Dès 1972, un diffractomètre à neutrons polarisés comme D5 (maintenant remplacé par D3) était doté d'un gros aimant permanent (0,3 Tesla) [1] ou d'un imposant électroaimant de 1,7 Tesla [2,3], tous deux insuffisamment puissants toutefois pour de nombreuses expériences.

Pour faire mieux il fallait, soit un plus gros électroaimant résistif (très encombrant, très gourmand en électricité, refoidissement à circulation d'eau), soit il fallait passer à une technologie nouvelle, le cryoaimant. Ce dernier est constitué de deux bobines magnétiques supraconductrices noyées dans un bain d'hélium liquide; il a l'avantage de permettre d'atteindre des champs intenses sous des volumes compatibles avec les instruments de l'ILL et de ne consommer du courant que durant sa montée en champ magnétique.

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Même si les rapports annuels de l'ILL n'en parlent pas, il semble que les expériences faisant appel à un cryoaimant aient débuté très tôt comme l'atteste une photo de 1973 de D1B équipé d'un cryoaimant. Le champ magnétique était sans doute encore modeste et la bobine de type classique. Peter Suttling pense qu'il pourrait s'agir d'un cryoaimant Oxford Instruments ou en provenance du CNRS/SNCI (Service National des Champs Intenses).

Le second cryoaimant de l'ILL est probablement celui construit en 1974/75 par le CNRS/SNCI (Jean-Claude Frantz Vallier) pour l'instrument SI16 de Pierre Thorel, un petit angle destiné à l'étude des vortex dans les supraconducteurs de type II. C'était une bobine symétrique de 2 Tesla. A l'époque, les fils supraconducteurs étaient noyés dans un mélange de graisse à vide et de poudre d'alumine (technique Weil), technique maintenant abandonnée au profit de l'imprégnation sous vide.

Selon William Stirling, la première bobine pour spectromètre 3 axes venait du CEA-CENG et avait été construite pour Mélusine et Siloé.

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Dans les années 70, seules trois ou quatre entreprises dans le monde dominaient la technologie toute récente des bobines supraconductrices, mais l'ILL voulait beaucoup plus que du standard... un peu trop sans doute.

Dans un cryoaimant classique, deux blocs bobines identiques, en forme de cônes tronqués sont opposés par la pointe avec un espacement faible entre les deux (un "gap"). Avec un tel montage symétrique, mécaniquement simple :

• le champ magnétique est maximum au niveau du gap et d'autant plus élevé que le gap est réduit. Mais l'ILL voulait à la fois des champs forts et des gaps importants afin de pouvoir y loger des échantillons de taille suffisante
• le champ est nul autour du gap or, pour préserver la polarisation du faisceau de neutrons au cours de sa traversée du cryoaimant, l'ILL avait besoin d'un champ non nul dans cette zone.

L'institut avait donc deux exigences inhabituelles qui ont donné énormément de soucis aux fabricants :

• un champ magnétique aussi élevé que possible avec une distance de séparation entre bobines compatible avec la taille des faisceaux de neutrons.
• des blocs bobines asymétriques afin que la zone de champ nul soit décalée hors du faisceau de neutrons

Ils ont donc dû développer un design spécifique, nommé "asymmetric spli-coil magnet", pour prendre en compte le fait que cette dissymétrie génère des forces mécaniques colossables (près de 120 tonnes pour un cryoaimant de 15 Tesla). Il a fallu du temps avant qu'une solution ne soit trouvée car, entre autre, ces forces faisaient bouger les fils au sein des bobines lors de la mise sous champ et provoquaient la perte de la supraconductivité ("quenching").

La technologie des "asymmetric split-coil magnet" reste délicate et les rapports annuels de l'ILL attestent que la route des champs intenses pour les neutrons a effectivement été longue et difficile.

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