TITRE : Onduleur bi-périodique, dispositif, installation et procédé associé. Domaine technique

La présente invention concerne un onduleur bi-périodique. Elle concerne aussi un dispositif, une installation et un procédé associé.

Un tel dispositif permet de produire de la lumière synchrotron sur une large gamme spectrale. Le domaine de l'invention est plus particulièrement mais de manière non limitative celui du rayonnement synchrotron.

Etat de la technique antérieure

Un onduleur est un dispositif qui génère un champ magnétique spatialement périodique. Lorsque des particules chargées (électrons en général) traversent ce dispositif, elles sont soumises à une force qui leur imprime un mouvement d'oscillations et engendrent une onde électromagnétique. Le rayonnement émis appelé rayonnement synchrotron est, de par ses qualités spectrales et optiques, utilisé comme outil à sonder la matière dans de nombreux domaines scientifiques (biologie, chimie, ...). Les onduleurs sont caractérisés par leur période spatiale et leur champ magnétique, principaux paramètres qui impactent l'étendue spectrale du rayonnement émis. Plus le champ magnétique est élevé, plus la gamme spectrale couverte est large, mais plus la puissance produite est importante. Cette puissance, lorsqu'elle est interceptée par les équipements, génère des échauffements responsables des remontées de pression dans la machine ou dans les lignes de lumières, et des déformations de miroirs.

Un onduleur bi-périodique est un dispositif magnétique composé de deux périodicités sélectionnâmes destiné à produire de la lumière synchrotron sur une large gamme spectrale. Pour éviter la surchauffe des équipements, comme les miroirs, les occulteurs ou les chambres à vide, certains centres de rayonnement synchrotron ont développé et construit des onduleurs à puissance modérée avec lesquels l'énergie des photons est ajustée en changeant préférentiellement la valeur de la période magnétique plutôt que le champ magnétique. Le Synchrotron CLS au Canada a par exemple construit deux onduleurs [1] de deux périodes différentes, « Dual undulator », respectivement de 55 mm et 180 mm, pour mettre à disposition des scientifiques de ligne deux domaines spectraux complémentaires (15-200 eV et 200-1000 eV). Le passage d'un onduleur à l'autre se fait par le déplacement latéral des deux dispositifs magnétiques montés sur une platine motorisée.

Ce type d'installation d'onduleurs « Dual » a pour inconvénients de requérir un équipement de levage de forte capacité (15 tonnes) et suffisamment d'espace latéral (ce qui est le cas de CLS actuellement). Sur les installations compactes de nouvelles générations, l'encombrement latéral est plus limité à cause de l'agencement et de la multiplicité des aimants de courbure qui réduisent l'angle entre deux lignes de lumière, rendant inadaptée la solution de type « Dual undulator ».

D'autres synchrotrons se sont orientés vers des onduleurs à périodes « continûment » variables. Ces dispositifs magnétiques permettent de générer des niveaux de champ magnétique modérés en adaptant la période magnétique à l'énergie des photons désirée. Le Synchrotron APS aux Etats-Unis et le centre de recherche BINP en Russie ont collaboré pour développer un onduleur à période continûment variable [2] [3] dont les aimants permanents sont montés sur un pantographe. Grâce à l'écartement motorisé progressif des aimants entre eux, la période peut être doublée, voire triplée.

En revanche ce type de dispositif a pour inconvénient de ne pas permettre d'utiliser la pleine longueur de la section droite sur laquelle il est installé, en particulier lorsque que la période magnétique est sélectionnée à son minimum. Le nombre de périodes, et par conséquent le flux de photons émis ne sont alors pas optimums.

Le Synchrotron DESY en Allemagne a développé un onduleur composé d'aimants permanents cylindriques [4] dont la période peut varier, dans le principe, entre deux fois le diamètre des aimants et l'infini. Cette solution technique donne une grande souplesse d'utilisation et accès à une large gamme spectrale.

Cependant, cette solution a pour inconvénients de requérir la gestion, le pilotage et la maintenance d'un grand nombre de moteurs nécessaires au mouvement individuel de chacun des aimants, ce qui est complexe, chronophage et coûteux. Le but de la présente invention est de supprimer tout ou partie de ces inconvénients, notamment de proposer un onduleur qui génère un champ magnétique spatialement périodique selon au moins deux périodicités sélectionnâmes : - ne requérant pas d'équipement de levage de forte capacité, et/ou

- ne requérant pas un espace latéral trop important incompatible avec un agencement et une multiplicité d'aimants de courbure qui réduisent l'angle entre deux lignes de lumière, et/ou

- permettant d'utiliser la pleine longueur de la section droite sur laquelle il est installé, et/ou

- ne requérant pas la gestion, le pilotage et la maintenance d'un grand nombre de moteurs nécessaires au mouvement individuel de chacun des aimants et/ou de proposer un dispositif et/ou une installation et/ou un procédé associé à un tel onduleur.

Exposé de l'invention

Cet objectif est atteint avec un onduleur bi-périodique, comprenant : une chambre à vide s'étendant le long d'un axe longitudinal Y - quatre séries d'aimants permanents installés périodiquement le long de l'axe Y, dont une première, deuxième, troisième et quatrième séries, ces quatre séries et la chambre à vide étant superposées, le long d'un axe Z de l'onduleur perpendiculaire à l'axe longitudinal Y, dans l'ordre successif suivant : première série, deuxième série, chambre à vide, troisième série, quatrième série ces quatre séries comprenant : la première série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de respectivement (2h+ΐ)l ou 2n le long de l'axe longitudinal Y, où n est un entier positif, chaque période de la première série comprenant Ni aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/Ni degrés selon un premier sens autour d'un axe X de l'onduleur perpendiculaire aux axes Y et Z la deuxième série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de l le long de l'axe longitudinal, chaque période de la deuxième série comprenant N2 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/N2 degrés selon un deuxième sens autour de l'axe X la troisième série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de l le long de l'axe longitudinal, chaque période de la troisième série comprenant N3 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 36O/N3 degrés selon un troisième sens, de préférence opposé au deuxième sens, autour de l'axe X la quatrième série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de respectivement (2h+ΐ)l ou 2n le long de l'axe longitudinal Y, chaque période de la quatrième série comprenant INU aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/N4 degrés selon un quatrième sens, de préférence opposé au premier sens, autour de l'axe X l'onduleur comprenant en outre des premiers moyens de déplacement agencés pour modifier le long de l'axe Y, par rapport à une position de référence le long de l'axe Y, la position relative des première et deuxième séries solidaires par rapport à la position des troisième et quatrième séries solidaires, d'une distance respectivement de (2h+ΐ)l„/2 ou (2h-ΐ)l„/2, de sorte que l'onduleur se trouve dans une position décalée le long de l'axe Y.

Chacune des première, deuxième, troisième et quatrième série comprend des aimants permanents et peut avoir au moins une aimantation portée strictement selon l'axe Z.

L'onduleur selon l'invention peut comprendre, parmi la position de référence et la position décalée : une position pour laquelle les aimantations selon l'axe Z des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, et les aimantations selon l'axe Z des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, et une autre position pour laquelle les aimantations selon l'axe Z des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, et les aimantations selon l'axe Z des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens.

