L’attraction des grandes roues d’ATLAS

ATLAS fête l’installation de la dernière des grandes roues formant les bouchons du spectromètre à muons de l’expérience.

Les détecteurs de muons des bouchons d’ATLAS, les «grandes roues», ont été comparés à des fleurs, à des moitiés d’orange, à des cadrans d’horloge ou à des œuvres d’art. Mais quel que soit le nom qu’on leur donne, chacune de ces roues représente une prouesse technique. Vendredi dernier, l’équipe a fêté l’achèvement de la dernière roue.

«Je peux bien l’avouer, à la fin de l’année dernière je n’aurais pas cru que nous arriverions à installer ces huit grandes roues pratiquement dans les temps, a reconnu Peter Jenni, porte-parole de la Collaboration ATLAS. Il a fallu beaucoup de temps pour installer la première roue, alors que pour la dernière, tout a été fait en quelques semaines. C’est une grande réussite !»

Les grandes roues abritent la couche intermédiaire de chambres à muons d’ATLAS dans la région d’extrémité et sont l’une des dernières grandes pièces à monter sur le détecteur. Chacune a un diamètre de 25 mètres, pèse entre 40 et 50 tonnes et contient environ 80 chambres de précision ou 200 chambres de déclenchement. La structure de support elle-même ne constitue qu’un tiers du poids total de la roue.

En raison de leurs dimensions, les roues ont dû être montées en 12 morceaux, pour celles qui portent les chambres de déclenchement, ou en 16, pour celles qui portent les chambres de précision (les « pétales » en aluminium, dont le dernier a été installé vendredi). Les roues ont été montées au CERN, à partir de nombreux éléments fabriqués dans différentes régions du monde, comme un gigantesque puzzle.

Parce qu’il fallait ménager de l’espace pour les chambres, la conception d’une structure adaptée s’est avérée particulièrement ardue. C’est le défi que les ingénieurs responsables du projet, Raphaël Vuillermet, Dimitar Mladenov et Giancarlo Spigo, sont parvenus à relever.

«Le plan des détecteurs eux-mêmes est connu depuis 15 ans ; tout le monde savait où ils seraient insérés, mais personne n’avait défini la structure, explique Dimitar. Les chambres de détection sont partout. C’est pourquoi il a fallu construire la structure autour de ces chambres et dans les petits interstices les séparant.»

Après trois ans de calculs, de dessins et de nuits blanches, le résultat est une structure extrêmement fine et légère, ajustée avec une précision de moins d’un millimètre.

La collaboration de 100 personnes issues de Chine, d’Europe, de Russie, des États-Unis, d’Israël, du Japon et du Pakistan, a commencé l’assemblage des composants en 2005 et l’installation en 2006. «Comme les pièces sont extrêmement délicates, nous avons dû faire attention en permanence, explique Raphaël. J’avais vraiment peur qu’il arrive quelque chose à ces chambres, ou bien aux gens qui travaillent à 30 m de hauteur. Mais tout s’est bien passé.»

La réalisation des grandes roues à muons est symbolique pour ATLAS, comme l’explique Marzio Nessi, coordinateur technique : « Les grandes roues ont toujours été considérées comme la dernière pièce à installer. Maintenant c’est fait. » Pour Dimitar, le plus difficile était de tenir les délais. «Je suis très fier de ce résultat, et tout le monde y a contribué. Nous avons beaucoup travaillé. Nous avons eu de la chance avec la météo. Un seul de jour de forte pluie et nous aurions pu prendre du retard. Mais Marzio nous a dit qu’il se chargerait du temps. Je ne sais pas comment il a fait, le temps a été magnifique !»

Il reste deux roues plus petites et les chambres d’extrémité à installer ; les roues ont commencé à produire des mesures, dans le cadre de tests réalisés avec des rayons cosmiques à intervalle de six semaines.

Les grandes roues, particulièrement esthétiques avec leur symétrie frappante, deviendront sans doute des objets emblématiques de l’expérience. Mais pour Marzio, toutes les pièces d’ATLAS sont belles : «C’est juste que celle-ci fait 25 mètres de haut…».