction et qualification de la source d’ions lourds de démarrage (T. Thuillier) PHOENIX V2 upgrade d’une source existante Qualification Ligne Basse Energie injecteur ions lourds (Resp. T. Thuillier + C. Peaucelle - IPNL) Collaboration LPSC-IPNL-GANIL-CEA/IRFU-IPHC Installée au LPSC en 2009, validation de tous les éléments (y compris CC), optique faisceau 1er faisceau SPIRAL2 au LPSC Livrée au GANIL fin 2012 Développement d’une source plus performante (PHOENIX V3) Dans le cadre du projet européen CRISP (T. Thuillier, WP leader) SPIRAL2 phase 2 (arrêtée depuis 2012) Conception, construction et qualification Booster de charge (T. Lamy-J. Angot) Etudes détaillées, nucléarisation et maintenance, amélioration des performances Ligne N+ verticale analyse booster (projet commun possible avec équipe accélérateurs) Etudes détaillées en vue de se positionner pour la construction et la qualification SPIRAL2-LBE1 @LPSC Conception booster nucléarisé Conception ligne analyse verticale

Bilan: stratégie et projets (II) Développer une stratégie de recherche et développement Sources ECR du futur (60 GHz, dans le monde blocage à 28 GHz) R&D amont, faut il poursuivre l’excursion en fréquence des sources ECR ? LPSC, Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses (Grenoble), Institute of Applied Physics – Russian Academy of Sciences de Nizhny Novgorod (Russie) et la société GYCOM, l’ISTC, Equipex COLOSSECRIS proposé par T. Lamy en 2011 Premier proto. de source utilisant la techniques des aimants à fort champ (polyhélices @ 26000A), gyrotron 60 GHz (350 kW, 2Hz, 50 μs-1ms) 225 k€ « Ligne de faisceau » au LNCMI matériel prélevé sur les manips du LPSC Eté 2014 : premiers faisceaux d’ions au monde extraits d’une source ECR 60 GHz à zone de résonance fermée Nouvelle ligne de faisceau au LPSC (LHI) pour qualifier les sources Physique des plasmas et booster de charge Contrat NuPNET (EMILIE) pour améliorer les performances des booster de charge LPSC, INFN-LNL, GANIL, JYFL, Varsaw University Développement de sources chaudes 1+ Utilisation de la méthode 1+/n+ pour caractériser les plasmas ECR (publication en cours) Gyrotron et source d’ions 60 GHz au LNCMI Nouvelle ligne LHI au LPSC Banc de test 1+/n+ au LPSC

Bilan: stratégie et projets (III) Valoriser notre domaine et développer les applications Booster de charge Contrat de réalisation - qualification du booster de charge pour SPES (INFN-LNL) 500 k€, signé le 2 juin 2014 (Resp. projet J. Angot) Miniaturisation ultime des sources ECR 2.45 GHz Développée par l’équipe sources et utilisée dans les Focused Ion Beams d’Orsay Physics Utilisation des sources pour l’implantation et le dépôt de couches minces Développement de prototypes (maturation puis incubation), 1 contrat industriel 2 brevets 5 licences d’exploitation, création startup Polygon Physics en janvier 2014 hébergée au LPSC (P. Sortais 25-1, T. Lamy 25-2 à 10 %) Source Microwave (0-10 W) Gas Extraction 3 cm Source COMIC 2.45 GHz FIB Orsay Physics Équippée de COMIC Multi Beam Sputtering 20 faisceaux, 20 cibles Couches minces Ti, Ti N, Ti Al N sur PHI 200 mm

Stratégie pour le futur Participer à la stratégie nationale et européenne SPIRAL2 Construire et qualifier une source Q/A=1/3 plus performante que celle de démarrage Responsabilité du développement d’une source supraconductrice de hautes performances Booster Installer le booster LPSC sur SPES à l’INFN-LNL puis collaborer pour les upgrades Qualifier le booster de l’upgrade de SPIRAL1 (collaboration en cours de finalisation) Développer une stratégie de recherche et développement Sources ECR du futur Amplifier les collaborations (LPSC – JYFL – LNCMI – IAP/RAS) pour mieux comprendre la physique des sources 2 postdocs et 1 doctorant en cotutelle demandés à l’UGA première étape franchie (16 projets retenus sur 39) Améliorer l’efficacité des sources d’ions métalliques et du booster de charge 1 sujet de thèse, financement à trouver Développer les diagnostics autour des sources et poursuivre le programme 60 GHz Valoriser notre domaine et développer les applications Poursuivre les développements issus de la source COMIC en fonction des projets en cours 1 brevet en cours de dépôt, finaliser les développements d’une source compacte de protons 1mA (upgrade GENEPI 2) 6 Groupe Evaluation AERES 13-14 janvier 2011 6

Pôle accélérateurs et sources d’ions Tourniquet Section 01 19-21 novembre 2014 Pôle accélérateurs et sources d’ions Equipe accélérateurs M. Baylac Groupe Evaluation AERES 13-14 janvier 2011

Effectifs 9 permanents : 1 CDD IR (3 ans): Doctorants : Evolutions : 1 PR (JM. De Conto, HDR), 1 CR (F. Bouly), 2 IR (M. Baylac, Y. Gómez), 2 IE (E. Froidefond, E. Labussière), 3 AI (P. Boge, T. Cabanel, S. Rey) 1 CDD IR (3 ans): F. Villa ( octobre 2016), pour l’upgrade de l’installation GENEPI2 Doctorants : 2010-2014: 1 thèse soutenue (dynamique de spin sur SuperB) Pas de thèse en cours au LPSC, suivi d’une thèse au CERN sur le LHC 1 proposition de thèse (2015) sur dynamique de spin (EDM) Evolutions : 3 départs en retraite, 3 recrutements permanents Groupe Evaluation AERES 13-14 janvier 2011 8 8 EDM : Electric Dipole Moment; GENEPI2 : GEnérateur de NEutrons Pulsé Intense au LPSC

