Les équipements du LHC tous en cadence
Plus de 80% des équipements de contrôle du LHC seront raccordés par un réseau de communication spécifique, baptisé WorldFIP. Il a été choisi pour sa grande précision temporelle, ses performances opérationnelles élevées et sa grande robustesse aux environnements difficiles. Plus de 350 kilomètres de réseau sont en cours d'installation et de qualification dans le tunnel LHC.
Au CERN, les spécialistes des bus se déplacent à vélo dans le tunnel LHC. Ils ne sont pas experts en véhicules à moteur, mais en bus de communication, appelés aussi bus de terrain. Ce sont en effet de tels réseaux de communication qui assurent la transmission fiable des données numériques entre les différents équipements de contrôle. Et actuellement, c'est à bicyclette que les équipes spécialisées dans ces réseaux parcourent les 27 km du tunnel pour qualifier des milliers de points de communication nécessaires au bon contrôle du LHC.
La machine LHC sera en grande partie commandée par de tels réseaux de communication. Plus de 80% des équipements de contrôle dans le tunnel de l'accélérateur sont issus de la technologie WorldFIP, un réseau complémentaire à Ethernet. « Ce bus a été choisi pour ses excellentes performances dans un environnement aussi exigeant que celui du LHC », explique Raymond Brun, responsable du projet LHC-WorldFIP. En effet, le contrôle des équipements de l'accélérateur nécessite une parfaite synchronisation.
« Grâce au bus WorldFIP associé à l'utilisation du GPS, nous serons capables, sur les 27 kilomètres de la machine, de synchroniser la plupart des équipements, de remettre automatiquement leur horloge à l'heure et de dater des événements avec une précision de quelques microsecondes », ajoute Raymond Brun. Ce bus jouera de ce fait un rôle « d'horloge », cadençant les équipements du LHC. L'autre grand avantage de ce bus est sa haute tenue au bruit électromagnétique intense et aux radiations. C'est d'ailleurs pourquoi il est employé également dans les centrales nucléaires. Enfin, ce bus est capable d'assurer un haut débit entre un grand nombre d'équipements répartis sur les longues distances de l'accélérateur LHC, sans régénération du signal.
Depuis le choix de ce bus de communication, en 1996, l'équipe de support WorldFIP du groupe Contrôles du département AB a travaillé d'arrache pied pour développer l'architecture du réseau et les logiciels associés. Ces derniers serviront à valider les 15000 points de connexion aux 15000 équipements intelligents utilisant des microcontrôleurs.
L'ensemble des segments du LHC sera piloté par 160 PC industriels jouant le rôle d'arbitre de bus et sur lesquels tourneront les logiciels utiles au transfert des données et à la synchronisation des équipements sur le système de « timing » général du LHC.
Après cette importante étape de développement, le réseau est maintenant en phase de déploiement dans le LHC. La tâche n'est pas des moindres. Pas moins de sept grands utilisateurs feront appel à ce bus de communication dans le LHC : les systèmes de protection des aimants, de conversion de puissance, d'instrumentation des faisceaux, de radiofréquence, de cryogénie, de mesure des radiations et de positionnement des aimants.
Ainsi 350 kilomètres de réseau répartis en 250 segments de communication sont en cours d'installation, ce qui représente plus de 60 000 câbles reconnaissables à leur couleur verte. L'équipe de support WorldFIP parcourt les galeries à vélo pour qualifier ces divers segments. Pour chacun d'eux, elle doit réaliser un ensemble de tests électriques et dynamiques, vérifiant ainsi que leurs performances sont conformes aux normes de communication. « Nous avons déjà qualifié 18% de l'ensemble des réseaux », explique Raymond Brun, « Notre cadence de qualification va passer à 10% par mois à la fin février pour rester en phase avec le planning général du LHC. »
Les résultats sont très encourageants puisque l'équipe WorldFIP a déjà pu observer le bon fonctionnement du réseau avec la première mise en service des 2,5 kilomètres de la ligne de transfert TI-8 entre le SPS et le LHC, à l'automne dernier.
