Innovating approches to the generation of intense magnetic field: Optimization of a permanent magnet flux source

Abstract

Notre recherche consiste a concevoir et realiser une source de flux statique a aimants permanents generant un champ de 4 a 5 Tesla dans un volume de quelques mm 3 . Un des aspects novateurs de cette approche est que nous avons cherche a obtenir un champ magnetique intense (principe du dipole ponctuel) et non pas un champ magnetique homogene (principe du dipole infini utilise dans les structures de Leupold/Halbach). Apres optimisation du modele analytique, nous avons discretise la structure de maniere a obtenir un modele realisable a partir de pave d'aimants reels. Une originalite du travail est la recherche d'une geometrie performante et une combinaison de divers materiaux magnetiques durs (nuances d'aimants Neodyme-Fer-Bore) et de materiau magnetique doux (Fer-Cobalt). Les configurations particulieres d'aimants sont optimisees par simulation numerique grâce a des logiciels complementaires, developpes par le LEG : DIPOLE-3D (calcul analytique de champ), FLUX2D et FLUX3D (elements finis). L'etude de faisabilite du projet a ete realisee en calculant les forces et les champs demagnetisants lors de la sequence de montage. Le modele de source actuel fournit un champ atteignant 4,3 T dans un volume de diametre de 6 mm pour une hauteur de 2,8 mm et ayant un diametre exterieur de 100 mm.