De préférence, n = l, 2 ou 3. De préférence, n = l.

De préférence, dans la position de référence de l'onduleur : le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant de la première série correspond à une position d'un aimant de la quatrième série, et/ou le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la première série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la quatrième série, et/ou le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la première série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la quatrième série, et/ou le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant de la deuxième série correspond à une position d'un aimant de la troisième série, et/ou le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la deuxième série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la troisième série, et/ou le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la deuxième série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la troisième série.

De préférence, dans la position de référence de l'onduleur : les aimantations selon l'axe Y des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, et/ou les aimantations selon l'axe Z des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, et/ou les aimantations selon l'axe Y des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, et/ou les aimantations selon l'axe Z des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, ou les aimantations selon l'axe Y des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, et/ou les aimantations selon l'axe Z des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, et/ou les aimantations selon l'axe Y des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, et/ou les aimantations selon l'axe Z des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens.

De préférence, dans la position décalée de l'onduleur : le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la deuxième série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la troisième série, et/ou le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la deuxième série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la troisième série De préférence, dans la position décalée de l'onduleur : les aimantations selon l'axe Y des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, et/ou les aimantations selon l'axe Z des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, ou - les aimantations selon l'axe Y des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, et/ou les aimantations selon l'axe Z des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens.

Dans un premier cas, les quatre séries peuvent comprendre : - la première série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de

(2h+ΐ)l„ le long de l'axe longitudinal Y, où n est un entier positif, chaque période de la première série comprenant Ni aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/Ni degrés selon le premier sens autour d'un axe X perpendiculaire aux axes Y et Z la deuxième série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de l le long de l'axe longitudinal, chaque période de la deuxième série comprenant N2 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 36O/N2 degrés selon le deuxième sens autour de l'axe X la troisième série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de l le long de l'axe longitudinal, chaque période de la troisième série comprenant N3 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 36O/N3 degrés selon le troisième sens autour de l'axe X la quatrième série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de respectivement (2h+ΐ)l„ le long de l'axe longitudinal Y, chaque période de la quatrième série comprenant IU aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/N4 degrés selon le quatrième sens autour de l'axe X. les premiers moyens de déplacement étant agencés pour modifier le long de l'axe Y, par rapport à la position de référence le long de l'axe Y, la position relative des première et deuxième séries solidaires par rapport à la position des troisième et quatrième séries solidaires, d'une distance de (2h+ΐ)l„/2, de sorte que l'onduleur se trouve dans sa position décalée le long de l'axe Y.

Dans ce premier cas, dans la position de référence de l'onduleur on a de préférence : le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la première série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la deuxième série respectivement de sens opposés ou de même sens, et le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la quatrième série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la troisième série respectivement de même sens ou de sens opposés ; et/ou - le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la première série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la deuxième série respectivement de même sens ou de sens opposés, et le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la quatrième série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la troisième série respectivement de sens opposés ou de même sens.

Dans ce premier cas, dans la position décalée de l'onduleur on a de préférence: le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la première série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la quatrième série, et/ou le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la première série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la quatrième série, et/ou Dans ce premier cas, on a dans la position décalée de l'onduleur de préférence : - les aimantations selon l'axe Y des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, et/ou les aimantations selon l'axe Z des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, ou les aimantations selon l'axe Y des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, et/ou les aimantations selon l'axe Z des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés.

Dans un deuxième cas, ces quatre séries comprennent : la première série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de 2hl le long de l'axe longitudinal Y, où n est un entier positif, chaque période de la première série comprenant Ni aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/Ni degrés selon le premier sens autour d'un axe X perpendiculaire aux axes Y et Z la deuxième série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de l le long de l'axe longitudinal, chaque période de la deuxième série comprenant N2 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 36O/N2 degrés selon le deuxième sens autour de l'axe X la troisième série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de l le long de l'axe longitudinal, chaque période de la troisième série comprenant N3 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 36O/N3 degrés selon le troisième sens autour de l'axe X la quatrième série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de respectivement 2hl„ le long de l'axe longitudinal Y, chaque période de la quatrième série comprenant N4 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/N4 degrés selon le quatrième sens autour de l'axe X. les premiers moyens de déplacement étant agencés pour modifier le long de l'axe Y, par rapport à la position de référence le long de l'axe Y, la position relative des première et deuxième séries solidaires par rapport à la position des troisième et quatrième séries solidaires, d'une distance de (2h-ΐ)lo/2, de sorte que l'onduleur se trouve dans sa position décalée le long de l'axe Y.

Dans ce deuxième cas, on a de préférence dans la position de référence de l'onduleur : le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la première série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la deuxième série une fois sur deux de sens opposés puis de même sens, et le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la quatrième série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la troisième série une fois sur deux de sens opposés puis de même sens ; et/ou le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la première série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la deuxième série, et le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la quatrième série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la troisième série.

L'onduleur selon l'invention peut comprendre en outre des seconds moyens de déplacement agencés pour modifier, le long de l'axe Z, la position relative des première et deuxième séries solidaires par rapport à la position des troisième et quatrième séries solidaires.

La chambre à vide peut être délimitée au moins en partie par des parois situées entre les deuxième et troisième séries, et/ou au moins en partie par des parois des deuxième et troisième séries.

De préférence :

- NI = N4, et/ou

- I\l2=l\l3, et/ou

- NI = N2=N3=N4, et/ou - N i=4, et/ou

- N2=4, et/ou

- N3=4, et/ou

- N ₄ =4.

Suivant encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un dispositif comprenant plusieurs onduleurs selon l'invention montés à différentes positions angulaires l'un de l'autre autour de l'axe Y et centrés sur une même chambre à vide. Le dispositif selon l'invention peut comprendre deux onduleurs selon l'invention montés à 90° l'un de l'autre autour de l'axe Y et centrés sur une même chambre à vide, de sorte que : les axes Y des deux onduleurs sont confondus l'axe X du premier onduleur correspond à l'axe Z du deuxième onduleur l'axe Z du premier onduleur correspond à l'axe X du deuxième onduleur

Suivant encore un autre aspect de l'invention, il est proposé une installation tel qu'un accélérateur de particules comprenant un onduleur selon l'invention et/ou un dispositif selon l'invention.

