Brevet FR2769167A1 — publié le 19990402

MATERIAU SUPRACONDUCTEUR RENFORCE, CAVITE SUPRACONDUCTRICE, ET PROCEDES DE REALISATION Domaine technique L'invention concerne la réalisation de structures associant un matériau supraconducteur avec un matériau de renfort mécanique, possédant de bonnes caractéristiques thermiques. Un exemple d'une telle structure est celui de tôles, ou de tubes minces, de niobium associé(e)s à une couche de rigidification, par exemple en cuivre ou en tungstène. De telles structures présentent des applications dans le domaine des accélérateurs de particules. Art antérieur La figure 1A représente une structure accélératrice d'un accélérateur d'électrons. Une telle structure se présente sous la forme de cavités successives 2-1, .... 2-9. Les particules y sont accélérées par une onde radiofréquence générée par un klystron. La longueur L est de 1039 mm pour une fréquence de 1,3 GHz. La figure 1B représente une structure accélératrice de protons. Des cavités 2-10, ..., 2-13 en niobium sont plongées dans un bain 3 d'hélium liquide. Une telle structure a un diamètre D de 1,1 m pour une fréquence de 700 MHz. La forme et les dimensions de ces cavités sont optimisées en fonction d'un grand nombre de paramètres liés aux performances RF, courants d'obscurité, champ de sillage, etc. La résolution des équations de Maxwell associées aux conditions aux limites sur les parois permet de définir les valeurs spatiales et temporelles pour les champs électriques et magnétiques dans une telle structure. Ces champs électriques et magnétiques contribuent aux effets accélérateurs sur les particules du faisceau, mais aussi aux effets secondaires, notamment à l'échauffement des matériaux et des structures, aux courants d'obscurité, etc... En particulier, un courant j induit dans les parois de la cavité conduit à une perte de puissance haute fréquence. On distingue aujourd'hui deux types d'accélérateurs : les accélérateurs dits "chauds" réalisés avec des cavités en cuivre, et les accélérateurs "supraconducteurs" utilisant des cavités en matériau supraconducteur tel que le niobium, que l'on refroidit en-dessous de sa température critique Tç pour le rendre supraconducteur. La température critique Tc pour le niobium est de 9,3K, ce qui implique de refroidir la structure dans un bain d'hélium liquide (à la pression atmosphérique l'hélium est liquide à 4K). Dans le premier cas, pour les accélérateurs chauds, une grande partie de la puissance électrique fournie par le réseau sert à chauffer l'eau de refroidissement des structures en cuivre. Dans le cas d'un accélérateur supraconducteur, la plus grande partie de la puissance électrique sert à accélérer le faisceau de particules, ce qui permet de comprendre tout l'intérêt de la supraconductivité en terme de consommation d'électricité. Néanmoins, une partie faible (mais non nulle) de l'énergie HF est dissipée dans une fine couche de matière supraconductrice appelée couche de LONDON. L'épaisseur typique de la couche de LONDON est d'environ 100 nm et ne dépend pas de la fréquence, comme c est le cas pour les courants induits dans un conducteur normal. Cette énergie dissipée permet d'expliquer les variations de la courbe caractéristique d'une cavité supraconductrice Q(EaCc), ou facteur de qualité, en fonction du champ accélérateur. Comme l'énergie dissipée augmente avec le champ accélérateur, la courbe caractéristique suit une pente descendante en fonction du champ. La théorie BCS élaborée par Bardeen, Cooper et Schrieffer en 1957 sur la supraconductivité permet de prévoir la résistance correspondante (dite résistance BCS) et les pertes par effet Joule, qui dépendent de la fréquence et de la température. A cette résistance RBCS/ il convient d'ajouter une résistance résiduelle liée aux défauts de structures, aux atomes interstitiels d'impuretés, aux gaz inclus... On peut donc, dans une structure de cavités supraconductrices, considérer que l'épaisseur de matériau supraconducteur (par exemple, de niobium), constituant la cavité supraconductrice, joue plusieurs rôles 1- Le rôle de couche supraconductrice en peau interne, du côté vide de la cavité. 2- Le rôle de dissipateur thermique, pour le reste de l'épaisseur, permettant aux calories, engendrées par les résistance BCS et résiduelles dans la couche de LONDON, de s'écouler vers le bain d'hélium. 