MAGICS Instruments : la micro-électronique fait un pas de géant

Pour célébrer les 150 ans de la naissance de Marie Curie, nous sommes partis à la recherche de scientifiques qui partagent sa passion pour la science et le progrès.

Sont-ils les nouveaux Curie ?

Jens Verbeeck et Ying Cao, fondateurs de MAGICS Instruments ont travaillé, pendant leur thèse de doctorat 7 ans à la mise au point d’un système électronique intégré à haute résistance contre les rayonnements.

Une innovation belge qui crée une petite révolution dans la technologie nucléaire, dans la robotique nucléaire et dans l’astronautique

MAGICS fabrique des puces hautement résistantes aux rayonnements

Des puces électroniques capables de résister aux rayonnements cosmiques lors de voyages très lointains dans l’espace ? Qui sont de taille également à endurer les rayonnements au cœur des réacteurs nucléaires, sans la moindre protection ? 
Un rêve de scientifique… qui est devenu réalité. Le défi a été relevé chez nous, en Belgique, par deux jeunes chercheurs : Jens Verbeeck et Ying Cao.

Après sept années de recherche dans le cadre de leur thèse sur la micro-électronique, Jens Verbeeck et Ying Cao créent MAGICS Instruments, une spin-off de l’Université de Louvain et du Centre d’Étude de l’Énergie Nucléaire (SCK•CEN).

Ces deux jeunes doctorants ont pu compter sur le soutien de leurs professeurs et du Centre d’Étude de l’Énergie Nucléaire (SCK•CEN). Le SCK•CEN a en effet réalisé tous les tests aux rayonnements dans le réacteur de recherche BR2 et partagé sa grande expertise avec MAGICS Instruments. Le résultat : une technologie de pointe belge révolutionnaire.

Quand j’étais enfant, en revenant de la foire, mon grand plaisir était de démonter et de remonter les jouets électroniques que j’avais gagnés.

Jens Verbeeck

Des puces électroniques qui fonctionnent 1000 fois plus longtemps

L’exposition aux rayonnements, à haute dose ou prolongée, réduit la durée de vie et la fiabilité de l’électronique. C’est pourquoi les composants électroniques sont actuellement pourvus d’une protection physique contre le rayonnement.

La micro-électronique robuste de MAGICS Instruments rend cette protection inutile. 
Jens Verbeeck nous explique comment : «  Imaginez-vous des blocs LEGO. En remplaçant chaque petit bloc, individuellement, par un exemplaire plus robuste et résistant aux radiations, l’ensemble du système électronique devient beaucoup plus fort. Nous, nous disons que nous réalisons des LEGO d’or », sourit-il.

Les applications ? Les puces MAGICS révolutionnent la robotique nucléaire, la recherche sur les réacteurs du futur, les démantèlements de centrales et… les voyages dans l’espace. Voyons tout cela un peu plus en détail.

Nos puces sont minuscules, mais elles représentent un travail énorme.

Jens Verbeeck

La planète Mars se rapproche…

Le slogan de MAGICS est parlant : ‘To boldly go where no electronics has gone before!’ (Oser aller où l’électronique n’a encore jamais été !). Et pourquoi pas dans l’espace ?

L’électronique pour les applications spatiales doit être résistante aux rayons cosmiques. Plus le voyage spatial est long, plus l’électronique est exposée aux radiations. La puce MAGICS offre mille fois plus de résistance que les composants spatiaux actuels. Outre leur tolérance aux doses élevées, les puces résistent également aux effets singuliers des rayonnements cosmiques. Il reste encore des développements et des tests à faire, mais nos puces pourraient en théorie être utilisées pour les missions à venir vers la planète Mars.

copyright TECNUBEL

Des super robots au cœur des réacteurs

Dans le cœur des réacteurs nucléaires, les robots sont utilisés pour fournir des informations aussi fiables qu’indispensables : distances, températures, pression, rayonnements, etc. Ou pour effectuer des réparations et des manipulations bien précises. Le contrôle et les informations des senseurs sont transmises du réacteur à la salle de contrôle via de nombreux câbles.

Grâce à l’innovation de MAGICS Instruments, les robots équipés de puces à haute résistance aux rayonnements peuvent transmettre les données via un nombre de câbles limité. C’est plus efficace, très sûr et plus économique. Pour les robots de l’entreprise Tecnubel, mondialement réputée pour son expertise, la technologie de MAGIC Instruments constitue une grande avancée en matière d’efficacité.

La technologie nucléaire peut déjà paraître ancienne, mais elle donnera encore lieu à plein d’applications inédites et innovantes. Et nous en sommes une belle preuve.

