Dernière ligne droite pour la String 2

Le LHC, ça fonctionne déjà ! L'équipe de la String 2, la chaîne de test du nouvel accélérateur du CERN, peut vous l'assurer. Le 17 juin dernier, elle a sablé le champagne après avoir amené le circuit des dipôles au courant nominal, soit 11860 ampères, produisant un champ magnétique de 8,335 Tesla.
Certes, c'est la deuxième fois que l'on fête la mise en service de la String 2 (voir Bulletin 39/2001). En septembre dernier, la première phase de cette nouvelle chaîne de test était inaugurée : en plus des prototypes de la ligne de distribution cryogénique et de la boite d'alimentation électrique, elle comprenait trois aimants dipôle prototypes encadrés par deux sections droites. Ces dernières sont composées chacune d'un aimant quadripôle et d'aimants correcteurs. Cet ensemble a été testé de septembre à décembre 2001.
Depuis, trois dipôles ont été rajoutés. A la grande différence des premiers, qui étaient des prototypes, ce sont des aimants qui descendront dans le tunnel puisqu'ils font partie de la présérie livrée par l'industrie. La chaîne ainsi complétée mesure presque 120 mètres de long et est incurvée, comme le sera l'accélérateur. «Nous avons maintenant une cellule complète du LHC», explique Roberto Saban, responsable de la String 2, «La quantité d'instrumentation et la complexité des processus de la String 2 ne sont pas loin de celles d'un secteur du futur accélérateur».
Les premiers essais de mise en service se sont révélés très satisfaisants. L'équipe a d'abord testé l'assemblage mécanique pour vérifier qu'il n'y avait aucune fuite et qu'il pourrait supporter les pressions qui surviennent lors d'une transition résistive. La transition résistive (ou quench) est le passage de l'état supraconducteur à l'état conducteur, et donc l'apparition d'une résistance, suite à un échauffement. Dans le cas d'un quench, l'hélium superfluide qui refroidit les aimants se met à bouillir et passe à l'état gazeux augmentant par conséquent la pression dans l'enceinte. Un quench peut être provoqué, par exemple, par la perte d'une partie infime du faisceau dans les bobines
Ensuite, le refroidissement a débuté pour atteindre la température nominale (1.9 Kelvin, soit -271,1°C) au bout d'un peu moins de dix jours. C'est cette température proche du zéro absolu qui permet d'obtenir la supraconductivité (circulation du courant sans résistance), condition pour obtenir le champ magnétique élevé requis. Après avoir vérifié l'isolation électrique ainsi que les systèmes de protection (détection de transitions résistives, systèmes d'interlocks, systèmes d'extraction d'énergie, convertisseurs de puissance etc.), l'équipe a procédé à la mise en service des circuits principaux.
Depuis, le programme expérimental a débuté. Parmi les multiples expériences, on observe la propagation d'un quench d'un aimant à ses voisins. Plusieurs semaines seront consacrées à l'étude et à l'optimisation du processus de refroidissement et de régulation de la température des aimants mais aussi de l'écran de faisceau situé à l'intérieur des tubes o circuleront les protons. Enfin, les quinze circuits électriques (dipôles de courbure, quadripôles de focalisation, aimants correcteurs, etc.) seront étudiés sous différents aspects tels que les transitions résistives dans les câbles, la régulation du courant, et l'excitation simultanée de plusieurs circuits, comme ce sera le cas pendant l'exploitation du LHC.
Le programme expérimental se poursuivra jusqu'à la fin de l'année. Grâce à l'expérience accumulée sur les String 1 et 2, les procédures de mise en service du LHC pourront être validées et les équipes seront mieux préparées à la complexité de fonctionnement de la future machine.