3- Le rôle de structure mécanique permettant de conserver la forme interne fixant les conditions aux limites au champ électromagnétique qui est créé dans la structure du tube et dans les cavités accélératrices. L'optimisation évoquée plus haut permet d'aboutir à des compromis permettant en général d'optimiser les formes et les caractéristiques RF (ou HF) mais laisse ouvertes les questions de la stabilité mécanique et des propriétés thermiques de telles structures. Lors du fonctionnement d'une machine accélératrice, les conditions mécaniques et géométriques doivent rester stables afin de maintenir la structure des cavités accordée sur la fréquence du klystron. Diverses causes peuvent contrecarrer cette stabilité de fonctionnement : forces de Lorentz créant une pression dans les cellules et tendant à les déformer, vibrations mécaniques induites par l'extérieur, et notamment induites par les variations de pression du bain d'hélium liquide, etc. Lors des régimes transitoires, lorsque l'on introduit l'onde HF dans les cavités, la structure est soumise aux forces de Lorentz qui ont tendance à la déformer et à la désaccorder. Pour éviter ceci, on est amené à réaliser des structures rigides. Un exemple d'une telle structure rigidifiée est illustré sur la figure 2A. Un tube ondulé 4 est réalisé avec une forte épaisseur de matériau supraconducteur, en général du niobium, ce qui est coûteux. En fait, le tube est un assemblage de parties élémentaires 5, 7, 9, 11 assemblées par des soudures 6, 8, 10. L'utilisation de niobium épais conduit à utiliser une grande quantité de matériau très cher (entre 1500 francs et 5000 francs le kilo), procédé peu envisageable pour des machines mettant en oeuvre un grand nombre de cavités. Une autre structure connue, représentée schématiquement en figure 2B, consiste à réaliser les cavités en matériau 12 d'épaisseur moyenne, à les souder entre elles par des cordons de soudure 16 et à les renforcer par un anneau 14 à la hauteur des iris (portions ou zones de diamètre le plus faible) . Par conséquent, pour contrecarrer l'effet des forces de Lorentz, l'utilisation de niobium moins épais oblige à souder des raidisseurs 14, compliquant le processus de fabrication et rendant difficile la maîtrise des dimensions du fait des rétreints après soudures. De plus, une telle technique permet difficilement d'obtenir des dimensions reproductibles. Une autre technique (figure 2C) consiste à déposer une fine couche 22 de niobium sur un substrat 20 en cuivre de forte épaisseur. Ce procédé permet de résoudre le problème de rigidification de la structure. Mais, la structure obtenue possède des limitations en termes de champ accélérateur qu'il est possible d'atteindre. En effet, pour des raisons liées à la structure de la couche supraconductrice en niobium déposée par "sputtering" sur le substrat en cuivre, les champs électriques maximums susceptibles d'être atteints restent de tordre de 10 MV/m. Pour d'autres machines, et en particulier les collisionneurs e -e , ce champ est nettement insuffisant. Outre les problèmes mécaniques, se posent également des problèmes thermiques. Les conditions thermiques doivent être maintenues de façon à ce que le niobium reste, en peau interne, en-dessous de la température critique Tc et en-dessous du champ critique Hc. Pour que les conditions thermiques soient maintenues et que le niobium reste supraconducteur dans l'épaisseur de LONDON, il est nécessaire qu'en cas de point chaud sur la surface interne, côté vide de l'accélérateur, les calories puissent s'évacuer rapidement vers le bain d'hélium. Plusieurs raisons peuvent amener à la création d'un point chaud 1) - Les pertes HF par effet Joule, dues à la résistance de surface globale et homogène uniformément distribuée et décrite par la théorie BCS et par la résistance résiduelle. Une théorie plus complète faisant intervenir des pertes non quadratiques, présentée par W. Weingarten ("Progress in thin film techniques", CERN-European Laboratory for Particle Physics, Geneva, Switzerland, 7th Workshop on RF superconductivity, Paris, 1995), montre que lton peut exprimer les pertes supra par la formule suivante, donnant la résistance supraconductrice (mesurée en nQ/mT) : +Rs(W, T, Sext). Bp+... Le premier terme décrit les pertes BCS, le second les pertes dues à la résistance résiduelle et le troisième les pertes non quadratiques. Les pertes correspondant aux deuxième et troisième termes s'expliquent par les inclusions métalliques non supraconductrices telles que le tantale qui, après les processus métallurgiques d'élaboration du niobium, sont encore présentes dans la matrice de niobium, mais également par les impuretés (oxygène, carbone, ...) dissoutes. 