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Le vide est au cœur de la recherche et du développement.

Dans des domaines pionniers, tels que la physique des hautes énergies et la simulation spatiale, mais également pour des applications plus communes, où les pompes à vide sont essentielles pour l'expérimentation dans les laboratoires universitaires et privés.

Chez Edwards, nous créons une technologie du vide capable de répondre à ces exigences avec des produits standard ou sur mesure. De la conception à l'installation et à l'entretien, nous fournissons des environnements de vide sûrs et fiables en phase avec l'évolution et la complexité des demandes en matière d'analyses et de découvertes.

Nous proposons une gamme complète de pompes à vide et de jauges, de la pression atmosphérique à l'ultra-vide (UHV) et même au-delà, jusqu'au vide extrêmement poussé (XHV) :

Systèmes de vide pour la physique des hautes énergies

Systèmes de vide pour synchrotrons, cyclotrons et accélérateurs linéaires de particules


La physique des hautes énergies (HEP), connue sous le nom de physique des particules, est une branche de la physique qui étudie les particules fondamentales et les interactions entre elles à des énergies extrêmement élevées. La recherche HEP implique généralement l'utilisation d'accélérateurs de particules. Ces grandes installations fournissent des instruments scientifiques qui accélèrent les particules à des vitesses très élevées, puis les font entrer en collision avec d'autres particules ou cibles. En analysant les particules produites lors de ces collisions, les chercheurs peuvent en apprendre davantage sur les propriétés et le comportement des particules fondamentales et leurs interactions. D'autres exemples de HEP incluent les synchrotrons qui produisent des photons de forte intensité et cohérents, utilisés par exemple dans la détermination de structures moléculaires complexes telles que les protéines.

La physique des hautes énergies a non seulement conduit à de nombreuses découvertes scientifiques importantes au fil des ans, elle a également contribué au développement de technologies telles que l'imagerie médicale et le traitement du cancer.

Dans la HEP, des niveaux de vide ultra-poussé (UHV) ou inférieurs sont utilisés pour éliminer les molécules de gaz résiduelles de la trajectoire des particules en cours d'accélération. Dans le cas contraire, les particules perdent de l'énergie et changent de direction en raison de la diffusion des particules par les molécules de gaz ; l'UHV est donc nécessaire pour maintenir un faisceau de particules stable et contrôlé.

Vue du synchrotron

Systèmes de vide pour faisceaux laser très puissants

Les faisceaux laser très puissants sont de plus en plus souvent utilisés pour explorer un large éventail de domaines, allant de la physique fondamentale aux applications des sciences médicales, de l'étude des matériaux solaires et de la gestion des matières nucléaires.

Ces faisceaux laser doivent traverser plusieurs amplificateurs pour produire des impulsions puissantes dans les intervalles de temps les plus courts (10-18 secondes ou moins). Les grands systèmes de vide requis pour faire fonctionner ces faisceaux laser haute intensité sont extrêmement complexes dans leur conception ; la stabilité du vide est d'une importance capitale.

Chez Edwards, nous nous sommes dotés d'outils de capacités de modélisation du vide en plus de nos technologies uniques et de notre vaste expérience. Cela nous permet de sélectionner les configurations de tuyauterie et de pompe adéquates et de nous assurer que l'installation de vide répond aux exigences des applications de nos clients.

Mouvement des micro-particules par faisceaux de laser dans un laboratoire sombre

Systèmes de vide pour la détection d'ondes gravitationnelles

Les ondes gravitationnelles sont des ondulations dans la courbure de l'espace-temps qui se propagent sous forme d'onde, en se déplaçant vers l'extérieur de la source comme dans le cas d'un système stellaire binaire. La détection de ces ondes aide à confirmer l'explication de la gravité telle que l'a prédit la théorie de la relativité d'Einstein. Ces ondes sont détectées à l'aide d'interféromètres, au sol et potentiellement dans l'espace.

