Services techniques et technologiques

L’atelier et le bureau d’études assurent la conception et la réalisation de dispositifs expérimentaux pour les équipes de recherche et pour les projets d’enseignement, le tout dans le cadre d’un service de proximité.
Les pièces sont conçues et fabriquées en étroite collaboration avec le laboratoire afin de satisfaire les demandes des chercheurs. Pour répondre à ces besoins sont développées des compétences pointues dans les domaines de la conception, de la fabrication et de la soudure.

Le bureau d’études comprend deux ingénieurs et un assistant ingénieur issus des laboratoires avec chacun un champ d’expertise. Le bureau d’études travaille dans un environnement intégré Catia (CAO / FAO) et MasterCam (CAM) et est fortement impliqué dans la modélisation par éléments finis utilisant le logiciel Comsol. Mais il réalise également du développement de nouveaux procédés comme l’impression 3D et le micro-fraisage.
Le bureau d’études est équipé de 4 licences Catia V5 locales, 7 licences serveur et 1 licence Comsol.

Le Bureau d’Etudes Electronique, en tandem avec le Service Electronique, conçoit, réalise et met au point, tout ou en partie, les systèmes de contrôle et d’acquisition de données sur les différentes expériences de physique du Laboratoire. Les besoins peuvent être variés et couvrent des domaines très vastes de l’électronique depuis des problématiques analogiques Basses Fréquences, jusqu’aux Hyper-Fréquences en passant par le numérique de plus en plus présent (voire omniprésent) à tous les niveaux avec, le plus souvent, comme point commun des signaux très faibles et donc un bruit électronique « tolérable » le plus bas possible.
En relation étroite avec les équipes de recherche et les différents services techniques du Laboratoire et du Département de Physique, les membres du Bureau d’Etudes Électronique développent et réalisent des systèmes innovants dans tous les domaines de l’électronique analogique ainsi que l’électronique numérique. Ils participent à l’élaboration du cahier des charges impliquant les différents choix et orientations techniques nécessaire à la définition du système électronique et enfin à son intégration finale sur l’expérimentation scientifique.
Une veille technologique continue permet d’apporter une réponse toujours à la pointe en utilisant les technologies les plus appropriées.
Plusieurs projets ont déjà suscité un intérêt au-delà du LPENS, donnant lieu à des collaborations et des valorisations par des industrialisations et/ou brevets.

Le bureau d’études-développement instrumental a pour vocation de développer des instruments originaux qui permettront aux équipes de mener à bien leur recherche. Au fils des années nous avons développé nos compétences en conception mécanique (CATIA), acquisition de données, automatisation d’expérimentation, développement informatique (LabVIEW, LabWindows/CVI, langages C et Python…), nano-fabrication, vide, cryogénie… afin de répondre à ces besoins.
La complémentarité des membres du service (une technicienne, un assistant ingénieur et un ingénieur d’études) nous permet de répondre à de nombreuses sollicitations et nous collaborons régulièrement avec le bureau d’études-électronique et la plateforme de fabrication mécanique.

Le service de mécanique assure un soutien technique pour la conception et la réalisation d’instruments de précision. A l’aide de logiciels de CAO et FAO il conçoit et réalise des éléments et des ensembles mécaniques nécessaires aux expériences de physique du laboratoire. Les pièces sont fabriquées en étroite collaboration avec les chercheurs afin de satisfaire des demandes précises. L’expertise technique des personnels est considérable et nous permet d’élever le niveau de technicité dans les domaines de la conception, fabrication, soudage et mise en forme.
L’équipement de l’atelier comprend plusieurs centres d’usinage à commande numérique et un certain nombre de machines-outils conventionnelles dont des tours, perceuses, etc. Ses imprimantes 3D dernière génération sont utilisées dans tout le département.

L’atelier de soudure est équipé d’un poste micro TIG et plasma pour les soudures de précision, deux postes à souder oxy-acétylène, et d’une enceinte à vide pour souder le titane.

La salle blanche (140 m², ISO7), est une infrastructure, localisée au premier sous-sol du bâtiment (LS178), qui rassemble en son sein tous les équipements dédiés à la croissance, à la structuration et la caractérisation de la matière à des échelles micro et nanométriques.
Ces technologies sont, après une période de formation, accessibles à l’ensemble des membres du laboratoire, et organisées en quatre pôles : lithographie, transfert, croissance et caractérisation. Plus d’informations sur la page dédiée.

Membre du consortium CNRS
La salle blanche du département de physique est également membre de la «Centrale de Proximité Paris Centre», consortium qui rassemble et mutualise l’offre technologique de micro-nano fabrication de cinq instituts de recherche parisiens : en plus de l’ENS, le laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques (MPQ, Université Paris Diderot), l’Institut des NanoSciences de Paris (INSP, Sorbonne Université), l’Observatoire de Paris et l’Institut Pierre-Gilles de Gennes (IPGG). Tous les membres du consortium ont accès à l’ensemble des salles blanches de ce réseau.

La plate-forme de cryogénie a une double mission d’approvisionnement en fluides cryogéniques et d’expertise en matière de cryogénie. À ce jour, le service cryogénie travaille pour les départements de physique et de chimie mais également pour le Collège de France.
Chaque année, la plate-forme fournit aux équipes de recherche approximativement 150 000 litres d’azote et 75 000 litres d’hélium. En raison du faible coût de l’azote liquide (10 centimes le litre) et de son caractère inépuisable, celui-ci est en libre-service. Une cuve remplie régulièrement par un prestataire extérieur permet aux chercheurs d’être en permanence approvisionnés en azote liquide.
En revanche, pour atténuer le coût de fonctionnement lié à l’utilisation de l’hélium liquide, 100 fois plus cher que l’azote, le service est équipé d’un liquéfacteur. L’hélium provenant de l’évaporation d’une vingtaine de cryostats va être collecté dans un gazomètre avant d’être stocké dans des bouteilles Haute Pression. Cela inclut les cryostats du Collège de France qui sont reliés physiquement à l’Ens par une longue canalisation installée dans les égouts de Paris. C’est ainsi que le liquéfacteur d’hélium est alimenté en continu. Pour la moitié des expérimentateurs dépendant du département de physique, l’hélium conditionne la qualité et la pérennité de la recherche.
Ce fonctionnement en circuit fermé permet de recycler jusqu’à 85% de l’hélium utilisé dans les différents laboratoires. Cela assure une disponibilité quasi permanente et un approvisionnement au meilleur prix. Cela permet aussi d’économiser, en ces temps de bouleversements climatiques et d’épuisement des sols, cette ressource dite «noble» qui se raréfie de plus en plus.

Le service est responsable des travaux de construction et des installations liées aux expériences (plomberie, métallurgie). Il s’occupe également de l’entretien, de la ré-novation et de la mise en place de nouveaux laboratoires d’expérimentation. Enfin, il est en charge de l’entretien et de la maintenance du bâtiment.

Un magasin d’électronique et un magasin matières sont associés à ce service.

Trois agents contribuent à maintenir la propreté  sur des périmètres définis dont ils ont la charge. Il s’agit à la fois des parties communes mais aussi des bureaux, ateliers, salles de manip,…