Premier grand froid dans le tunnel

Les premiers 600 mètres de la ligne de distribution cryogénique (QRL) du LHC, destinée à alimenter les aimants supraconducteurs de l'accélérateur, ont passé avec succès les essais de validation de leur conception mécanique à température ambiante et à température cryogénique.

C'est la première fois que le système est testé dans le tunnel, dans des conditions proches de celles de l'exploitation. De plus, ces essais ont lieu dans le secteur 7-8 du LHC, c'est-à-dire là où, après des problèmes techniques survenus à l'été 2004, la QRL a dû être retravaillée, réparée et réinstallée, sous la responsabilité du CERN, dans le cadre de contrats existants avec les groupements ICS et IEG, ainsi que l'atelier principal, dirigé par TS/MME.

La mise en service des 600 m de la QRL a commencé par un test pneumatique : les différentes lignes ont été mises sous pression à l'aide d'hélium à température ambiante. Au cours du premier essai réalisé le 3 septembre, lorsque la pression a atteint 70% de la pression d'essai finale, une anomalie a été détectée sur le support externe et, sous la pression, une soudure d'un point fixe a cédé, entraînant un déplacement d'un élément de la QRL.

Après inspection détaillée, il s'est avéré que les dommages étaient limités. L'atelier principal (TS/MME) et les autres groupes participants ont alors travaillé jour et nuit pour mener à bien les réparations essentielles. Quelques jours plus tard, le 8 septembre, jour du Jeûne genevois, un nouvel essai pneumatique a été réalisé, avec succès.

Ensuite, les circuits de la QRL et le boîtier d'interconnexion cryogénique assurant l'interface avec le réfrigérateur ont été nettoyés et purgés. Cette opération, qui a duré deux jours, a permis d'éliminer la poussière qui s'était accumulée dans les lignes pendant la fabrication, la réparation et l'installation.

Le refroidissement a ensuite été réalisé en deux étapes. Ce processus, qui a duré 15 heures, a été effectué par le Groupe AT-ACR au moyen du réfrigérateur à hélium à 4,5 K et de son pré-refroidisseur à l'azote, permettant d'abaisser progressivement la température de l'hélium. Au bout de 10 heures, le Groupe a atteint le premier plateau de température à 80 K. Le 14 septembre au soir, la QRL avait été portée à 5 K, valeur proche de la température nominale, environ 3 K au-dessus de la future température d'exploitation des aimants du LHC.

« C'est un grand succès pour le Groupe AT/ACR. Nous sommes prêts à attaquer d'autres tâches difficiles, par exemple le refroidissement du secteur 8-1, d'ici à la fin de 2005 », affirme Germana Riddone, chef de la Section de distribution cryogénique du LHC.

Toutes les activités, depuis la préparation de l'essai pneumatique jusqu'au refroidissement, ont été menées à bien avec succès, malgré des difficultés inattendues, et réalisées dans un temps très court grâce à la collaboration entre toutes les parties intéressés, les groupes et départements du CERN et les entreprises participantes.

« Malgré tous les obstacles, une étape très importante a été franchie lors de la première mise en froid d'une partie de la QRL dans le tunnel du LHC, souligne Lyn Evans, chef du projet LHC. Je félicite tous ceux qui ont rendu ces résultats possibles par leurs efforts et leur dévouement. »

Le processus de mise en service cryogénique de la QRL devrait durer environ 5 semaines. La première semaine a été consacrée à l'essai de l'instrumentation (environ 100 thermomètres, 10 chaufferettes, 2 transducteurs de pression et des régulateurs PID) à basse température. Trois semaines seront consacrées à la mesure de l'entrée de chaleur en régime permanent ; elle sera mesurée avec précision à différentes températures à l'aide d'un module d'essai de la QRL équipé d'instruments spéciaux. Après validation de la conception thermique, les cryoaimants pourront être reliés à la QRL.

Parallèlement, les travaux d'installation de la QRL se poursuivent dans trois autres secteurs (8-1, 4-5 et 3-4).