Il est essentiel que les observatoires contenant les interféromètres soient parfaitement propres et extrêmement stables. En effet, ils sont très sensibles même aux vibrations les plus faibles.

L'interféromètre entier doit donc rester aussi parfait que possible du point de vue optique. Tout gaz résiduel risque d'affecter la mesure. Par conséquent, le faisceau lumineux doit fonctionner dans des conditions de vide ultra poussé.

Ondes gravitationnelles

Nous fournissons des interféromètres dans le monde entier avec des pompes à vide ultra poussé. Le détecteur Virgo en Italie utilise des pompes sèches à spirale XDS pour ses installations expérimentales, notamment l'évacuation préalable et l'étuvage des chambres volumineuses. Le système Virgo se compose de deux tubes, d'une longueur de 3 km et d'un diamètre de 1,2 m chacun. En termes de taille, ces tubes à vide ultra poussé d'ondes gravitationnelles sont les premiers en Europe et les deuxièmes au monde.

L'Observatoire d'ondes gravitationnelles par interférométrie laser (LIGO) est une expérience de physique à grande échelle. Il regroupe des observatoires situés sur 2 sites distants de 3 000 km : Hanford S, Washington et Livingston, Louisiane, Etats-Unis. Ces sites ont été les premiers à détecter les ondes gravitationnelles cosmiques et à développer leur observation sous la forme d'un outil astronomique. Nous travaillons en partenariat avec LIGO depuis plus de 20 ans et fournissons des pompes sèches sans huile et des pompes turbomoléculaires à suspension magnétique STP.

Systèmes de vide pour la recherche sur la fusion nucléaire

La fusion nucléaire est le procédé de combinaison des noyaux pour produire un élément de masse atomique plus élevée. Lorsque les noyaux atomiques se combinent, ils libèrent une grande quantité d'énergie exploitable.

La recherche dans ce domaine implique différentes tentatives de fusion par confinement magnétique visant à recréer une réaction semblable à celle qui se produit dans le soleil, en fusionnant deux isotopes d'hydrogène, le deutérium et le tritium, pour créer de l'hélium et des neutrons de haute énergie. Dans les réacteurs à fusion à confinement magnétique, les molécules de gaz doivent être chauffées à des températures très élevées, jusqu'à 100 millions de degrés Celsius pour créer un plasma contrôlé.

Magnifique illustration artistique en 3D de la chambre de réacteur à fusion thermonucléaire.

La recherche sur la fusion nucléaire implique, dans une large mesure, une bonne compréhension du comportement du plasma.

L'un des principaux défis auxquels sont confrontés les scientifiques et les ingénieurs en fusion est la capacité à entretenir l'état du plasma en maintenant une pression de vide adéquate.
C'est pourquoi il est nécessaire de disposer de systèmes de vide efficaces à grande échelle qui garantissent une plate-forme de vide ultra poussé dans les grandes cuves de réacteur ainsi que dans le système cryogénique entourant les bobines de champ magnétique supraconductrices qui créent des champs magnétiques élevés pour confiner le plasma. Des températures très élevées, des rayonnements ionisants et des champs magnétiques élevés constituent des défis importants pour les pompes à vide, les instruments et autres matériels.

Pour répondre à ces demandes en constante évolution, Edwards a conçu et développé une pompe sur mesure, basée sur sa technologie de pompe turbomoléculaire nEXT. Celle-ci est capable de fournir une résistance au champ magnétique considérablement accrue et d'offrir une flexibilité et une facilité d'entretien pour l'utilisateur final.

La fusion par confinement inertiel est une autre approche pour la création de plasmas contrôlés ; Edwards est également impliqué dans la création de technologies de vide compatibles.

Pompes à vide pour laboratoires et centres de recherche

Du plus petit laboratoire scolaire aux projets de recherche et de développement internationaux, la technologie du vide facilite le développement éducatif et l'évolution scientifique dans le monde entier. Que vous recherchiez uniquement une pompe ou une solution de pompage complète, nos experts sont à votre disposition pour vous guider tout au long du processus de sélection.