Suivant encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé mis en œuvre au moyen d'un onduleur bi-périodique, ledit onduleur comprenant :

- une chambre à vide s'étendant le long d'un axe longitudinal Y

- quatre séries d'aimants permanents installés périodiquement le long de l'axe Y, dont une première, deuxième, troisième et quatrième séries, ces quatre séries et la chambre à vide étant superposées, le long d'un axe Z de l'onduleur perpendiculaire à l'axe longitudinal Y, dans l'ordre successif suivant : première série, deuxième série, chambre à vide, troisième série, quatrième série ces quatre séries comprenant :

- la première série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de respectivement (2h+ΐ)l ou 2n le long de l'axe longitudinal Y, où n est un entier positif, chaque période de la première série comprenant Ni aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/Ni degrés selon un premier sens autour d'un axe X de l'onduleur perpendiculaire aux axes Y et Z

- la deuxième série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de l le long de l'axe longitudinal, chaque période de la deuxième série comprenant N2 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 36O/N2 degrés selon un deuxième sens autour de l'axe X

- la troisième série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de l le long de l'axe longitudinal, chaque période de la troisième série comprenant N3 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 36O/N3 degrés selon un troisième sens, de préférence opposé au deuxième sens, autour de l'axe X

- la quatrième série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de respectivement (2h+ΐ)l ou 2n le long de l'axe longitudinal Y, chaque période de la quatrième série comprenant INU aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/N4 degrés selon un quatrième sens, de préférence opposé au premier sens, autour de l'axe X ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend un déplacement de tout ou partie des séries, par des premiers moyens de déplacement, de manière à modifier le long de l'axe Y, par rapport à une position de référence le long de l'axe Y, la position relative des première et deuxième séries solidaires par rapport à la position des troisième et quatrième séries solidaires, d'une distance respectivement de (2h+ΐ)l„/2 ou (2h-ΐ)l„/2, de sorte que l'onduleur se trouve dans une position décalée le long de l'axe Y.

Chacune des première, deuxième, troisième et quatrième série peut comprendre des aimants permanents ayant une aimantation portée strictement selon l'axe Z.

Il peut y avoir, parmi la position de référence et la position décalée :

- une position pour laquelle les aimantations selon l'axe Z des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, et les aimantations selon l'axe Z des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, et une autre position pour laquelle les aimantations selon l'axe Z des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, et les aimantations selon l'axe Z des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens.

De préférence, n = l, 2 ou 3.

De préférence n = l.

De préférence, dans la position de référence de l'onduleur : le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant de la première série correspond à une position d'un aimant de la quatrième série, et/ou le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la première série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la quatrième série, et/ou le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la première série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la quatrième série, et/ou - le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant de la deuxième série correspond à une position d'un aimant de la troisième série, et/ou le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la deuxième série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la troisième série, et/ou le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la deuxième série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la troisième série.

De préférence, dans la position de référence de l'onduleur : - les aimantations selon l'axe Y des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, et/ou les aimantations selon l'axe Z des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, et/ou les aimantations selon l'axe Y des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, et/ou les aimantations selon l'axe Z des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, ou les aimantations selon l'axe Y des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, et/ou les aimantations selon l'axe Z des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, et/ou les aimantations selon l'axe Y des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, et/ou les aimantations selon l'axe Z des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens.

De préférence, dans la position décalée de l'onduleur : le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la deuxième série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la troisième série, et/ou le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la deuxième série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la troisième série.

De préférence, dans la position décalée de l'onduleur : les aimantations selon l'axe Y des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, et/ou les aimantations selon l'axe Z des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, ou les aimantations selon l'axe Y des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, et/ou les aimantations selon l'axe Z des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens.

Dans un premier cas, les quatre séries peuvent comprendre : la première série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de (2h+ΐ)l„ le long de l'axe longitudinal Y, où n est un entier positif, chaque période de la première série comprenant Ni aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/Ni degrés selon le premier sens autour d'un axe X perpendiculaire aux axes Y et Z la deuxième série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de l le long de l'axe longitudinal, chaque période de la deuxième série comprenant N2 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 36O/N2 degrés selon le deuxième sens autour de l'axe X la troisième série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de l le long de l'axe longitudinal, chaque période de la troisième série comprenant N3 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 36O/N3 degrés selon le troisième sens autour de l'axe X la quatrième série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de respectivement (2h+ΐ)l„ le long de l'axe longitudinal Y, chaque période de la quatrième série comprenant N4 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/N4 degrés selon le quatrième sens autour de l'axe X. les premiers moyens de déplacement modifiant le long de l'axe Y, par rapport à la position de référence le long de l'axe Y, la position relative des première et deuxième séries solidaires par rapport à la position des troisième et quatrième séries solidaires, d'une distance de (2h+ΐ)l„/2, de sorte que l'onduleur se trouve dans sa position décalée le long de l'axe Y.

De préférence, dans ce premier cas, dans la position de référence de l'onduleur : - le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la première série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la deuxième série respectivement de sens opposés ou de même sens, et le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la quatrième série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la troisième série respectivement de même sens ou de sens opposés ; et/ou le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la première série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la deuxième série respectivement de même sens ou de sens opposés, et le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la quatrième série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la troisième série respectivement de sens opposés ou de même sens.

De préférence, dans ce premier cas, dans la position décalée de l'onduleur : - le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la première série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la quatrième série, et/ou le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la première série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la quatrième série, et/ou

De préférence, dans ce premier cas, dans la position décalée de l'onduleur : les aimantations selon l'axe Y des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, et/ou les aimantations selon l'axe Z des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, ou les aimantations selon l'axe Y des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, et/ou les aimantations selon l'axe Z des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés. Dans un deuxième cas, les quatre séries peuvent comprendre : la première série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de 2hl le long de l'axe longitudinal Y, où n est un entier positif, chaque période de la première série comprenant Ni aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/Ni degrés selon le premier sens autour d'un axe X perpendiculaire aux axes Y et Z la deuxième série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de l le long de l'axe longitudinal, chaque période de la deuxième série comprenant N2 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 36O/N2 degrés selon le deuxième sens autour de l'axe X la troisième série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de l le long de l'axe longitudinal, chaque période de la troisième série comprenant N3 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 36O/N3 degrés selon le troisième sens autour de l'axe X la quatrième série d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de respectivement 2hl„ le long de l'axe longitudinal Y, chaque période de la quatrième série comprenant N4 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/N4 degrés selon le quatrième sens autour de l'axe X. les premiers moyens de déplacement modifiant le long de l'axe Y, par rapport à la position de référence le long de l'axe Y, la position relative des première et deuxième séries solidaires par rapport à la position des troisième et quatrième séries solidaires, d'une distance de (2h-ΐ)lo/2, de sorte que l'onduleur se trouve dans sa position décalée le long de l'axe Y.

De préférence, dans ce deuxième cas, dans la position de référence de l'onduleur : le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la première série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la deuxième série une fois sur deux de sens opposés puis de même sens, et le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la quatrième série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la troisième série une fois sur deux de sens opposés puis de même sens ; et/ou - le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la première série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la deuxième série, et le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la quatrième série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la troisième série.

Le procédé selon l'invention peut comprendre en outre un déplacement, par des seconds moyens de déplacement, modifiant, le long de l'axe Z, la position relative des première et deuxième séries solidaires par rapport à la position des troisième et quatrième séries solidaires. La chambre à vide peut être délimitée au moins en partie par des parois situées entre les deuxième et troisième séries, et/ou au moins en partie par des parois des deuxième et troisième séries.

De préférence : - NI = N4, et/ou

- I\l2=l\l3, et/ou

- NI = N2=N3=N4, et/ou

- N i=4, et/ou

- N2=4, et/ou - N ₃ =4, et/ou

- N ₄ =4.

