LHC : du chaud au froid
La première boîte cryogénique d?alimentation électrique destinée à alimenter en courant les aimants supraconducteurs d?un arc vient d?être installée au Point 8 du LHC. Cette nouvelle étape récompense les efforts conjoints des départements AT et TS au CERN, de l?institut IHEP de Moscou et des partenaires industriels du CERN ayant collaboré à sa fabrication et annonce la mise en froid prochaine du premier secteur de 3,3 km du LHC.
Le transport du courant électrique entre la température ambiante et la température cryogénique est assuré par des amenées de courant dont l?extrémité inférieure baigne dans un bain d?hélium liquide. Elles sont refroidies activement par de l?hélium gazeux qui, injecté à 20 K à leur partie basse, ressort à température ambiante à leur sommet. Pour limiter les charges thermiques, les amenées de courant utilisent des supraconducteurs céramiques à haute température critique. Dans cette application, ces matériaux, qui ont été découverts il y a vingt ans seulement, sont pour la première fois mis en oeuvre à grande échelle (voir Bulletin nº 22/2004).
En plus des DFBA situées aux extrémités des arcs, l?alimentation des aimants supraconducteurs des sections droites de la machine nécessite aussi d?autres boîtes d?alimentation électrique de dimensions plus réduites (nommées DFBM et DFBL), qui jalonnent l?anneau du LHC. Cela représente au total 44 DFB de divers types, équipées de 1200 amenées de courant assurant le transport de courants de 120 à 13000 ampères d?intensité, pour l?alimentation de plusieurs centaines de circuits différents.
«Toutes les DFB sont différentes car les besoins en alimentation électrique sont spécifiques à chaque secteur du LHC» explique Antonio Perin, responsable de leur conception et construction. Par ailleurs, comme la pente locale du tunnel varie avec la position dans le LHC, il est nécessaire d?ajuster l?horizontalité des diverses DFB afin que toutes les amenées de courant soient plongées dans leur bain d?hélium liquide, tout en garantissant l?alignement du tube de faisceau!
Au carrefour de la cryogénie, de l?alimentation électrique et de la mécanique du LHC, la conception et la fabrication des DFB est une tâche qui requiert une approche interdisciplinaire. «La production des ces boîtes d?alimentation est le fruit d?une collaboration entre les département AT et TS du CERN, l?institut IHEP de Protvino en Russie et plusieurs partenaires industriels du CERN» explique Rob van Weelderen, ingénieur responsable du projet.
La toute première installation d?une DFBA dans le tunnel marque donc une étape importante pour toutes ces équipes. Elle annonce également la mise en froid prochaine du tout premier secteur cryogénique du LHC, un événement lui aussi très attendu.