Les universités mènent un large éventail d'activités qui utilisent la technologie du vide. La nature de ces activités variant selon la discipline ou la faculté concernée.

 

scientifique tenant des tubes à essai ou des flacons médicaux

Voici quelques exemples où la technologie du vide est utilisée dans les facultés universitaires :

Chimie

pour faciliter les réactions dans des conditions de vide, des tâches telles que l'évaporation de solvant et la distillation.

Physique et science des matériaux

pour une large gamme de configurations expérimentales ; pour étudier les gaz ou la dynamique du plasma, pour analyser les surfaces des échantillons dans des environnements UHV contrôlés ou pour le développement de technologies quantiques.

Ingénierie

 par exemple, pour l'étude dans les domaines de l'aérospatiale et de la tribologie.

Organismes biologiques

pour des applications telles que la filtration, la lyophilisation et la préparation d'échantillons de microscopie électronique.

Science de l'environnement

pour analyser des échantillons d'air, surveiller les niveaux de pollution ou effectuer des recherches sur la capture du carbone dans des environnements contrôlés.

Astronomie

pour le dépôt de couches des miroirs de télescope et la fabrication de composants essentiels.

Géologie

pour des tâches telles que l'analyse d'isotopes stables et l'extraction de fluides à partir d'échantillons géologiques.

Sciences médicales et biomédicales

dans des applications telles que la lyophilisation d'échantillons pharmaceutiques et les techniques d'imagerie avancées.

Nanotechnologie

pour créer des environnements contrôlés pour la fabrication et la caractérisation de matériaux et de dispositifs à l'échelle nanométrique, y compris la nouvelle génération de technologies de semi-conducteurs.

Pompes à vide pour boîtes à gants

Les pompes à vide sont utilisées dans les boîtes à gants pour créer et maintenir une atmosphère contrôlée en vue de la manipulation de matériaux sensibles à l'air, ainsi que pour la sécurité des expérimentateurs. Ces espaces de travail fermés empêchent la contamination, ce qui est essentiel pour travailler sur des produits tels que les semi-conducteurs, les nanomatériaux et les échantillons biologiques. Dans la recherche et le développement scientifique, les boîtes à gants sous vide facilitent la synthèse de nouveaux composés, l'assemblage de dispositifs complexes et l'exploration de processus de pointe qui exigent des conditions de vide méticuleusement contrôlées.

A l'avenir, les applications potentielles des boîtes à gants sous vide sont vastes, allant des composants informatiques quantiques avancés à l'amélioration des technologies d'énergie propre, soulignant leur rôle essentiel dans l'innovation dans divers domaines d'étude.

Pompes à vide pour dépôt de couches expérimental

Les pompes à vide sont couramment utilisées dans les procédés de dépôt de couches expérimentaux pour créer et maintenir un environnement de vide pendant le dépôt de différents types de revêtements tels que les pellicules fines, les couches pour cellules solaires et les couches de protection pour les appareils électroniques.

En général, les procédés impliquent de placer le substrat à recouvrir à l'intérieur d'une chambre de vide. La pompe à vide sert ensuite à éliminer l'air et les autres gaz de la chambre, créant ainsi un environnement basse pression. Une fois la chambre évacuée à la pression souhaitée, le matériau de revêtement est introduit dans la chambre sous forme de gaz ou de vapeur ; le vide est essentiel pour maintenir des conditions uniformes et reproductibles. Le matériau de revêtement adhère à la surface du substrat et forme une fine pellicule.