Le procédé selon l'invention peut être mis en œuvre par plusieurs onduleurs selon l'invention montés à différentes positions angulaires l'un de l'autre autour de l'axe Y et centrés sur une même chambre à vide.

Le procédé selon l'invention peut être mis en œuvre par deux onduleurs selon l'invention montés à 90° l'un de l'autre autour de l'axe Y et centrés sur une même chambre à vide, de sorte que : les axes Y des deux onduleurs sont confondus - l'axe X du premier onduleur correspond à l'axe Z du deuxième onduleur l'axe Z du premier onduleur correspond à l'axe X du deuxième onduleur Le procédé selon l'invention peut être mis en œuvre au sein d'une installation tel qu'un accélérateur de particules. Description des figures et modes de réalisation

D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en œuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants : [Fig. 1] la figure 1 est une vue de coupe de profil d'un premier mode de réalisation d'onduleur 101 selon l'invention, qui est le mode de réalisation préféré de l'invention, les deux parties a) et b) de cette figure correspondant à deux positions différentes de l'onduleur, produisant un champ magnétique avec une périodicité de lo (sur la partie a de la figure) et 3 lo (sur la partie b de la figure) ; Les flèches indiquent la direction d'aimantation des aimants permanents,

[Fig. 2] la figure 2 illustre le profil longitudinal du champ magnétique du premier mode de réalisation d'onduleur bi-périodique lorsque le décalage mécanique est de 0 [partie a) , correspondant à la partie a) de la figure 1] ou de 3lo/2 [partie b) , correspondant à la partie b) de la figure 1]. Cet exemple est pour une périodicité lo de 50 mm

[Fig. 3] la figure 3 est une vue de coupe de profil d'un deuxième 102 (sur les parties a et b de la figure), troisième 103 (sur les parties c et d de la figure) et quatrième 104 (sur les parties e et f de la figure) mode de réalisation d'onduleur selon l'invention, fonctionnant à gauche de haut en bas à la périodicité lo (parties a, c et e de la figure). A droite, de haut en bas, basculement respectivement à la périodicité 5lo (partie b de la figure), 7lo (partie d de la figure) et 9lo (partie f de la figure) en décalant la mâchoire supérieure respectivement de 5lo/2 (partie b de la figure), 7lo/2 (partie d de la figure) et 9lo/2 (partie f de la figure); Les flèches indiquent la direction d'aimantation des aimants permanents,

[Fig. 4] la figure 4 illustre la distribution du champ magnétique du deuxième mode de réalisation d'onduleur (exemple d'une périodicité lo de 50 mm) par passage de la périodicité lo à 5lo, en passant le déphasage de 0 à 5lo/2 (passage de la figure 4a à 4b correspondant au passage de la figure 3a à 3b) ; la distribution du champ magnétique du troisième mode de réalisation d'onduleur (exemple d'une périodicité lo de 50 mm) par passage de la périodicité lo à 7lo, en passant le déphasage de 0 à 7lo/2 (passage de la figure 4c à 4d correspondant au passage de la figure 3c à 3d) ; la distribution du champ magnétique du quatrième mode de réalisation d'onduleur (exemple d'une périodicité lo de 50 mm) par passage de la périodicité lo à 9lo, en passant le déphasage de 0 à 9lo/2 (passage de la figure 4e à 4f correspondant au passage de la figure 3e à 3f),

[Fig. 5] la figure 5 est une vue de coupe de profil d'un cinquième 105 (sur les parties a et b de la figure), sixième 106 (sur les parties c et d de la figure) et septième 107 (sur les parties e et f de la figure) mode de réalisation d'onduleur selon l'invention, fonctionnant à gauche de haut en bas à la périodicité lo (parties a, c et e de la figure). A droite, de haut en bas, basculement respectivement à la périodicité 2lo (partie b de la figure), 4lo (partie d de la figure) et 6lo (partie f de la figure) en décalant la mâchoire supérieure respectivement de lo/2 (partie b de la figure), 3lo/2 (partie d de la figure) et 5lo/2 (partie f de la figure) ; Les flèches indiquent la direction d'aimantation des aimants permanents,

[Fig. 6] la figure 6 illustre la distribution du champ magnétique du cinquième mode de réalisation d'onduleur (exemple d'une périodicité lo de 50 mm) par passage de la périodicité lo à 2lo, en passant le déphasage de 0 à lo/2 (passage de la figure 6a à 6b correspondant au passage de la figure 5a à 5b) ; la distribution du champ magnétique du sixième mode de réalisation d'onduleur (exemple d'une périodicité lo de 50 mm) par passage de la périodicité lo à 4lo, en passant le déphasage de 0 à 3lo/2 (passage de la figure 6c à 6d correspondant au passage de la figure 5c à 5d) ; la distribution du champ magnétique du septième mode de réalisation d'onduleur (exemple d'une périodicité lo de 50 mm) par passage de la périodicité lo à 6lo, en passant le déphasage de 0 à 5lo/2 (passage de la figure 6e à 6f correspondant au passage de la figure 5e à 5f), [Fig. 7] la figure 7 est une vue de coupe de face (partie centrale b), partielle de coupe de profil (partie de gauche a correspondant à une partie de la figure 1) et de profil (partie de droite c) du premier mode de réalisation d'onduleur selon l'invention

[Fig. 8] la figure 8 est une vue de coupe de face du premier, deuxième, troisième, quatrième, cinquième, sixième ou septième mode de réalisation d'onduleur bi-périodique selon l'invention (partie de gauche a) et d'un mode de réalisation de dispositif selon l'invention (partie de droite b) à polarisation variable comprenant 2 onduleurs selon l'invention « croisés », chaque onduleur étant l'un quelconque des modes de réalisation précédemment décrit, les deux onduleurs étant de préférence un même mode de réalisation d'onduleur selon l'invention ; Les flèches à double sens indiquent le mouvement des mâchoires 5, 6 permettant l'ajustement de l'amplitude du champ magnétique. Le mouvement longitudinal des poutres n'est pas indiqué sur la figure, mais chaque poutre en (a) ou (b) peut se mouvoir dans le plan perpendiculaire à la figure. [Fig. 9] la figure 9 illustre, sur chacune de ses deux parties a, b, c ou d, deux positions d'une variante du premier mode de réalisation d'onduleur selon l'invention, produisant un champ magnétique avec une périodicité de lo (sur la partie gauche de la figure) et 3 lo (sur la partie droite de la figure),

[Fig. 10] la figure 10 illustre, sur chacune de ses deux parties a, b, c ou d, deux positions d'une variante du premier mode de réalisation d'onduleur selon l'invention, produisant un champ magnétique avec une périodicité de lo (sur la partie gauche de la figure) et 3 lo (sur la partie droite de la figure),

[Fig. 11] la figure 11 illustre, sur chacune de ses deux parties a, b, c ou d, deux positions d'une variante du premier mode de réalisation d'onduleur selon l'invention, produisant un champ magnétique avec une périodicité de lo (sur la partie gauche de la figure) et 3 lo (sur la partie droite de la figure),