Jens Verbeeck

« Notre technologie a déjà fait ses preuves à plusieurs reprises dans le secteur nucléaire. Elle ouvre la voie à de nombreuses applications électroniques dans des environnements radioactifs. Grâce à nos puces, les robots et les outils d'inspection électroniques peuvent être utilisés dans les centrales nucléaires afin d’exécuter des actions qui sont impossibles, voire dangereuses pour l'homme », déclare Jens.

La haute technologie belge au service des réacteurs à fusion

Aujourd’hui, l'énergie nucléaire est obtenue par la fission d'uranium. Mais la fusion nucléaire est, elle aussi, en plein développement. Un réacteur de recherche est actuellement en construction en France, dans le cadre du vaste projet international ITER.

Dans le cœur du réacteur à fusion ITER, il y a peu de place et une dose élevée de rayonnements. Les interventions humaines y sont impossibles. La machine, pourtant, a besoin d’informations très précises sur le noyau du réacteur et des réparations doivent être effectuées dans des environnements fortement exposés. Comment résoudre ce problème ?

C’est là que MAGICS Instruments intervient, en collaboration avec Oxford Technologies, l’Université de Louvain et la Commission européenne (Fusion 4 Energy).  La solution consiste à utiliser des puces résistantes aux radiations au cœur du réacteur pour lire les senseurs et contrôler la robotique. Elles transformeront les données analogiques des senseurs en signal digital pour transmettre ensuite cette information au travers d’un seul câble. Oui, un seul.

La recherche est passionnante. Mais ce qui compte le plus, ce sont les histoires personnelles des chercheurs. Les visages. Les jeunes gens ambitieux.

Jens Verbeeck

Un démantèlement plus efficace

Certaines parties des centrales nucléaires sont difficiles d’accès à cause du niveau de rayonnement élevé. C’est ici que les robots interviennent.

Les robots équipés de puces MAGICS offrent deux avantages de taille : ils sont opérationnels plus longtemps dans les zones irradiées et accèdent plus facilement aux espaces irradiés restreints comme les tuyaux.

MAGICS Instruments, née de la passion

Enfant, Jens Verbeeck accompagne souvent son père au football. Le terrain se trouve tout près du SCK•CEN. Très tôt, Jens est passionné par cette technologie ainsi que par l’électronique. Aujourd’hui, il a concrétisé ses deux rêves d’enfant.

Jens Verbeeck poursuit : «  Mon collègue Ying Cao a quitté la Chine pour venir étudier en Belgique. Par un heureux hasard, il travaillait sur le même projet que moi et nous avons développé des puces ensemble. »

Aujourd’hui, MAGICS Instruments compte 5 collaborateurs et continue à se développer. MAGICS Instruments conçoit de l’électronique sur mesure, en partant des besoins du client. « Nous schématisons la conception, réalisons un dessin scientifique et fabriquons une puce. Ensuite, nous utilisons les facilités d’irradiation du SCK•CEN de Mol pour la qualification de l’électronique. Après la production d’un prototype, nous pouvons passer à une production à plus grande échelle », explique Jens Verbeeck.

L’avenir sourit à MAGICS Instruments

Oxford Technologies (Royaume-Uni) et le SCK•CEN sont intéressés par la technologie MAGICS. Tecnubel du groupe ENGIE souhaite également utiliser les puces MAGICS pour la robotique nécessaire au démantèlement des centrales nucléaires.

Chaque fois que nous faisons des développements pour l’industrie nucléaire, nous cherchons s’il y a des applications pour la navigation spatiale.

Jens Verbeeck

« Nous avons du pain sur la planche… D’autant plus que notre ambition n’est pas de commercialiser seulement des composants électroniques, mais également des modules de mesure intégrés », déclare Jens Verbeeck. Avec sa technologie de pointe, l’entreprise belge est en train de créer un tout nouveau marché mondial au sein de l’industrie nucléaire.

Et ce n’est pas tout. Les puces MAGICS ont également de l’avenir dans l’astronautique. La jeune entreprise est en contact avec l’Agence spatiale européenne. Mais il s’agit là de projets à long terme. « Dans la navigation spatiale, les choses prennent énormément de temps, les phases de tests prennent des années, » précise Jens Verbeeck.

Saviez-vous que…

… la puce MAGICS résiste à une dose de rayonnement de 1 MegaGray ? C’est 200 millions de fois la dose que vous recevez en passant un scanner complet du corps.

Saviez-vous que…

l’électronique est la partie de la physique qui étudie et analyse les variations des grandeurs électriques (champs électromagnétiques, charges électriques, courants et tensions électriques) pour capter, transmettre et exploiter de l'information.

Quand mes enfants me demandent ce que je fais, je leur réponds que je suis inventeur.

Jens Verbeeck

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