2) - Les pertes HF dues à l'émission de champ et, éventuellement, aussi dues à des émissions d'électrons par effet thermoionique. Au-delà d'un certain champ de surface, des électrons sont, d'après la théorie de Fowler-Nordheim, extraits de la surface. Ils peuvent alors être accélérés par les champs électromagnétiques qui règnent dans la structure. Ces électrons, émis par effet de champ et accélérés par l'onde électromagnétique, peuvent ensuite entrer en collision avec la structure des cavités, à un autre endroit, et dissipent leur énergie cinétique sous forme de chaleur. 3) - Les pertes HF diélectriques, au niveau des poussières et contaminants de nature diélectrique qui auraient été laissés à l'intérieur des cavités lors du processus de fabrication. Pour minimiser ces sources de "points chauds", il faut donc mettre en oeuvre du niobium extrêmement pur, travailler à température basse, obtenir des états de surface sans aspérités, et éviter tout dépôt de poussières côté HF. De plus, si on veut travailler à champ accélérateur élevé, et donc en conséquence à fort champ magnétique également au niveau de l'équateur, on ne peut éviter la création de chaleur. Comme l'a montré Padamsee dans "calculations for breakdown induced by large defects in supraconductive niobium activities", paru dans IEEE Translations on Magnetics, vol. 19, 1983, même en l'absence de défauts, si l'on atteint localement le champ critique Hc, le matériau passe de l'état supraconducteur à l'état normal. En deçà de cette limite, cette chaleur ainsi produite au niveau de la paroi interne de la cavité doit être évacuée, le plus efficacement possible, vers le bain d'hélium, de manière à limiter la montée en température de la paroi interne de la cavité. Si la rapidité d'accès à la source froide est insuffisante, une perturbation thermique localisée peut s'étendre et conduire à terme à un emballement de la cavité, appelé "quench" dans le jargon anglo-saxon (transition de la paroi HF de l'état supraconducteur à l'état normal résistif). Ainsi un 11quench" ou "thermal breakdown" démarre généralement dans une région où existe une plus forte résistance, ou une zone de "non conduction", ou un défaut ou une particule étrangère en surface du matériau supraconducteur. Si, localement, au niveau d'un défaut, se crée plus de chaleur que celle qui peut s'écouler en direction du bain d'hélium, la zone voit sa température augmenter et tendre vers une zone de conductibilité "non supra", qui s'étend ensuite jusqu'à ce que la totalité de l'énergie emmagasinée dans la cavité soit dissipée dans la région chaude. On comprend ainsi que l'on cherche à obtenir une grande conductibilité thermique de la paroi de la cavité pour éviter ce phénomène de "thermal breakdown", y compris à de faibles valeurs de champs accélérateurs. Par ailleurs, la densité de puissance générée par les courants dans la couche de LONDON est proportionnelle au carré du champ magnétique local B5. Or, la valeur du champ magnétique local B(s), le long du méridien, présente une valeur maximale obtenue à l'équateur (zone de plus grand diamètre). A partir de l'équateur, et en direction de l'iris, B5 s'atténue lentement, puis plus rapidement lorsque l'on passe de l'équateur à l'iris. Un défaut n'aura donc pas la même nocivité s'il est situé à l'équateur, ou s'il est situé très loin de l'équateur, vers l'iris. De plus, la zone de l'équateur est particulièrement sensible au point de vue des défauts de supraconductivité puisque les courants de Foucault induits au niveau des électrons normaux, en peau interne, seront dans cette zone plus importants du fait de la forte valeur du champ magnétique. Par conséquent, la "nocivité" d'un défaut n'est pas identique selon sa localisation géographique dans la cavité. Toutes choses égales par ailleurs, situé à proximité de l'équateur, dans une zone où le champ magnétique est maximal, il aura tendance à présenter une plus grande nocivité vis-à-vis du "quench" que s'il est situé au voisinage de l'iris. Par contre un défaut de surface, ou très proche de la surface, au voisinage de l'iris sera plus sensible au champ électrique et sera susceptible d'émettre des électrons selon la loi de Fowler Nordheim, ou même éventuellement (selon la loi de Richardson) tout simplement par effet thermoïonique. Lorsqu'on réalise des cavités supraconductrices suivant le procédé actuel, mettant en oeuvre des tôles de niobium que l'on emboutit et que l'on soude par faisceau d'électrons par l'extérieur, des défauts sont introduits. Les impuretés se localisent au niveau du bain de fusion, et donc, dans le cas du procédé utilisé aujourd'hui, à l'extrémité inférieure du cordon de soudure, côté vide de la structure. Comme, de