[Fig. 12] la figure 12 illustre, sur chacune de ses deux parties a, b, c ou d, deux positions d'une variante du premier mode de réalisation d'onduleur selon l'invention, produisant un champ magnétique avec une périodicité de lo (sur la partie gauche de la figure) et 3 lo (sur la partie droite de la figure),

[Fig. 13] la figure 13 illustre, sur chacune de ses deux parties a, b, c ou d, deux positions d'une variante du premier mode de réalisation d'onduleur selon l'invention, produisant un champ magnétique avec une périodicité de lo (sur la partie gauche de la figure) et 3 lo (sur la partie droite de la figure), [Fig. 14] la figure 14 illustre, sur chacune de ses deux parties a, b, c ou d, deux positions d'une variante du premier mode de réalisation d'onduleur selon l'invention, produisant un champ magnétique avec une périodicité de lo (sur la partie gauche de la figure) et 3 lo (sur la partie droite de la figure),

[Fig. 15] la figure 15 illustre, sur chacune de ses deux parties a, b, c ou d, deux positions d'une variante du premier mode de réalisation d'onduleur selon l'invention, produisant un champ magnétique avec une périodicité de lo (sur la partie gauche de la figure) et 3 lo (sur la partie droite de la figure),

[Fig. 16] la figure 16 illustre, sur chacune de ses deux parties a, b, c ou d, deux positions d'une variante du premier mode de réalisation d'onduleur selon l'invention, produisant un champ magnétique avec une périodicité de lo (sur la partie gauche de la figure) et 3 lo (sur la partie droite de la figure), et [Fig. 17] la figure 17 illustre deux positions d'une variante du premier mode de réalisation d'onduleur selon l'invention, produisant un champ magnétique avec une périodicité de lo (sur la partie gauche de la figure) et 3 lo (sur la partie droite de la figure).

Ces modes de réalisation étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites ou illustrées par la suite isolées des autres caractéristiques décrites ou illustrées (même si cette sélection est isolée au sein d'une phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, et/ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou à différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.

On remarque tout d'abord que chaque mode de réalisation d'onduleur selon l'invention décrit par la suite comprend : une chambre à vide s'étendant le long d'un axe longitudinal Y 7 quatre séries 1, 2, 3, 4 d'aimants permanents installés périodiquement le long de l'axe Y, dont une première, deuxième, troisième et quatrième séries, ces quatre séries et la chambre à vide étant superposées (peu importe le sens de lecture vertical, horizontal, oblique, du haut vers le bas, du bas vers le haut, de gauche à droite, de droite à gauche, etc.), le long d'un axe (de préférence vertical) Z de l'onduleur perpendiculaire à l'axe longitudinal Y (7), dans l'ordre successif suivant : première série, deuxième série, chambre à vide, troisième série, quatrième série ces quatre séries comprenant : la première série 1 d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de respectivement (2h+ΐ)l„ dans le cas des figures 1, 3 et 9 à 17 (ou 2n „dans le cas de la figure 5) le long de l'axe longitudinal Y (7), où n est un entier positif, chaque période de la première série comprenant Ni aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe des Y croissants et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/Ni degrés selon un premier sens de rotation (par exemple horaire) autour d'un axe (de préférence horizontal) X de l'onduleur perpendiculaire aux axes Y et Z la deuxième série 2 d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de l le long de l'axe longitudinal 7, chaque période de la deuxième série comprenant N2 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe des Y croissants et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 36O/N2 degrés selon un deuxième sens de rotation autour de l'axe X) (de préférence identique au premier sens), - la troisième série 3 d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de l le long de l'axe longitudinal 7, chaque période de la troisième série comprenant N3 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe des Y croissants et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 36O/N3 degrés selon un troisième sens de rotation (par exemple antihoraire), de préférence opposé au deuxième sens, autour de l'axe X la quatrième série 4 d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de respectivement (2h+ΐ)l„ dans le cas des figures 1, 3 et 9 à 17 (ou 2n „dans le cas de la figure 5) le long de l'axe longitudinal Y (7), chaque période de la quatrième série comprenant N4 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe des Y croissants et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/N4 degrés selon un quatrième sens de rotation, de préférence opposé au premier sens, autour de l'axe X l'onduleur comprenant en outre des premiers moyens de déplacement motorisés agencés pour modifier le long de l'axe Y, par rapport à une position de référence le long de l'axe Y, la position relative des première et deuxième séries solidaires par rapport à la position des troisième et quatrième séries solidaires, d'une distance respectivement de (2h+ΐ)l„/2 dans le cas des figures 1, 3 et 9 à 17 (ou (2h-ΐ)l„/2 dans le cas de la figure 5), de sorte que l'onduleur se trouve dans une position décalée le long de l'axe Y. n est un entier positif. Pour chacune de ces 4 séries, les aimants de la série sont de préférence en contact les uns des autres sans matériau intermédiaire, mais dans une variante ces aimants permanents d'une série peuvent être espacés par de l'air et/ou du vide et/ou un matériau ferromagnétique et/ou un autre matériau. Par « aimant permanent », on entend une « pièce magnétique qui conserve son aimantation après avoir été soumise à un champ magnétique »

Typiquement, chaque aimant de chaque série 1, 2, 3, 4 comprend un aimant en Samarium Cobalt (SmCos ou Srri2Coi7), en Néodyme Fe Bore (NdFeB) ou en Praesidium Fer Bore (PrFeB) de forme parallélépipédique, pyramidale voire plus complexe ( voir figure 8) et de dimensions volumiques comprises typiquement entre 10 mm x 10 mm x 10 mm et 100 mm x 100 mm x 100 mm.

Les premiers moyens de déplacement motorisés sont agencés pour déplacer, le long de l'axe Y, les séries 1 et 2 et/ou les séries 3 et 4. La position de référence correspond à la périodicité minimale l„ de l'onduleur selon l'invention.

La position décalée correspond à la périodicité maximale respectivement (2h+ΐ)l„ dans le cas des figures 1, 3 et 9 à 17 (ou 2n „dans le cas de la figure 5) de l'onduleur selon l'invention. Ainsi l'invention permet de répondre à la problématique de multi- périodicité, par un arrangement magnétique particulier, en combinant deux périodicités magnétiques bien distinctes et en permettant de choisir par des déplacements mécaniques soit une périodicité soit l'autre. Ce dispositif à large gamme spectrale, « onduleur bi-périodique », remplace, de fait, deux onduleurs pour n'en faire qu'un seul. Il est compact, génère une puissance limitée et met en jeu des forces magnétiques modérées.

