Cryostat en rotation

Gregory GardeIngénieur d'études CNRS à l'Institut Néel

Médaille de cristal du CNRS

Gregory Garde, des instruments pour le froid extrême

Transformer un croquis griffonné sur une feuille en un instrument capable de fonctionner à des températures proches du zéro absolu : c’est le quotidien de Grégory Garde. Ingénieur d’études à l’Institut Néel (CNRS) à Grenoble, il développe depuis près de trente ans des dispositifs cryogéniques pour l’astrophysique, la physique quantique ou l’étude des matériaux à très basse température. Ses réalisations répondent souvent à des contraintes techniques hors normes : caméra cryogénique installée à 5 200 mètres d’altitude sur un radiotélescope du désert chilien, cryostat optique tournant de 100 kilos destiné à observer des vortex quantiques dans l’hélium superfluide, ou encore instrument de diffraction X conçu pour étudier les matériaux quantiques à des températures proches du zéro absolu. Pour chacun de ces projets, il imagine des solutions sur mesure afin de rendre possibles ces expériences aux contraintes extrêmes.

Après un BTS de Microtechnique, Grégory Garde entre au CNRS en 1998 au sein du pôle cryogénie de l’actuel Institut Néel à Grenoble. De la conception sur ordinateur à l’usinage, puis à l’assemblage et aux essais des instruments, il apprend progressivement à maîtriser toutes les étapes du développement des dispositifs cryogéniques. Une manière de travailler qui prolonge un goût découvert dès l’enfance, en famille et surtout auprès de son père Albert, pour le bricolage, le modélisme et le plaisir de comprendre « comment ça marche ».

Son travail commence souvent par quelques croquis issus d’une discussion avec les chercheurs. 

Ça part de feuilles volantes ou de dessins très simples. Avec l’expérience, on finit par comprendre rapidement ce qu’attendent les chercheurs et comment transformer leurs idées en instruments réels.

Au fil des années, il acquiert une expertise reconnue dans les très basses températures, les techniques du vide et la mécanique de précision. Une démarche fondée sur la recherche de solutions simples et robustes. « Les « usines à gaz », c’est rarement une bonne idée », explique-t-il. Cette philosophie guide notamment son travail sur CONCERTO, une caméra cryogénique destinée à un radiotélescope installé à 5 200 mètres d’altitude dans le désert chilien. Pour cet instrument fonctionnant à 70 millikelvins, il conçoit notamment un miroir mobile ultraléger destiné à l’interféromètre ainsi qu’un système capable d’absorber les vibrations susceptibles de perturber les mesures.

Parmi les autres projets qui ont marqué son parcours figure également CRYOLEM, une expérience conçue pour étudier les vortex quantiques dans l’hélium superfluide. Grégory Garde y développe un cryostat optique tournant capable de maintenir des températures extrêmement basses malgré la rotation rapide de l’ensemble. Un défi technique qui l’amène à imaginer un système étanche permettant de conserver l’hélium liquide et les conditions de basse pression nécessaires au fonctionnement du cryostat.

À l’Institut Néel, Grégory Garde travaille au plus près des chercheurs, avec lesquels il échange tout au long du développement des instruments. 

On navigue parfois sur des inconnues. On essaie une direction, puis une autre, jusqu’à trouver des solutions qui fonctionnent.

Une manière de travailler qu’il apprécie particulièrement dans la recherche publique, où chaque difficulté technique devient un problème à résoudre collectivement.

Les chercheurs avec qui je travaille savent souvent tout faire : la physique, les instruments, les essais… Ça pousse naturellement à devenir polyvalent soi-même.
La difficulté est de trouver la solution intelligente, simple et fonctionnelle qui se cache derrière un problème technique apparemment complexe.