plus, le procédé actuel consiste à réaliser une soudure au niveau de l'équateur et que l'on a vu plus haut que c'est la zone où règne le plus fort champ magnétique, on a par ce procédé toutes les chances de créer un point chaud dans cette région. Par ailleurs, le niobium étant avide d'oxygène, il faut un très bon vide dans l'enceinte, lorsque l'on effectue les soudures par faisceau d'électrons. Des études ont montré que, durant le processus de soudage, le bain de métal en fusion absorbait l'oxygène de l'enceinte et créait donc localement une zone où la pureté du niobium était dégradée. Toutes ces considérations montrent les difficultés à surmonter pour réaliser sur le plan industriel, de manière fiable et avec des résultats reproductibles, un objet comportant autant de soudures "mal placées" (du point de vue des défauts "supra") que celles représentées sur les figures 2A ou 2B. Il est par ailleurs difficile de réaliser des conditions de vide reproductibles à des niveaux aussi faibles que 10~9torr lorsque l'on réalise des soudures par faisceau d'électrons. Les structures actuelles, du type de celles illustrées sur les figures 2A et 2B, mettent en oeuvre un grand nombre de soudures, et ces zones sont particulièrement critiques, surtout celles situées au niveau des équateurs. De plus, les techniques de soudure pratiquées, ont tendance à concentrer vers l'intérieur (là où est localisée la couche de LONDON) les impuretés qui augmentent, entre autres, la résistance résiduelle. Pour faire face au phénomène de "quench", ou emballement thermique de la cavité, suite à l'apparition d'un point chaud, les structures connues nécessitent d'utiliser des matériaux de grande pureté présentant une conductibilité thermique élevée (correspondant à un RRR au moins supérieur à 200), c'est-à-dire des matériaux dont le coût de purification vient s'ajouter au coût habituel des matériaux industriels standards (Le RRR, ou encore "Residual Resistance Ratio", est une mesure de la pureté du matériau, faisant intervenir les défauts de structure et les impuretés microscopiques ou macroscopiques. Il est aussi défini par le rapport entre la résistivité électrique à froid et la résistivité à température ambiante). Mais, dans le cas du niobium, même si l'on utilise du niobium de grande pureté, il faut noter que la conductibilité thermique de ce matériau n' est pas très bonne comparée, par exemple, à celle du cuivre ou de l'aluminium. De plus, dans le cas où le flux de chaleur créé par un point chaud ne peut être absorbé dans l'épaisseur de niobium, il faut noter que la résistance interfaciale niobium/hélium liquide n est pas négligeable. Par conséquent, les structures et procédés connus ne permettent pas d'atteindre à la fois la stabilité mécanique et les conditions thermiques voulues, en particulier pour des champs accélérateurs élevés. Exposé de l'invention Il se pose donc le problème de réaliser une nouvelle structure et un nouveau procédé permettant d'assurer, à un coût moindre que les structures et procédés connus, des cavités supraconductrices, en particulier pour les accélérateurs de particules permettant d'atteindre des champs accélérateurs élevés (supérieurs à 10 Mvolts/mètre). De préférence, une structure nouvelle doit éviter ou limiter les zones de soudure qui sont particulièrement critiques. Une telle structure doit cependant pouvoir disposer d'une stabilité mécanique suffisante, en particulier vis-à-vis des forces de Lorentz. De plus, une telle structure doit de préférence présenter des propriétés thermiques améliorées. Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé de réalisation d'une tôle supraconductrice ou d'un tube supraconducteur ou d'un élément supraconducteur que l'on rigidifie par une couche de matériau déposé par projection plasma sur une de ses surfaces. On peut ainsi réaliser une cavité supraconductrice, comportant une tôle ou un tube en matériau supraconducteur, ayant la forme appropriée et étant rigidifié(e) par dépôt, sur sa surface extérieure, d'un matériau tel que le cuivre ou le tungstène, le dépôt étant réalisé par projection plasma. La projection plasma permet d'obtenir une structure poreuse réalisant une interface dont la surface totale développée peut être plus importante que celle obtenue dans l'art antérieur. Cet accroissement de la surface d'échange permet d'améliorer les échanges thermiques entre l'hélium liquide et la source éventuelle de chaleur qui pourrait se développer de manière locale. L'augmentation de la surface d'échange entre matériaux permet de réduire la résistance de Kapitza, ou