On va tout d'abord décrire, en référence aux figures 1, 2 et 7, un premier mode de réalisation d'onduleur 101 selon l'invention. Dans l'onduleur 101, les quatre séries comprennent : la première série (1) d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de (2h+ΐ)l„ le long de l'axe longitudinal Y (7), où n est un entier positif, chaque période de la première série comprenant Ni aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/Ni degrés selon le premier sens autour d'un axe X perpendiculaire aux axes Y et Z la deuxième série (2) d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de l„ le long de l'axe longitudinal (7), chaque période de la deuxième série comprenant N2 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 36O/N2 degrés selon le deuxième sens autour de l'axe X la troisième série (3) d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de l„ le long de l'axe longitudinal (7), chaque période de la troisième série comprenant N3 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 36O/N3 degrés selon le troisième sens autour de l'axe X la quatrième série (4) d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de respectivement (2h+ΐ)l„ le long de l'axe longitudinal Y (7), chaque période de la quatrième série comprenant IU aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/N4 degrés selon le quatrième sens autour de l'axe X. les premiers moyens de déplacement étant agencés pour modifier le long de l'axe Y, par rapport à la position de référence le long de l'axe Y, la position relative des première et deuxième séries solidaires par rapport à la position des troisième et quatrième séries solidaires, d'une distance de (2h + 1)lo /2, de sorte que l'onduleur se trouve dans sa position décalée le long de l'axe Y.

On remarque que NI = N4 On remarque que I\l2=l\l3 On remarque que NI = N2=N3=N4 On remarque que Ni=4 On remarque que N2=4

Ni, N2, N3 et N4Sont des entiers positifs.

Ni, N2, N3 et N4Sont des nombres pairs.

Ni, N2, N3 et N4Sont des multiples de quatre.

En outre, on remarque que : NI = N2

N ₃ =N ₄

N ₃ =4

N ₄ =4

La figure 1 illustre le cas n = l. L'onduleur 101 comprend en outre des seconds moyens de déplacement motorisés agencés pour modifier, le long de l'axe Z, la position relative des première et deuxième séries solidaires par rapport à la position des troisième et quatrième séries solidaires.

Ces seconds moyens de déplacement sont agencés pour déplacer le long de l'axe Z d'un côté les première et deuxième séries d'aimants et d'un autre côté les troisième et quatrième séries d'aimants symétriquement par rapport à la chambre, de sorte que la chambre reste toujours centrée entre d'un côté les première et deuxième séries d'aimants et d'un autre côté les troisième et quatrième séries d'aimants.

Les premiers moyens de déplacement et/ou les seconds moyens de déplacement, non illustrés, comprennent typiquement :

• Pour le déplacement vertical (premier moyen), deux vis à pas inversé, installées aux extrémités du dispositif, permettant par leur rotation l'ouverture ou la fermeture de l'entrefer des mâchoire (5) et (6). Ces vis sont mues par des moteurs pas à pas ou à courant continu offrant un couple compris typiquement entre 1 N.m et 10 N.m

• Pour le mouvement longitudinal (second moyen), les poutres sont taraudées et traversée par une vis infinie, orientée dans le sens longitudinal. La rotation de la vis par une moteur pas à pas ou à courant continu provoque le déplacement longitudinal d'une poutre par rapport à l'autre.

La chambre à vide est délimitée au moins en partie par des parois 8 situées entre les deuxième 2 et troisième 3 séries, et/ou au moins en partie par des parois des deuxième 2 et troisième 3 séries. Ces parois 8 sont typiquement en aluminium, cuivre ou acier inoxydable

L'onduleur bi-périodique 101 est basé sur la technologie à aimants permanents dont l'agencement est présenté sur la figure 1. Le dispositif magnétique est constitué des 4 séries d'aimants par période 1, 2, 3 et 4 dont l'aimantation tourne de 90° d'un aimant au suivant le long de l'axe 7 de propagation des électrons.

L'arrangement par séquence de 4 blocs des séries d'aimants 2-3 et 1-4 constitue la période l„ et la période 3l„ du dispositif. Les aimants des séries 1- 2 et 3-4 sont installés respectivement sur une mâchoire supérieure 5 et une mâchoire inférieure 6. Les mâchoires 5, 6 sont agencées pour s'écarter ou se rapprocher selon l'axe Z par les seconds moyens de déplacement et peuvent être décalées mécaniquement selon l'axe 7 par les premiers moyens de déplacement. Les électrons circulent dans une chambre à vide (délimitée par les parois 8) où règne un niveau de vide poussé.

Chaque mâchoire 5, 6 est typiquement en aluminium ou en acier inoxydable. Le mouvement vertical des mâchoires par les seconds moyens de déplacement permet de réduire (ou d'augmenter) l'amplitude du champ magnétique en écartant (ou en rapprochant) les mâchoires de l'axe 7. Pour réduire encore la distance entre mâchoires, la chambre à vide 8 peut être supprimée et les deux mâchoires peuvent être installées dans une enceinte à vide. Le gain en entrefer entre mâchoire sera égal à deux fois l'épaisseur de la chambre à vide.

Le mouvement longitudinal (de gauche à droite sur la figure 1, le long de l'axe 7) entre mâchoires 5, 6 sert à passer de la périodicité magnétique l„ à la périodicité 3l„ et vice versa en appliquant un décalage mécanique égal soit à 0 soit à 3l„/2.

La figure 2 présente les distributions de champ magnétique pour lesquelles la période est soit de l„ soit de 3l„.

Les aimants sont montés sur les supports 9 et 10 qui accueillent respectivement 1 aimant de la série 1 pour 3 aimants de la série 2 ou 1 aimant de la série 4 pour 3 aimants de la série 3 et sont fixés par des vis 11 au support. Toute autre solution de fixation telle que par exemple le collage ou le brasage peut être envisagée.

Chaque support 9, 10 est typiquement en aluminium ou en acier inoxydable. Les nombreux supports individuels contenant un aimant de la série 1 et

3 aimants de la série 2 ou 1 aimant de la série 4 et 3 aimants de la série 3 peuvent aussi être remplacés par deux longues poutres identiques (une poutre supérieure et une poutre inférieure) recevant la totalité des aimants.

Le mouvement se fait verticalement selon l'axe Z par les seconds moyens de déplacement en éloignant ou en rapprochant les mâchoires 5 et 6 qui supportent chacune les supports 9 et 10 équipés de leurs aimants.

Le mouvement longitudinal selon l'axe Y est effectué par les premiers moyens de déplacement comprenant un moteur équipé d'un réducteur.

Le positionnement d'une poutre par rapport à l'autre est assuré par un codeur optique linéaire absolu de haute précision. En résumé l'onduleur bi-périodique remplace deux onduleurs par un seul. Avec une période magnétique qui peut prendre deux valeurs, il constitue une source de rayonnement synchrotron à large gamme spectrale et de puissance modérée. On évalue actuellement qu'une réduction de puissance d'un facteur 5 à 10 peut être obtenue par comparaison avec un onduleur mono périodique de même domaine spectral.

Chacune des première, deuxième, troisième et quatrième série comprend des aimants permanents ayant au moins une aimantation portée strictement selon l'axe Z. Chacune des première, deuxième, troisième et quatrième série comprend aussi des aimants permanents ayant au moins une aimantation portée strictement selon l'axe Y.

