Trente-sixième joyau sur la couronne de CMS
Le tonneau du calorimètre électromagnétique de CMS vient d’être doté de son trente-sixième et dernier supermodule de cristal. Regardez le reportage vidéo.
Le tonneau du calorimètre électromagnétique de CMS vient d’être doté, avec beaucoup de précaution, de son trente-sixième et dernier supermodule de cristal.
27 juillet, 16 h 30, des applaudissements retentissent dans la caverne de CMS. Après quatre heures d’installation, le dernier supermodule vient de rejoindre les 35 autres dans les tonneaux du calorimètre électroma gnétique de CMS, finalisant un travail débuté trois mois plus tôt. C’est une étape très importante pour toute la communauté du calorimètre électromagnétique (ECAL) de CMS qui a travaillé d’arrache-pied pendant plusieurs années au développement, à la construction et aux tests de cette pièce maîtresse du détecteur.
Le dernier supermodule (voir encadré) est arrivé le matin dans la caverne de CMS où il a subi une série de tests pour vérifier son état après transport. Il a ensuite été placé sur une poutre pour être monté au centre de l’expérience à l’intérieur du calorimètre hadronique. La poutre a été fixée sur une sorte de tonneau rotatif appelé « enfourneur ». Cet outillage tourne doucement, amenant le supermodule en face de son futur emplacement. Le supermodule a par la suite été inséré dans le calorimètre électromagnétique, comme un « tiroir » en glissant sur deux rails. Le point crucial de la manœuvre était le positionnement du supermodule dans son axe d’insertion, au millimètre près. Le parallélisme entre le supermodule et le reste du calorimètre était constamment contrôlé.
L’insertion du dernier supermodule est une étape délicate car les supermodules, composés de 1700 cristaux, sont très fragiles. Lors de la manœuvre, le supermodule ne doit pas toucher les parois des supermodules voisins au risque d’être endommagé et d’abîmer les autres. « Il y a un interstice nominal de trois millimètres entre chaque supermodule. En fonction de la tolérance de montage et de construction, cet espace peut se réduire à moins d’un millimètre », souligne Olivier Teller, ingénieur projet de CMS ECAL, « Une fois les rails alignés, l’insertion se fait avec comme unique contrôle, la vue! »
La mise en place du dernier supermodule a duré un peu plus de quatre heures, ce qui est peu par rapport à la très longue journée qu’il avait fallu pour insérer le premier. « Lors, de l’installation des 18 premiers supermodules, nous fonctionnions au rythme d’une installation par jour. Au fur et à mesure, la technique a été améliorée et lors de la deuxième série d’insertion, les 18 autres supermodules ont été installés au rythme de deux par jour », explique Olivier Teller.
Une fois mis en place, le supermodule va être testé pour vérifier s’il n’a pas été endommagé lors la manipulation. « La prochaine étape est le câblage, qui aura lieu dans le courant du mois d’août », explique Olivier Teller. Il y aura trois sortes de connexions à effectuer : le câblage électrique (l’alimentation haute et basse tension, les sondes de température et d’humidité), les circuits de refroidissement et les fibres optiques.
Saviez-vous?
Mesurant trois mètres de long et pesant près de 3 tonnes, les supermodules contiennent chacun quatre modules et renferment en tout 1700 cristaux de tungstate de plomb. L’ensemble des supermodules constitue le calorimètre électromagnétique tonneau de l’expérience CMS, sous la forme de deux tonneaux de 18 supermodules. Lorsque les particules entreront en collision au centre du détecteur CMS, les électrons et photons incidents déposeront de l’énergie dans les cristaux, qui émettront une lumière de scintillation. La quantité de lumière produite varie avec l’énergie de la particule. Les photodétecteurs fixés sur chacun des cristaux détectent cette lumière et produisent un signal électrique qui lui est proportionnel.