résistance thermique interfaciale, qui est une des propriétés physiques qui déterminent les performances thermiques de la structure supraconductrice. Le procédé de revêtement par projection plasma permet, suivant la taille des particules constitutives des poudres, et suivant les réglages de la torche plasma, d'obtenir des couches poreuses dont on peut ajuster la porosité. En dehors de l'avantage thermique déjà explicité, une telle couche, tout en rigidifiant la structure, permet d'amortir efficacement les vibrations de la peau corruguée du matériau supraconducteur. Dans le cas du niobium, pour encore accroître l'augmentation de surface d'échange entre matériaux, on projette avantageusement sur la face externe de la structure une fine couche de niobium, avant de projeter le cuivre ou le second matériau rigidifiant la structure. Une autre amélioration possible du procédé selon l'invention consiste à améliorer la résistance de Kapitza entre le cuivre (ou le matériau déposé par plasma) et l'hélium liquide en projetant une couche d'aluminium réalisant l'adaptation acoustique entre deux éléments, l'un solide de forte impédance acoustique, l'autre liquide de faible impédance acoustique. Dans le cas où la forme des cavités le permet (c'est-à-dire dans le cas où le rapport entre le diamètre à l'équateur et le diamètre de l'iris n'est pas trop élevé), on peut former les cavités à partir d'un tube sans soudure que l'on déforme par un procédé connu tel que l'hydroformage, le dudgeonnage, le formage à chaud, le formage par explosion, le magnétoformage, ... Une fois obtenu le tube avec ses ondulations, au lieu de souder un anneau extérieur, comme dans l'art antérieur (figure 2B), on rigidifie la structure en projetant extérieurement de la poudre, par exemple de cuivre, sur la surface externe. On peut aussi utiliser du tungstène ou tout autre matériau possédant de bonnes caractéristiques thermiques. Dans le cas où les dimensions des cavités sont telles que l'on ne peut pas mettre en oeuvre un procédé de déformation de tube sans soudure sans obtenir de déchirement de métal, on peut partir de tôles minces embouties que l'on raccorde par soudures réalisées par faisceau laser ou par faisceau d'électrons suivant les techniques connues. Du fait du risque important que présente une soudure au niveau de l'équateur, on peut avantageusement la déporter à un autre endroit. Une fois obtenue la structure avec ses ondulations, constituant les cavités successives, on rigidifie extérieurement l'ensemble par projection d'un matériau par plasma, ce matériau possédant de bonnes caractéristiques thermiques permettant d'évacuer un "quench". Le cuivre ou le tungstène sont par exemple de bons candidats. Par rapport au procédé connu, le procédé selon l'invention permet de n'utiliser qu ' une quantité limitée de matériau supraconducteur (en particulier dans le cas du niobium), et donc de remplacer un élément qui est cher par un élément qui est meilleur marché. Le procédé de projection plasma permet de déposer localement, sur le matériau supraconducteur, une couche plus importante : on peut, par exemple, en déposer plus au niveau de l'iris qu'au niveau de l'équateur, afin de réaliser une structure où l'épaisseur n'est plus constante, ce qui permet de contrecarrer efficacement les forces de Lorentz. La technique selon l'invention permet en outre d'éviter les soudures de l'anneau de rigidification qui, selon le procédé connu, induisent des rétreints et permettent difficilement d'obtenir des dimensions reproductibles. Le procédé selon l'invention permet, au contraire, d'obtenir une bonne reproductibilité des dimensions. Dans le cas où l'on s'intéresse à la fabrication de cavités accélératrices dont les dimensions permettent d'effectuer des soudures par l'intérieur, plutôt que par l'extérieur, on utilise avantageusement cette technique de soudure par l'intérieur. Elle a l'avantage de rejeter les défauts et impuretés dans le bain de fusion vers la surface externe et laisse la couche de "LONDON" plus propre (au niveau des soudures) que dans le cas où la soudure est effectuée par l'extérieur. L'invention a également pour objet une structure rigidifiée, ou une structure supraconductrice, comportant au moins un élément en un matériau à propriétés supraconductrices, cet élément étant recouvert d'une couche de matériau poreux. L'élément peut être une tôle ou un tube en matériau supraconducteur, par exemple un tube présentant des ondulations. Il peut s'agir également d'une pluralité d'éléments ayant des propriétés supraconductrices, assemblés par soudure. Un cas