L'onduleur 101 comprend, parmi la position de référence et la position décalée : - une position (position de référence de la figure la) pour laquelle les aimantations selon l'axe Z des aimants, à une même position le long de l'axe Y, des deuxième et troisième séries sont de même sens, et les aimantations selon l'axe Z des aimants, à une même position le long de l'axe Y, des première et quatrième séries sont de sens opposés, et - une autre position (position décalée de la figure lb) pour laquelle les aimantations selon l'axe Z des aimants, à une même position le long de l'axe Y, des deuxième et troisième séries sont de sens opposés, et les aimantations selon l'axe Z des aimants, à une même position le long de l'axe Y, des première et quatrième séries sont de même sens. Par « position d'un aimant le long de l'axe Y ou 7 », on entend la position du centre géométrique (typiquement le barycentre), vu dans la coupe transverse selon un plan (YoZ)) comprenant les axes Z et Y (et correspondant au plan de la figure 1), de cet aimant, mesuré le long de l'axe Y ou 7 (la position Y=0 pouvant par exemple être la position du centre géométrique (typiquement le barycentre) du premier aimant de la série 1 le long de Y vu dans la coupe transverse selon le plan (YoZ)) comprenant les axes Z et Y).

Typiquement, pour un aimant ayant une face plane (de préférence rectangulaire ou carrée) parallèle à Y (et X) et orientée vers la chambre 8 et ayant une longueur L le long de Y (correspondant de préférence à la longueur d'un des cotés de cette face rectangulaire ou carrée) mesurée le long de l'axe Y ou 7, on entend par « position de cet aimant le long de l'axe Y ou 7 », la position d'un point le long de l'axe Y ou 7 situé au milieu de cette longueur L de cet aimant.

Dans la position de référence de l'onduleur 101 : - le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant de la première série correspond à une position d'un aimant de la quatrième série, le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la première série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la quatrième série, - le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la première série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la quatrième série, le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant de la deuxième série correspond à une position d'un aimant de la troisième série, - le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la deuxième série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la troisième série, le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la deuxième série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la troisième série.

Dans la position de référence de l'onduleur 101 : les aimantations selon l'axe Y des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, les aimantations selon l'axe Z des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, les aimantations selon l'axe Y des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, les aimantations selon l'axe Z des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés. Dans la position de référence de l'onduleur 101 : le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la première série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la deuxième série de sens opposés, et le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la quatrième série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la troisième série de même sens ; le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la première série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la deuxième série respectivement de même sens, et le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la quatrième série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la troisième série de sens opposés. Dans la position décalée de l'onduleur 101 : le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la deuxième série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la troisième série, - le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la deuxième série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la troisième série.

Dans la position décalée de l'onduleur 101 : les aimantations selon l'axe Y des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, les aimantations selon l'axe Z des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés.

Dans la position décalée de l'onduleur 101 : le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la première série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la quatrième série le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la première série correspond à une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la quatrième série. Dans la position décalée de l'onduleur 101 : les aimantations selon l'axe Y des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, les aimantations selon l'axe Z des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens. On va maintenant décrire, en référence aux figures 3 et 4, un deuxième 102, troisième 103 et quatrième 104 modes de réalisation d'onduleur selon l'invention, uniquement pour ses différences par rapport au premier mode de réalisation 101. Le concept de bi-périodicité l„ - 3l„, qui permet de passer de la périodicité l à la périodicité 3l„, peut être généralisé à l„ - (2h + 1)l„ où n est un entier (n=0,l,2...). On pourra basculer de la période magnétique l„ à la période magnétique (2n + l) „ en changeant le décalage longitudinal de 0 à (2h+1)l„/2. L'exemple est donné pour les cas : n = 2 (figures 3a et 4a pour la position de référence et figures 3b et 4b pour la position décalée) n = 3 (figures 3c et 4c pour la position de référence et figures 3d et 4d pour la position décalée) n=4 (figures 3e et 4e pour la position de référence et figures 3f et 4f pour la position décalée)

Le montage et la disposition des aimants sur les poutres 5 et 6 (voir dénomination de la figure 1) est illustré sur la figure 3 pour les bi-périodicités l - 5l (n = 2), l - 7l (n=3) et l„ - 9l„ (n=4).

Pour ces différentes configurations de déphasage, la distribution longitudinale de champ magnétique est comme suit (Figure 4) en considérant pour l'illustration le cas où l„= 50 mm.

Ce type d'assemblage se base sur la structure de Halbach à 4 aimants par période. La période magnétique est multipliée par un nombre impair uniquement.

On va maintenant décrire, en référence aux figures 5 et 6, un cinquième 105, un sixième 106, et septième 107 modes de réalisation d'onduleur selon l'invention, uniquement pour ses différences par rapport au premier mode de réalisation 101. En utilisant le même principe que le mode de réalisation de la figure 1, il est possible de concevoir un onduleur bi-périodique qui permette de basculer de la période magnétique l„ à la période magnétique 2hl„ (n entier valant 1, 2, 3 ...) en décalant une mâchoire de (2h-1)l„/2 par rapport à l'autre. Néanmoins, même si le décalage de (2h-1)l„/2 est nécessaire pour annuler le champ magnétique à la périodicité l„, le champ à la périodicité 2hl„ n'est pas à son maximum puisque les aimantations des aimants des séries (1) et (4) sont légèrement décalées.

Les figures 5 et 6 illustrent respectivement la disposition des mâchoires et la distribution longitudinale de champ magnétique en considérant pour l'illustration le cas où l„= 50 mm, pour : n = l (figures 5a et 6a pour la position de référence et figures 5b et 6b pour la position décalée) n = 2 (figures 5c et 6c pour la position de référence et figures 5d et 6d pour la position décalée) n = 3 (figures 5e et 6e pour la position de référence et figures 5f et 6f pour la position décalée)

Pour chaque onduleur 105, 106, 107, les quatre séries comprennent : la première série (1) d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de 2hl le long de l'axe longitudinal Y (7), où n est un entier positif, chaque période de la première série comprenant Ni aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/Ni degrés selon le premier sens autour d'un axe X perpendiculaire aux axes Y et Z la deuxième série (2) d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de l„ le long de l'axe longitudinal (7), chaque période de la deuxième série comprenant N2 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 36O/N2 degrés selon le deuxième sens autour de l'axe X la troisième série (3) d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de l„ le long de l'axe longitudinal (7), chaque période de la troisième série comprenant N3 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 36O/N3 degrés selon le troisième sens autour de l'axe X la quatrième série (4) d'aimants permanents selon une périodicité spatiale de respectivement 2hl„ le long de l'axe longitudinal Y (7), chaque période de la quatrième série comprenant N4 aimants permanents les uns à la suite des autres le long de l'axe Y et dont l'aimantation tourne de proche en proche de 360/N4 degrés selon le quatrième sens autour de l'axe X. les premiers moyens de déplacement étant agencés pour modifier le long de l'axe Y, par rapport à la position de référence le long de l'axe Y, la position relative des première et deuxième séries solidaires par rapport à la position des troisième et quatrième séries solidaires, d'une distance de (2h-ΐ)lo/2, de sorte que l'onduleur se trouve dans sa position décalée le long de l'axe Y.

Dans la position de référence de l'onduleur 105, 106 ou 107 : le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la première série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la deuxième série une fois sur deux de sens opposés puis de même sens, le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la quatrième série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la troisième série respectivement une fois sur deux de sens opposés puis de même sens le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la première série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la deuxième série, - le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la quatrième série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la troisième série.

