Tests réussis pour les triplets
Les aimants « triplets internes » du LHC sont à présent réparés et tous en place. Les premiers ont passé les tests de pression avec succès.
Triple hourra pour les triplets ! Tous les « triplets internes » du LHC sont maintenant réparés et en place dans le tunnel. Grâce à la mobilisation d’une équipe pluridisciplinaire du CERN et de Fermilab, avec l’aide des laboratoires KEK et Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), une solution a été trouvée, testée, validée et appliquée.
À la fin du mois de mars dernier, l’un des triplets internes placé au point 5 n’avait pas résisté à un test de pression. Un défaut de tenue avait été identifié sur deux des trois aimants quadripolaires des triplets, les aimants Q1 et Q3 placés à chaque extrémité de l’ensemble. Après analyse du problème, l’équipe dirigée par Ranko Ostojic (AT/MEL) a eu l’idée de renforcer la structure de soutènement des deux aimants incriminés à l’aide de quatre cartouches en métal (voir Bulletin 28-29/2007).
La solution s’est révélée probante puisqu’elle a été largement validée par les tests de pression. Pour s’assurer d’une tenue optimale, les essais ont été menés avec une pression 25 % supérieure à la pression nominale, soit 2500 kilopascals (kPa) contre 2000 kPa pour la pression maximale de fonctionnement.
Les neuf triplets, dont un de rechange, ont été équipés de leurs cartouches durant l’été. Trois d’entre eux ont subi les tests de pression avec succès. Les boîtes cryogéniques d’alimentation électrique, dites DFBX, qui sont associées aux triplets, ont également subi une réparation. Un seul triplet, celui qui avait été endommagé par le test au printemps, et une DFBX ont été extraits du tunnel. Les autres ont été réparés in situ, c’était d’ailleurs l’un des impératifs de la solution à trouver. « Ce problème est désormais derrière nous, se félicite Jim Kerby de Fermilab, chef de l’équipe américaine, Tous les aimants sont en place dans le tunnel et la DFBX qui avait été extraite est prête à descendre. »
Les tests de pression vont se poursuivre cet automne sur les autres triplets, mais leur réussite ne fait pas de doute. L’équipe qui a mené ce sauvetage en un temps record mérite un beau coup de chapeau !
Une nouvelle génération de triplets
Pour préparer l’augmentation de la luminosité du LHC, le premier aimant « Long Racetrack Shell » (LRS) a été réalisé au Laboratoire national de Brookhaven. D’une longueur de 3,6 m, le LRS est un prototype destiné à préparer la nouvelle génération d’aimants quadripolaires pour les « triplets internes » qui seront mis en service pour l’exploitation du LHC à une luminosité plus élevée.
Les triplets internes seront exposés à des rayonnements plus intenses et à des températures plus élevées. En outre, les nouveaux aimants devront fonctionner en étant soumis à un champ magnétique plus puissant. Tous ces facteurs ont influé sur le choix du matériau utilisé dans la construction des bobines magnétiques : l’équipe réunissant des spécialistes du Laboratoire Fermi, du Laboratoire national Lawrence de Berkeley et du Laboratoire national de Brookhaven a ainsi opté pour le niobium-étain (Nb3Sn). La possibilité de recourir à des conducteurs niobium-étain pour les aimants de nouvelle génération est également étudiée par CARE/NED, un projet européen (voir Bulletin n° 43-44/2006).
Le LRS est le premier aimant niobium-étain d’une longueur supérieure à un mètre qui ait jamais été construit et testé avec succès. Le Laboratoire national de Brookhaven a produit les bobines, le Laboratoire national Lawrence de Berkeley a conçu et construit la structure de support et le Laboratoire Fermi s’est chargé de la gestion du projet, de la caractérisation du conducteur, du développement de l’isolation ainsi que de l’isolation d’une bobine prototype. Lors des essais au Laboratoire national de Brookhaven pendant la semaine du 23 juillet, l’aimant LRS a transporté un courant représentant 91 % de l’intensité attendue et a généré un champ magnétique culminant à 11 Teslas. Selon Giorgio Ambrosio, du Laboratoire Fermi, qui a coordonné l’activité des trois laboratoires : « Le test a complètement répondu aux attentes ; la prochaine étape sera la construction du premier quadripôle long en niobium-étain. »
Texte extrait de Fermilab Today