particulier intéressant est celui où la structure obtenue présente des ondulations définissant des zones de diamètre minimum et des zones de diamètre maximum, les soudures étant situées entre les zones de diamètre maximum et les zones de diamètre minimum ainsi, on évite les problèmes liés à la présence éventuelle d'impuretés dans les zones de diamètre maximum. La structure obtenue peut être celle d'un accélérateur de particules. L'élément en matériau supraconducteur est alors un tube présentant des ondulations. Brève description des figures De toute façon, les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va suivre. Cette description porte sur les exemples de réalisation, donnés à titre explicatif et non limitatif, en se référant à des dessins annexés sur lesquels - Les figures 1A et 1B représentent des cavités supraconductrices connues, pour accélérateur d'électrons ou de protons. - Les figures 2A à 2C représentent des structures supraconductrices connues, rigidifiées. - La figure 3 représente un procédé de réalisation selon l'invention. - La figure 4 représente une structure de cavité en niobium avec soudures déportées par rapport à l'équateur. - La figure 5 représente une structure de cavité selon 1 invention, avec revêtement d'épaisseur variable. Exposé détaillé de modes de réalisation de l'invention Un procédé de réalisation d'une cavité, conforme à l'invention, met en oeuvre un élément, par exemple une tôle ou un tube mince, en un matériau supraconducteur, par exemple en niobium, d'épaisseur inférieure ou égale à 1 mm (par exemple : 0,5 mm, ou quelques dixièmes de mm) que l'on cherche à rigidifier par un revêtement extérieur. En fait, on réalise une projection par plasma, sur la surface extérieure de l'élément en matériau supraconducteur. Les procédés de projection de poudre par technique plasma sont par exemple décrits dans l'article de M. DUCOS intitulé "Revêtement par projection thermique" paru dans Technique de l'ingénieur, volume M5, 1645, pages 1-23. L'article de F. Brossa et al. Intitulé "Plasma Spraying, A Versatile Coating Technique" paru dans Advanced Techniques for Surface Engineering, W. Gisoler and H.A. Jehn, Editors, 1992, décrit également cette technique. La structure obtenue comporte donc l'élément choisi, par exemple une tôle, ou un tube, recouvert d'un matériau qui a été projeté par plasma et qui présente les caractéristiques décrites dans l'article de M. DUCOS cité ci-dessus (voir en particulier 2.2 de ce document) . En particulier, le revêtement présente une certaine porosité. C'est le cas notamment pour un revêtement de cuivre ou de tungstène déposé sur une tôle ou un tube mince de niobium. Cette porosité permet, dans le cas d'une application à une cavité supraconductrice, un refroidissement plus efficace. En effet, la cavité est plongée dans un bain d'hélium liquide et celui-ci, du fait de ses propriétés, peut aisément entrer dans les porosités du matériau déposé. Il en résulte un refroidissement plus efficace de la structure. Dans le cas où la forme de la cavité le permet, on peut la réaliser à partir d'un tube sans soudure que l'on déforme, par un procédé connu tel que par exemple l'hydroformage, ou l'hydroformage avec flambage. On peut aussi utiliser le formage à chaud ou le formage par explosion. La figure 3 représente une structure mince ondulée en niobium 30, sur laquelle on effectue un revêtement par projection plasma à l'aide d'une torche, ou d'un pistolet, 32. Une torche plasma, ou pistolet plasma, est décrite dans l'article de M. DUCOS déjà cité ci-dessus. On peut utiliser par exemple un matériel du type "Sulzer-Metco". Par conséquent, dans le procédé selon l'invention, on rigidifie une structure par projection d'un matériau sur la surface extérieure de cette structure, plutôt que de souder un anneau extérieur comme dans l'art antérieur (figure 2B). Dans le cas où les dimensions des cavités sont telles que l'on ne peut pas mettre en oeuvre un procédé de déformation de tube sans soudure, sous peine d'obtenir un déchirement du métal, on partira plutôt de tôles minces embouties que l'on raccordera par soudures réalisées par faisceau laser ou par faisceau d'électrons suivant les techniques connues. Avantageusement, comme illustré sur la figure 4, les soudures 34, 36, 38, 40 ne sont pas réalisées au niveau de l'équateur 42, mais sont déportées de part et d'autre de l'équateur. Conformément à l'invention, la structure de la figure 4 est destinée ensuite à être revêtue d'un revêtement extérieur par projection plasma, comme décrit ci-dessus. Le matériau projeté peut être du