En avant toute pour les essais des aimants du LHC

Fin des travaux d'installation au SM18, le hall où tous les aimants sont testés avant leur mise en place dans le LHC.


Andrzej Siemko et Maryline Gateau devant plusieurs aimants à différents stades des essais. Six autres bancs d'essais sont installés de l'autre côté du portique qui contient les systèmes d'alimentation et de cryogénie.

L'entrée en service de son dernier banc d'essai marque l'achèvement de l'installation d'essai SM18. Elle tourne désormais à plein régime pour tester l'ensemble des 1732 aimants dipolaires et quadripolaires supraconducteurs qui prendront place dans le LHC. Le dernier des 12 bancs d'essai a été entièrement mis en service après l'installation des deux derniers coffrets d'alimentation cryogéniques fabriqués par l'entreprise Air Liquide.
L'objectif de SM18 est de tester de 12 à 14 aimants par semaine, sachant qu'il faut entre 5 et 7 jours pour évaluer un aimant. Chaque test est réalisé à 1,9 K(-271 C) avec des champs magnétiques portés jusqu'à 9 teslas.
Plus de 200 aimants dipolaires ont déjà été acceptés pour le LHC. Après un nombre très faible de transitions résistives*, ils ont dépassé le champ magnétique de 8,3 teslas requis pour infléchir le faisceau de protons de 7 TeV à l'intérieur du LHC. 'Les essais réalisés jusqu'à présent ont été essentiels pour valider la conception et la construction des aimants du LHC', explique Andrzej Siemko, coordinateur de la construction de l'installation d'essai. 'Les informations que nous donnons en retour aux fabricants sont une part importante de notre travail'.
Compte tenu du calendrier serré du LHC, la qualité du champ magnétique ne sera pas mesurée à 1,9 K sur tous les aimants, ce qui n'affectera toutefois pas la mise en service de l'accélérateur étant donné que tous les aimants sont mesurés à chaud et qu'il existe désormais une corrélation solide entre les mesures à chaud et à froid.
Les essais remontent à 1994, lorsque les premiers aimants prototypes du LHC ont été développés. Les techniques de mesure perfectionnées permettent à l'équipe responsable de la salle de contrôle de SM18 de quantifier les caractéristiques de ces aimants supraconducteurs de pointe, qui chacun mesure 15 m de longueur et pèse 35 tonnes.
L'assemblage de SM18 a été réalisé au prix d'un travail d'équipe considérable impliquant plusieurs groupes des départements AB, AT et TS pendant plus de trois ans. L'installation compte plus de 3000 canaux d'acquisition de données pour le contrôle cryogénique et les essais des aimants, 64 circuits à haute intensité et plus de 120 câbles refroidis par eau, chacun épais de 10 cm et transportant 5 kiloampères.
Le nouveau réfrigérateur, situé dans un bâtiment adjacent, est le seul élément de l'infrastructure de SM18 qui servira par la suite au LHC puisqu'il fournira de l'hélium liquide à un octant de l'anneau. Tous les autres équipements sont propres à l'installation d'essai.
Les essais mobilisent à présent plus d'une centaine de personnes à temps complet, dont 40 membres du personnel du CERN, les autres étant employées par des groupements détenant des contrats industriels (ALLS et ICS). Pour mener à bien cette tâche, il est nécessaire de travailler 24 heures sur 24 avec en permanence plusieurs équipes d'astreinte.
'Aucun aimant supraconducteur ne sera jamais parfait', explique Vinod Chohan, responsable des essais magnétiques dans des conditions cryogéniques au SM18. 'Mais chacun d'eux doit être testé pour voir dans quelle mesure il se rapproche de la perfection et est acceptable.'
Les essais sont effectués par les membres du personnel du Groupe Opérations du Département AB, qui ont été rejoints par un certain nombre de collaborateurs indiens qui travaillent dans le cadre de contrats de détachement d'une année. L'équipe du Groupe Opérations nourrit une solide philosophie de transfert des connaissances aux nouveaux arrivants garantissant une pérennité des compétences essentielle à la réussite de la collaboration.
'Nous sommes passé du statut de physiciens des accélérateurs et des aimants supraconducteurs à celui d'industriels', indique Louis Walckiers, Chef du Groupe Essais et mesures des aimants. 'Tous les jours, nous devons prendre des décisions sur place, changer les priorités et nous adapter, comme dans l'industrie de production. C'est un défi très intéressant, pointu et particulièrement exigeant sur le plan technique.'






* Une transition résistive est le passage de l'aimant de l'état supraconducteur à l'état conducteur, et donc l'apparition d'une résistance suite à un échauffement. Une transition résistive dans un aimant perturberait toute la chaîne de fonctionnement du LHC. (retour)