LHC : Plus de la moitié du câble supraconducteur livrée !

Il ne reste plus qu'une petite moitié de câble supra-conducteur à produire pour terminer de bobiner les aimants du LHC.

Sept mille kilomètres de câble supraconducteur : c'est la longueur nécessaire pour bobiner les 20 km d'aimants du LHC. Ce câble est produit, depuis quatre ans, dans quatre usines en Europe, une au Japon et une aux Etats-Unis. Au total, quatre entreprises sont impliquées dans cette production : Alstom, European Advanced Superconductors, Outokumpu et Furukawa.


L'équipe de la section des câbles supraconducteurs, réunie au bâtiment 163, devant la station de mesure du courant critique (jusqu'à 40 000 Ampères !) des câbles à 10 Teslas.

Chaque semaine, 45 km de câble environ sont livrés au CERN et contrôlés avant de repartir vers les usines des constructeurs des aimants pour être bobinés. Fin janvier et fin février, la moitié du câble - respectivement, externe et interne - avait été livrée. Aujourd'hui, il ne reste donc plus que 3500 km de câble à fabriquer !
Ce câble est destiné aux aimants principaux du LHC : les dipôles, qui guideront les particules dans l'anneau du LHC, et les quadrupôles, qui focaliseront le faisceau de particules. Les dipôles ont besoin de deux types de câble, chacun d'une largeur de 15,1 millimètres  : interne et externe. Le câble interne est composé de 28 brins d'environ 8900 filaments en niobium-titane (l'alliage supraconducteur) de 7 micromètres, dans une matrice de cuivre. Pour le câble externe, ce sont 36 brins d'environ 6400 filaments de 6 micromètres. Les quadripôles ne sont constitués que de câble externe. Quant aux quadripôles d'insertion - placés de part et d'autre des détecteurs des expériences, pour contribuer à l'augmentation de la luminosité du faisceau au point de collision - ils nécessitent des câbles spéciaux de 8 millimètres de largeur environ.


Le câble interne est composé de 28 brins d'environ 8900 filaments en niobium-titane de 7 micromètres, dans une matrice de cuivre.

Une des difficultés de la production des câbles tient dans le respect scrupuleux des dimensions imposées. Des mesures dimensionnelles de précision et des tests mécaniques sont d'abord effectuées à l'usine, pendant la production. Ensuite, les mêmes tests sont répétés sur environ 35 % des câbles au CERN sur les lignes de contrôle du bâtiment 103.
« Ce processus de contrôle a permis d'améliorer la qualité de la production. Aujourd'hui, les rejets représentent moins de 1 % », souligne Lucio Rossi, chef du groupe Aimants et Supraconducteurs. Viennent ensuite les tests cryogéniques à 1,9 K au bâtiment 163, au cours desquels près de 8 000 mesures sont effectuées chaque année. Il s'agit de vérifier en particulier : le courant critique de 13 000 Ampères (et donc zéro Volts, grâce à la supraconductivité !), l'aimantation, la conductivité du cuivre stabilisateur, bref l'ensemble des propriétés du câble à température cryogénique. De ces propriétés dépendent l'homogénéité et la qualité du champ nominal de 8,33 teslas qui sera délivré, et par voie de conséquence la qualité du faisceau. Tout est fait en sorte que le câble ne s'échauffe pas, auquel cas il perdrait son état supraconducteur.
Le câble supraconducteur des aimants du LHC est livré dans les délais prévus (voir graphe p.2). Maintenant que la production, arrivée à mi-parcours, a atteint sa vitesse de croisière, il reste moins de deux ans pour qu'elle s'achève. Pour Lucio Rossi et son équipe du « supra », dirigée par Luc Oberli, « la bataille n'est donc pas terminée » !


Courbe de l'évolution de la production de câble supraconducteur, projetée jusqu'en 2005. Nombre d'unité de longueur (UL) de câble supraconducteur livrée au CERN entre septembre 2000 et août 2005 pour trois types de câble : le câble interne (01), le câble externe (02) et le câble pour quadripôle (03). Pour bobiner un dipôle, il faut 4 UL de câble interne et 4 UL de câble externe. 1 UL de câble externe = 750 mètres; 1 UL de câble interne = 460 mètres.