cuivre, ou du tungstène, ou un mélange de poudres ou de matériaux permettant de réaliser une couche thermique poreuse. On peut aussi, par exemple, réaliser une couche progressive Cu-Al, dans le cas d'un dépôt réalisé sur du niobium : le cuivre est alors déposé en contact avec le niobium, avec lequel il présente une bonne impédance acoustique, puis, au fur et à mesure que l'on s'éloigne du niobium, on se rapproche d'une composition en aluminium pur, l'aluminium présentant une impédance acoustique proche de cette de l'hélium. Dans le cas d'une application à une cavité supraconductrice, l'ensemble présente alors une impédance acoustique évoluant régulièrement, depuis celle du niobium jusqu'à celle de l'hélium liquide dans lequel la cavité est plongée. On peut aussi, en variante, réaliser un premier dépôt de cuivre, puis y projeter une couche d'aluminium réalisant l'adaptation acoustique entre la couche de cuivre et l'hélium. DBP encore plus efficacement l'effet des forces de Lorentz dans une cavité supraconductrice. La structure selon l'invention permet d'obtenir une rigidification, c'est-à-dire un renfort mécanique, d'une structure supraconductrice. En particulier, dans le cas d'une cavité pour accélérateur de particule, une bonne stabilité mécanique est obtenue vis-à-vis des forces de Lorentz. L'accélérateur comporte alors un tube présentant des ondulations, ayant la forme représentée sur la figure 1A ou 1B, ce tube en matériau supraconducteur étant renforcé par une couche de matériau déposé par plasma, comme décrit ci-dessus. L'accélérateur comporte en outre des moyens pour introduire une onde radiofréquence (un klystron), un conteneur d'hélium liquide, et les moyens appropriés pour générer un champ électrique accélérateur. L'invention permet également d'améliorer les propriétés thermiques du matériau supraconducteur. Les propriétés physiques qui déterminent les performances thermiques de l'élément supraconducteur et, donc, dans le cas de cavités pour accélérateurs, de l'épaisseur constitutive de la structure des cavités, en terme de réserve d'enthalpie disponible et d'accès à la source froide, sont - la conductivité thermique X en W/ mK, - la chaleur spécifique volumique pC, où p et Cv désignent respectivement la masse volumique et la chaleur spécifique à volume constant, - la résistance thermique interfaciale entre matériaux, appelée aussi résistance de Kaptiza RK. Cette résistance traduit l'effet d'un saut de température, au niveau des interfaces, en présence d'un flux de chaleur. On peut aussi parler de conductibilité interfaciale hK (RK= - ) - hK En ce qui concerne ce dernier paramètre hK, on peut dire que la résistance thermique interfaciale entre deux matériaux dépend du couplage thermique lié aux phonons acoustiques dans les milieux situés de part et d'autre de l'interface. Le couplage thermique est d'autant moins bon qu'il y a désadaptation acoustique entre les deux milieux. En ce qui concerne le flux de chaleur lié aux phonons, on peut montrer que celui-ci dépend, au niveau d'une interface, de la surface d'échange entre les deux interfaces. Plus la surface d'échange augmente, plus le flux de chaleur augmente. La structure de revêtement selon l'invention, qui permet de réaliser un revêtement poreux, donc présentant une surface d'échange importante, permet donc bien d'améliorer les échanges thermiques entre l'élément en matériau supraconducteur, par exemple le tube, ou la tôle, de niobium, et son revêtement extérieur. Dans le cas d'une cavité pour accélérateur, l'écoulement efficace de la chaleur permet d'assurer un fonctionnement thermiquement stable de la cavité, sans dégradation sensible des caractéristiques HF, des champs électriques accélérateurs Eacc et du facteur de qualité Q. De même, on cherchera à avoir, du côté extérieur au revêtement, un matériau solide présentant une impédance acoustique faible, afin de diminuer la résistance interfaciale au niveau du bain d'hélium. C'est pour cette raison qu'un dépôt d'aluminium, ou d'un matériau de type époxy, peut avantageusement être réalisé par dessus un revêtement de cuivre ou de tungstène. Un matériau qui améliore la résistance de Kapitza présente par ailleurs, de préférence, une bonne conductibilité thermique. C'est le cas de l'aluminium, mais ce n'est pas le cas des résines époxy. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'une structure rigidifiée, comportant au moins un élément ayant des propriétés supraconductrices, et des moyens de rigidification, ce procédé comportant une étape de dépôt par projection plasma d'une couche de matériau sur une surface dudit élément. 