Un nouveau Centre de Contrôle du CERN verra bientôt le jour

Le CERN va construire un Centre de Contrôle pour tous les accélérateurs.

Le CERN va construire un Centre de Contrôle (CCC) pour l'exploitation de tous ses faisceaux et accélérateurs - un aménagement essentiel à la réussite du LHC. Le CCC, dont le bâtiment prolongera l'actuelle Salle de contrôle de Prévessin (PCR), devrait être opérationnel au 1er février 2006. Avec un budget de 8,1 MCHF, les coûts sont maintenus au plus bas en utilisant le plus possible l'infrastructure en place.
Cinq opérateurs des accélérateurs travaillent actuellement dans deux salles de contrôle, à Prévessin et à Meyrin. Avec le LHC, deux opérateurs supplémentaires les rejoindront, à temps plein. De plus, deux opérateurs oeuvrent déjà dans la Salle de contrôle technique (TCR) pour les services techniques du CERN et une autre équipe d'exploitation sera requise pour la cryogénie du LHC.
Etant donné que la performance du LHC dépendra directement du reste de la chaîne d'accélérateurs du CERN, ainsi que de ses services techniques et cryogéniques, il est essentiel de rationaliser les opérations en rassemblant tous ces intervenants.
Après le Linac (accélérateur linéaire), les protons destinés au LHC traversent le synchrotron injecteur du PS, ou Booster (PSB), qui définit la section du faisceau, laquelle doit être suffisamment petite pour qu'il soit adapté au LHC et pour qu'un nombre suffisant de collisions se produisent dans les expériences. De là, le faisceau part vers le PS (Synchrotron à protons), qui définit la longueur de chaque paquet de protons et leur espacement. Le PS passe alors le relais au SPS (Supersynchrotron à protons), qui définit la configuration de remplissage et porte l'énergie du faisceau jusqu'à 450 GeV pour qu'il soit injecté dans le LHC.
Le LHC accélérera ces protons jusqu'à une énergie de 7 TeV avant qu'ils n'entrent en collision dans les expériences. Toutefois, si l'un des accélérateurs qui précèdent délivre un faisceau imparfait, il ne sera pas possible de corriger l'erreur une fois le faisceau dans le LHC, contrairement au LEP où, grâce à l'amortissement radiatif des électrons et des positons, les petites « erreurs » au niveau de la préparation du faisceau dans la chaîne d'injection n'avaient que peu ou pas d'incidence sur la performance du LEP. Les protons toutefois se comportent différemment. Ils ont la « mémoire » longue et toute erreur, aussi minime soit-elle, dans la chaîne d'injection se retrouvera malheureusement dans le LHC. En coordonnant le processus, le CCC garantira la qualité du faisceau.
Le CCC devra également gérer les faisceaux de toutes les autres installations du CERN : l'installation de neutronique par temps de vol (n-TOF) au PS, le décélérateur d'antiprotons (AD) et sa zone d'expérimentation, l'anneau d'ions de basse énergie (LEIR), le séparateur d'isotopes en ligne (ISOLDE) auprès du Booster, les zones d'expérimentation Nord et Est et l'installation CNGS qui devrait entrer en service en 2006.
Avec la construction du LHC, des changements encore plus nombreux auront lieu dans les deux prochaines années. En 2005, les machines PS et SPS seront arrêtées afin de libérer davantage de ressources pour les activités liées au LHC. En 2003, un certain nombre d'opérateurs des accélérateurs ont été détachés pour travailler sur un programme d'essai des aimants du LHC au SM18. Lorsque ce programme sera terminé, le nouveau CCC sera entré en service, prêt à faire en sorte que le LHC puisse fonctionner avec une efficacité maximale.

Etre opérateur de faisceaux : bien plus qu'appuyer sur des boutons

« L'opérateur - un personnage insolite, car il a beau être en première ligne, son travail est relativement méconnu », déclare Simon Baird, chef du Groupe Opérations du Département AB.
Ce sont les opérateurs des accélérateurs qui donnent les moyens de faire des recherches au CERN. Leur plus grand défi consiste à maintenir une performance optimale des faisceaux tout en réduisant les périodes d'immobilisation durant lesquelles les utilisateurs ne peuvent disposer d'un faisceau prévu avec les caractéristiques adéquates. Une tâche qui nécessite de travailler 24 heures sur 24, la nuit et les week-ends.
Chaque accélérateur transporte plusieurs faisceaux simultanément et peut adapter chacun d'eux à une expérience donnée. C'est cette aptitude exceptionnelle à prendre en charge plusieurs installations différentes en même temps qui fait du CERN un laboratoire unique dans son domaine de recherche.
« Nous démultiplions les tâches des accélérateurs », explique Simon Baird. « Un peu comme un réseau ferroviaire qui utilise la même infrastructure pour transporter de nombreux passagers différents vers un grand nombre de destinations différentes. »
Dans les plus puissants accélérateurs du CERN, les passagers sont des particules (protons, ions, antiprotons, etc.), et pour chaque expérience, ils doivent être organisés de manière différente, avec des niveaux d'énergie différents et dans des quantités différentes. Les opérateurs doivent veiller à ce que tous les passagers (particules) arrivent à la bonne destination, à l'heure prévue et en nombre exact. Ils doivent également organiser le calendrier, mener des expériences visant à améliorer l'efficacité et la qualité, et aider à réparer le système en cas de panne.
« Nous les encourageons à pousser les machines pour accroître la performance des faisceaux », indique Simon Baird. « Etre opérateur, c'est bien plus que faire en sorte que tout fonctionne ». En effet, exploiter le LHC et le nouveau faisceau du CNGS, tout en maintenant et en améliorant l'ensemble des faisceaux et installations existants, repoussera les limites actuelles des accélérateurs du CERN.
L'aspect le plus insolite du travail ? Même si la plupart des accélérateurs sont souterrains, les orages peuvent occasionner d'importants problèmes en affectant l'alimentation électrique des équipements sensibles des machines. Les opérateurs des faisceaux doivent même consulter les prévisions météorologiques !