On va maintenant décrire, en référence aux figures 9 à 16, des variantes du premier mode de réalisation 101 uniquement pour ses différences par rapport aux figures 1, 2 et 7.

Toutes ces variantes illustrent bien la grande multiplicité des modes de réalisation envisageables permettant d'obtenir les effets techniques de l'invention. Par exemple, dans la position de référence de l'onduleur 101 en figure

9b : les aimantations selon l'axe Y des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, les aimantations selon l'axe Z des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, les aimantations selon l'axe Y des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, les aimantations selon l'axe Z des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens. Dans la position décalée de l'onduleur 101 en figure 9b : les aimantations selon l'axe Y des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés, les aimantations selon l'axe Z des aimants des deuxième et troisième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens. Dans la position décalée de l'onduleur 101 en figure 9b : les aimantations selon l'axe Y des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de même sens, les aimantations selon l'axe Z des aimants des première et quatrième séries à une même position le long de l'axe Y sont de sens opposés Dans la position de référence de l'onduleur 101 en figure 10b : le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la première série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la deuxième série de même sens, et - le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la quatrième série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Z de la troisième série de sens opposés ; le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la première série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la deuxième série de sens opposés, et le long de l'axe Y, au moins une ou chaque position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la quatrième série est centrée sur une position d'un aimant d'aimantation selon l'axe Y de la troisième série de même sens. Ainsi, on peut inverser le sens des aimantations verticales et/ou horizontales, on peut inverser le premier, deuxième, troisième et/ou quatrième sens de rotation, etc.

On va maintenant décrire, en référence à la figure 17, des variantes du premier mode de réalisation 101 uniquement pour ses différences par rapport aux figures 1, 2 et 7.

En outre, pour chacun des modes de réalisation et de variantes précédemment décrit, on peut modifier Ni, N ₂ , N ₃ et/ou N4 On a de préférence : NI = N4

N ₂ = N ₃ Ni , N2 , N3 et N4qui sont des entiers positifs et sont des nombres pairs.

La variante de la figure 17 illustre le cas où NI = N2=N3=N4 =6

Dans cette variante de la figure 17, chacune des première, deuxième, troisième et quatrième série comprend des aimants permanents ayant au moins une aimantation portée strictement selon l'axe Z.

Dans cette variante de la figure 17, chacune des première, deuxième, troisième et quatrième série ne comprend pas d'aimants permanents ayant au moins une aimantation portée strictement selon l'axe Y.

Dans cette variante de la figure 17, chacune des première, deuxième, troisième et quatrième série comprend des aimants permanents ayant au moins une aimantation oblique par rapport à l'axe Y et par rapport à l'axe Z.

On va maintenant décrire, en référence à la figure 8, un dispositif 1000 comprenant plusieurs onduleurs bi-périodiques croisés, chaque onduleur correspondant à l'un quelconque des modes de réalisation d'onduleur précédemment décrit, ces onduleurs étant montés à différentes positions angulaires l'un de l'autre autour de l'axe Y et centrés sur une même chambre à vide (8).

Par exemple, comme illustré en figure 8, le dispositif 1000 comprenant deux onduleurs montés à 90° l'un de l'autre autour de l'axe Y et centrés sur une même chambre à vide (8), chaque onduleur correspondant à l'un quelconque des modes de réalisation d'onduleur précédemment décrit, de sorte que : les axes Y des deux onduleurs sont confondus - l'axe X du premier onduleur correspond à l'axe Z du deuxième onduleur l'axe Z du premier onduleur correspond à l'axe X du deuxième onduleur.

La forme trapézoïdale des supports 9 et 10 n'est qu'indicative et pourrait être rectangulaire pour recevoir des aimants 1, 2, 3 et 4 de plus grandes largeurs pour augmenter le champ magnétique. La géométrie trapézoïdale permet néanmoins ici, grâce aux pans à 45°, d'accueillir deux autres mâchoires identiques aux mâchoires 5 et 6 équipées de leurs supports 9 et 10 et d'aimants 1, 2, 3 et 4. Ces mâchoires supplémentaires sont tournées à 90° par rapport aux mâchoires 5 et 6 et peuvent être déplacées horizontalement. Cette possibilité permet de produire un champ magnétique supplémentaire dans le plan horizontal (BH sur la figure 8), variable grâce à l'ajustement de l'écartement des mâchoires additionnelles (dans le plan du schéma de la figure 8).

L'adjonction d'un mouvement supplémentaire perpendiculaire au plan de la figure 8 donne la possibilité d'ajuster le décalage entre la composante magnétique verticale et la composante horizontale. Un tel système magnétique, formant un onduleur à polarisation variable, en plus de permettre le choix entre deux périodicités magnétiques, présente l'avantage de produire des photons de tout type de polarisation. L'invention concerne aussi une installation tel qu'un accélérateur de particules comprenant :

- un onduleur selon l'un quelconque des modes de réalisation ou variantes tel que précédemment décrit et/ou

- un dispositif 1000 tel que précédemment décrit.

Le procédé selon l'invention mis en œuvre par un onduleur selon l'un quelconque des modes de réalisation ou variantes tel que précédemment décrit et/ou par un dispositif 1000 tel que précédemment décrit et/ou par une installation telle que précédemment décrite comprend : - un déplacement de tout ou partie des séries 1, 2, 3 et 4, par les premiers moyens de déplacement , de manière à modifier le long de l'axe Y, par rapport à la position de référence le long de l'axe Y, la position relative des première et deuxième séries solidaires par rapport à la position des troisième et quatrième séries solidaires, d'une distance respectivement de (2h+ΐ)l /2 dans le cas des figures 1, 3 et 9 à 17 (ou (2h-ΐ)l/2 dans le cas de la figure 5), de sorte que l'onduleur se trouve dans la position décalée le long de l'axe Y, et/ou un déplacement de tout ou partie des séries 1, 2, 3 et 4, par les seconds moyens de déplacement, modifiant, le long de l'axe Z, la position relative des première et deuxième séries solidaires par rapport à la position des troisième et quatrième séries solidaires ; ce déplacement déplace le long de l'axe Z d'un côté les première et deuxième séries d'aimants et d'un autre côté les troisième et quatrième séries d'aimants symétriquement par rapport à la chambre, de sorte que la chambre reste toujours centrée entre d'un côté les première et deuxième séries d'aimants et d'un autre côté les troisième et quatrième séries d'aimants. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention dès lors qu'elle reste dans le périmètre des revendications.

Bien entendu, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons. Documents cités :

[1] ID Workshop Proceeding (2017)-San Francisco.

[2] Shenoy, G. K., et al., J. Synchrotron Radiat., 2003, vol. 10, no. 3, p. 205.

[3] N. A. Vinokurov, O. A. Shevchenko and V. G. Tcheskidov, PRSTAB, 040701 (2011).

[4] P. Vagin et al., Synchrotron Radiation News, Vol. 31, 2018, Issue

3.