La production de sections droites courtes atteint les 100 unités

La 100^e section droite courte destinée au Grand collisionneur de hadrons (LHC) a été assemblée au CERN au début d'avril. Chaque unité comprend des quadripôles supraconducteurs et d'autres aimants correcteurs multipôles, logés dans leurs cryostats, pour guider, focaliser et ajuster avec précision le faisceau dans le LHC. Le bâtiment 904, où les 474 sections droites courtes sont en cours d'assemblage, est souvent appelé « Lego land » par le personnel, avec une pointe d'humour et de fierté, tant ces ensembles d'aimants et de cryostats sont variés.

Très peu de gens se doutent probablement du travail assidu qui s'exécute au bâtiment 904 de Prévessin. Un hall de 2000 m², ancien atelier d'usinage situé à l'arrière du bâtiment, a été rénové et aménagé pour l'assemblage des 474 sections droites courtes (SSS) requises pour le LHC. Depuis que le site est devenu opérationnel, en janvier 2004, la cadence de production s'est progressivement accélérée et la 100^e section droite courte a été terminée la semaine dernière.

Bien que beaucoup plus courtes que les unités dipolaires de 15 mètres de longueur, les SSS sont bien plus complexes, car elles renferment des combinaisons diverses d'aimants de correction dipolaires, hexapolaires, octopolaires et quadripolaires d'accord, qui sont couplés de différentes manières dans les systèmes de vide et cryogénique. Au total, 55 types de cryostats de SSS sont nécessaires, selon les différentes combinaisons des masses froides (87 variétés) et les systèmes d'alimentation électrique et cryogénique spécifiques requis par la topologie du LHC.

L'assemblage des SSS devait initialement être réalisé par l'industrie européenne, mais en décembre 2003, en raison de l'insolvabilité du contractant et afin d'éviter de prendre du retard par une remise en appel d'offres, le CERN a décidé d'assumer cette activité en la plaçant sous la responsabilité du Groupe AT-CRI. Comme l'explique Vittorio Parma, ingénieur chargé du projet, le CERN doit maintenant relever le défi de réaliser des travaux qui seraient davantage du ressort de l'industrie. Les ingénieurs du Groupe Cryostats et interconnections (CRI) du CERN ont dû établir un réseau de plus de 10 importants fournisseurs d'éléments de cryostats, en conservant les fournisseurs d'origine lorsque cela était possible. Parallè lement, il a fallu monter l'infrastructure et un outillage d'assemblage spécifique dans la nouvelle installation d'assemblage du bâtiment 904. A partir de ressources humaines limitées, une équipe du CERN spécialisée dans l'ingénierie, l'assurance qualité et le suivi de la production a été créée ; de plus, la modification d'un contrat existant avec le groupement ICS a permis de libérer les ressources nécessaires à la réalisation de l'activité, dans la perspective d'axer les travaux sur l'atteinte de résultats. Deux contrats de prestation concernant des tests de détection des fuites et l'inspection des soudures ont également été établis avec les entreprises AL43 et IS respectivement. A présent, une quarantaine de personnes des trois entreprises travaillent en étroite collaboration : techniciens en mécanique, soudeurs, grutiers, électriciens, techniciens en électro-mécanique, techniciens du vide et inspecteurs en soudage.

Le travail consiste à assembler dans leurs cryostats les masses froides destinées aux quadripôles supraconducteurs des arcs du LHC, produites par l'entreprise allemande Accel dans le cadre d'un contrat suivi par le Groupe Aimants et supraconducteurs (AT-MAS), et les masses froides des quadripôles de la région dite « d'insertion », fabriquées au CERN par le Groupe Aimants et systèmes (AT-MEL). Des centaines d'éléments doivent être assemblés, ce qui implique le montage mécanique et la soudure de plus de 5 km de conduites en acier inoxydable ou en aluminium, étanches jusqu'à une pression de 20 bars, qui seront utilisées à des températures cryogéniques, et la pose et le brasage des câbles supraconducteurs des aimants et des fils d'instrumentation nécessaires pour contrôler le fonctionnement des aimants. Quelque 2500 tests de détection des fuites par spectrométrie de masse à l'hélium sont nécessaires pour vérifier l'étanchéité des circuits cryogéniques. Il faut aussi procéder à d'importants travaux de contrôle des installations électriques afin de vérifier l'intégrité de l'instrumentation des aimants et des circuits électriques tout au long de l'assemblage de la SSS. Tous les travaux sont exécutés avec un niveau d'exigence élevé, suivant des procédures d'assurance qualité détaillées, et font l'objet d'inspections strictes.

Le transfert de technologie du CERN à ICS est presque terminé et l'expérience acquise ensemble au cours de cette première année de travail porte déjà ses fruits : un taux de production stable de quatre SSS environ par semaine, qui permet d'espérer que les sections restantes seront assemblées d'ici la fin de 2007. L'objectif n'est pas encore atteint mais nous sommes partis sur de bonnes bases.