Thèmes et structuration Spécificités Des objectifs à la fois scientifiques et technologiques Activités souvent menées en collaboration avec des laboratoires extérieurs L’équipe est souvent à l’origine (ou acteurs forts) de ces collaborations Eventail de compétences et métiers Appel important aux compétences et au soutien des services techniques Activités d’enseignement Thèmes R&D et exploitation d’accélérateurs ou de sous-systèmes accélérateurs Etudes fondamentales associées Structuration Développement, construction, caractérisation Exploitation (machines GENEPI) Recherche (dynamique faisceau, RF) Groupe Evaluation AERES 13-14 janvier 2011 9 9

SCK-CEN : Centre d’Etudes Nucléaires (Belgique) Moyens Moyens expérimentaux Jusqu’à 4 lignes de faisceaux, dont 2 pour utilisation hors site du LPSC LEBT de MYRRHA pour le SCK-CEN, Belgique (jusqu’en ~2016) Laboratoire RF et salle propre (ISO7, 25 m2) Banc de conditionnement RF des coupleurs de SPIRAL2 Sources de haute et basse puissance (80 MHz-1 GHz) Instrumentation et technologies associées Halls expérimentaux avec protections radiologiques ~ 250 m2 Moyens de simulations et de calculs Électromagnétisme: HFSS, OPERA/TOSCA 3d,… Dynamique de faisceau: Tracewin, Transport, … Salle propre (ISO7) Groupe Evaluation AERES 13-14 janvier 2011 LEBT: Low Energy Beam Transport line; MYRRHA : Multipurpose hYbrid Research Reactor for Hightech Applications SCK-CEN : Centre d’Etudes Nucléaires (Belgique) 10 10

Bilan 2010-2014 SPIRAL 2 : LINAC GUINEVERE : GENEPI-3C au SCK-CEN Préparation et conditionnement RF des 28 coupleurs de puissance équipés Conception, prototypage, fourniture(2004-2014): 28 ETP LPSC GUINEVERE : GENEPI-3C au SCK-CEN Qualification de l’accélérateur de l’ADS basse puissance (2010) Exploitation en Belgique, depuis fin 2011 Conception, construction (2007-2010): 47 ETP LPSC MYRRHA : LEBT Conception, construction et qualification (en cours) de la LEBT Depuis 2012 : ~1 ETP par an GENEPI2 Nouvelle collaboration scientifique : irradiations pour la microélectronique Jouvence de l’installation 2014 : ~1.5 ETP Contribution exceptionnelle pour le CERN Contrat de fabrication des 120 enroulements magnétiques pour le PS Contrat de fabrication des 2 amplificateurs RF pour LINAC4 2009-2013: ~0.6 ETP par an Coupleurs RF de SPIRAL2 GENEPI-3C @ SCK-CEN GENEPI2 @ LPSC Groupe Evaluation AERES 13-14 janvier 2011 ADS : Accelerator Driven System ou réacteur piloté par accélérateur; PS: Proton Synchrotron (CERN); LINAC4 : futur injecteur du LHC 11 11

Bilan 2010-2014 Projets et collaborations Projets MAX, MARISA, EUCARD, SUPERB, avec nb responsabilités Collaborations: laboratoires IN2P3, CEA, CERN, SCK-CEN Publications et communications 5 articles dans des revues à comité de lecture 4 présentations invitées en conférences/workshops 23 présentations orales et 23 posters en conférences/workshops Organisation de conférences et workshops Comité d’organisation de workshops internationaux (AccApp depuis 2007, SRF 2013) Workshops annuels RFTech (EUCARD) 2010-2013 Enseignements Joint Universities Accelerator School – JUAS (cours et comité) Ecoles thématiques IN2P3, Master 2 physique médicale Prix et distinctions Cristal du CNRS (2012) Divers Participation au comité national (nommé au collège A) Expertise scientifique (ANR, régions, revues) Participations à des jurys de thèse et de recrutements (CNRS, université) Responsabilités au sein du LPSC (CS, comités techniques, correspondant formation, CPL) Groupe Evaluation AERES 13-14 janvier 2011 12 12

Orientations futures Poursuite des activités en cours GUINEVERE: maintenance et transfert de l’exploitation machine vers le SCK-CEN GENEPI2 : upgrade, opération et promotion de l’installation pour de nouveaux utilisateurs Magnétisme : développement d’un banc de mesures magnétiques Etendre et renforcer les activités de recherche Faisceaux hadroniques intenses de basse énergie avec la LEBT-MYRRHA Compensation de la charge d’espace (Projet H2020) Etudes de fiabilité et compensation de pannes pour les accél. linéaires intenses Etudes de l’émission électronique résonnante RF (« multipactor ») Nouveau projet de recherche Etudes de faisabilité pour mesurer les EDM hadroniques sur anneau de stockage avec FZJ (Projet H2020) Dynamique de spin et de faisceau de très haute précision Proposition de stage + thèse (2015) MYRRHA-LEBT @ LPSC Groupe Evaluation AERES 13-14 janvier 2011 13 13

Merci de votre attention Groupe Evaluation AERES 13-14 janvier 2011 14

Effectifs sur projets Groupe Evaluation AERES 13-14 janvier 2011 15 15