2. Procédé de rigidification d'un élément ayant des propriétés supraconductrices, ce procédé comportant une étape de dépôt, par projection plasma, d'une couche de matériau sur une surface de l'élément à propriétés supraconductrices. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, l'élément étant une tôle en matériau supraconducteur. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, l'élément étant un tube en matériau supraconducteur, la couche de matériau étant déposée sur la surface extérieure du tube. 5. Procédé selon la revendication 4, le tube étant un tube présentant des ondulations. 6. Procédé selon la revendication 5, les ondulations étant préalablement obtenues par déformation du tube par hydroformage, ou formage à chaud ou par explosion, ou magnétoformage ou dudgeonnage. 7. Procédé selon la revendication 1, la structure rigidifiée comportant une pluralité d'éléments ayant des propriétés supraconductrices, ces éléments étant préalablement assemblés par soudure. 8. Procédé selon la revendication 7, les éléments étant des tôles embouties. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, le matériau déposé par projection plasma étant conducteur thermiquement. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, l'élément en matériau supraconducteur ayant une épaisseur inférieure à 1 mm. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, le matériau déposé par projection plasma étant du cuivre ou du tungstène. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, la couche de matériau déposée étant une couche progressive Cu-Al. 13. Procédé selon l'une des revendications précédentes, la couche de matériau étant déposée avec des épaisseurs variables sur la surface de l'élément à propriétés supraconductrices. 14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, une autre couche d'un matériau, présentant une impédance acoustique faible, étant déposée sur la couche de matériau déposée sur ledit élément à propriétés supraconductrices. 15. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, une couche d'aluminium ou d'un matériau époxy étant réalisée par dessus la couche de matériau déposée sur ledit élément à propriétés supraconductrices. 16. Procédé selon la revendication 1 ou selon l'une des revendications 3 à 14 prise en combinaison avec la revendication 1, la structure étant celle d'un accélérateur de particules, les éléments à propriétés supraconductrices étant des cavités individuelles assemblées pour former la structure accélératrice. 17. Structure rigidifiée comportant au moins un élément en un matériau à propriétés supraconductrices, cet élément étant recouvert d'une couche de matériau poreux. 18. Structure selon la revendication 17, l'élément étant une tôle en matériau supraconducteur. 19. Structure selon la revendication 17, l'élément étant un tube en matériau supraconducteur, la couche de matériau poreux étant déposée sur la surface extérieure du tube. 20. Structure selon la revendication 19, le tube présentant des ondulations. 21. Structure selon la revendication 17, comportant une pluralité d'éléments ayant des propriétés supraconductrices, assemblés par soudure. 22. Structure selon la revendication 21, la structure obtenue par soudure des élément à propriétés supraconductrices présentant des ondulations définissant des zones de diamètre minimum et des zones de diamètre maximum, les soudures étant situées entre les zones de diamètre minimum et les zones de diamètre maximum. 23. Structure selon l'une des revendication 17 à 22, la couche de matériau poreux étant thermiquement conductrice. 24. Structure selon l'une des revendications 17 à 23, la couche de matériau poreux étant en cuivre ou en tungstène ou étant une couche progressive Cu-Al. 25. Structure selon l'une des revendications 17 à 24, une autre couche d'un matériau, présentant une impédance acoustique faible, étant déposée sur la couche de matériau poreux. 26. Structure selon l'une des revendications 17 à 25, une couche d'aluminium ou d'un matériau époxy étant réalisée par dessus la couche de matériau poreux. 27. Structure selon l'une des revendication 17 à 26, la couche de matériau poreux étant d'épaisseur variable sur la structure rigidifiée. 28. Structure selon l'une des revendications 17 à 27, l'élément ou matériau supraconducteur ayant une épaisseur inférieure à 1 mm. 29. Structure selon l'une des revendications 17 à 28, le matériau supraconducteur étant du niobium (No). 30. Structure de cavité accélératrice, comportant une structure rigidifiée selon l'une des revendications 17 à 29.