Pour des missions scientifiques novatrices – telles que l’étude de l’univers chaud et énergétique ou du fond diffus cosmologique – dont les détecteurs fonctionnent à très basses températures (jusqu’à 50 mK), la sensibilité thermique aux microvibrations (par exemple de roues à réaction ou de cryoréfrigérateurs) est critique. Cette thèse avait pour but de mieux maîtriser la sensibilité thermique des systèmes cryogéniques essentiels à ces missions. Nous avons conçu un banc d’essai sensible, dédié à l’étude de la dissipation due aux microvibrations
. En utilisant des méthodes d’excitation et de détection spécifiquement développées pour nos travaux, nous avons pu induire des niveaux d’excitation mécanique inférieur au millième de g et observer des niveaux de dissipation inférieurs au microwatt. Nous avons quantifié la dissipation dans un interrupteur thermique à gaz d’échange (un dispositif cryogénique omniprésent dans les applications spatiales sub-Kelvin) et étudié la localisation et la nature des phénomènes qui la provoquent.
Notre travail a été principalement expérimental. Nous nous sommes aussi appuyé sur un modèle simple de dissipation thermomécanique pour interpréter nos mesures. Pour une excitation mécanique autour de 1 mgrms, une dissipation due aux microvibrations atteignant 1 μW a été observée, à 1,2 K et à 4,2 K. Des Q facteurs élevés (>1000) de notre interrupteur thermique (ainsi que des variations de celui-ci) ont été mesurés, ce qui nous a permis d’observer la dissipation d’éléments flexibles amortis accrochés à notre objet de test (par exemple, des fils de l’instrumentation) dû à leurs oscillations forcées. Notre travail s’applique aux systèmes cryogéniques pour les missions scientifiques à basse température, tels que Athena, un futur observatoire spatial à rayons X, mais également au-delà du domaine spatial, par exemple pour les technologies pour les ordinateurs quantiques, qui nécessite des températures très basses et stables également. ​​