Différents types de pompes à vide sont utilisés dans les procédés de dépôt de couches expérimentaux, tels que les pompes à palettes rotatives, les pompes à membrane et les pompes turbomoléculaires. Chaque type de pompe a ses propres avantages et inconvénients. Ainsi, le choix de la pompe dépend en grande partie de la taille du réservoir de vide et des exigences spécifiques du procédé de dépôt de couches.

panneaux solaires et éoliennes produisant de l'énergie renouvelable avec un fond de ciel bleu

Equipement de vide pour environnements corrosifs

Même si vous avez besoin d'un équipement de vide pour des applications corrosives, vous pouvez compter sur nous. Les laboratoires chimiques utilisent généralement le vide pour éliminer les substances par évaporation ou empêcher les réactions de se produire.

Des équipements de vide présentant une bonne résistance à la corrosion et d'excellentes capacités de traitement des vapeurs et arborant des classifications ATEX sont fournis.

Equipement de vide pour l'informatique quantique

L'informatique quantique repose sur l'utilisation de bits quantiques, ou qubits, qui peuvent exister simultanément dans une superposition de plusieurs états. Ces états sont extrêmement fragiles et peuvent être facilement perturbés par de faibles interférences provenant de leur environnement.

Pour se protéger contre ces interférences et obtenir les états supraconducteurs nécessaires à la création de qubits, les ordinateurs quantiques sont généralement utilisés à des températures extrêmement basses, proches du zéro absolu.

Les ordinateurs quantiques à ions piégés nécessitent un contrôle minutieux de leur environnement pour maintenir leur état quantique. Cela nécessite l'utilisation d'un vide XHV. Les ordinateurs quantiques basés sur la photonique nécessitent en outre une cryogénie sur mesure.

Le vide est également crucial dans la fabrication et l'assemblage de dispositifs pour les capteurs quantiques et le matériel de communication.

Equipement de vide pour la recherche spatiale

Depuis son avènement dans les années 1960, l'exploration spatiale à grande échelle reste extrêmement coûteuse et mène l'homme dans l'un des environnements les plus hostiles auxquels il peut être confronté.

Une fois en orbite, il est souvent impossible de réparer ou de remplacer des composants. C'est pourquoi il est essentiel que les technologies utilisées dans le cadre de projets spatiaux soient vigoureusement testées, des satellites entiers aux engins spatiaux, en passant par chacun des composants.

Nos technologies de vide simulent les conditions spatiales sur terre, ce qui permet d'effectuer un large éventail de tests, tels que la résistance aux radiations, les plages de températures élevées et les compatibilités matérielles.

 
  • Les pompes primaires et UHV servent à répliquer le vide de l'espace interstellaire dans les couches de l'atmosphère terrestre, à des pressions inférieures à 10-10 mbar.
  • Les systèmes de refroidissement et de vide cryogénique simulent des environnements extrêmement froids de -80 °C ou moins que l'équipement spatial doit supporter.
  • Les technologies de chauffage dans les chambres de vide permettent de simuler des charges thermiques solaires extrêmes allant jusqu'à +180 °C. Ces conditions sont essentielles pour tester la compatibilité et la durabilité pendant le décollage/la rentrée dans l'atmosphère.
  • De plus, les technologies de vide Edwards sont présentes dans une large gamme de simulations telles que les tests de propulseur ionique, de résistance aux vibrations et de poussière spatiale.
  • Nos pompes sont également essentielles pour fournir des environnements propres et exempts de poussière nécessaires à la construction de technologies spatiales.
Satellite spatial en orbite autour de la terre

En plus de fournir des technologies de pointe, telles que des pompes à vide et des solutions cryogéniques, notre objectif est également de veiller à ce que le marché de l'espace ait accès à tous les produits connexes, qu'il s'agisse de détecteurs de fuites, de jauges, de composants ou de pièces de rechange. Nous comprenons que les tests critiques ne peuvent être réalisés que si 100 % de votre solution de vide est opérationnelle.

Vacuum Equipment for Research and Development Applications Brochure

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25.2 MB

Employés d'Edwards souriant, debout dans un couloir
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