La dernière pièce du puzzle
Après une opération similaire réalisée à CMS, la dernière section du système à vide du faisceau du LHC a été installée à ATLAS le lundi 16 juin. Là où l’expérience et l’accélérateur se rejoignent, la réalisation de la dernière partie du tube à faisceau continu de 27 km montre combien on s’approche de la circulation du premier faisceau dans le LHC.
La dernière section du tube à faisceau du LHC en cours d’installation à ATLAS.
Bien qu’il s’agisse d’un élément technique apparemment simple par rapport à la complexité des détecteurs, le tube à faisceau est une pièce de conception élaborée qui joue un rôle essentiel pour les expériences et pour le LHC. La section du tube à faisceau qui est venue achever l’anneau du LHC le lundi 16 juin est située à 20 m environ du centre d’ATLAS, très près de l’endroit où sont installés les premiers aimants du LHC.
Contrairement au tube à faisceau central d’ATLAS, qui est en béryllium, la section finale est faite en acier inoxydable. Un cône en aluminium entoure le tube en acier inoxydable, le détecteur ultramince LUCID (qui mesure la luminosité apportée par le LHC à ATLAS) étant glissé entre les deux.
L’installation a été non seulement une prouesse d’ingénieur, mais aussi un remarquable succès de coordination. Le tube à faisceau est extrêmement fragile et ne peut être installé qu’une fois achevé le montage des autres éléments, plus grands, de l’expérience. «Nous étions sur des charbons ardents, explique Ray Veness, chef de la section de l’ingénierie du vide. Nous avons dû attendre que les autres aient achevé les autres parties de l’expérience. Mais maintenant que le tube à faisceau est installé, cela veut dire que nous touchons au but.»
La section finale du tube à faisceau vient également parachever le système de vide du LHC. L’équipe du vide s’assure à présent que le tube à faisceau est étanche et prêt à recevoir le faisceau; jusqu’à présent, aucun problème n’est apparu. Créer un ultravide dans le tube est très important pour éviter que les protons ne heurtent des particules de gaz, ce qui produirait un rayonnement qui pourrait endommager l’installation.
La section ingénierie du vide a travaillé en très étroite collaboration avec les géomètres pour positionner précisément le tube à faisceau au centre de l’expérience. «Bien évidemment, le faisceau va aller en ligne droite. Nous devons être sûrs à 100 % que le tube est parfaitement centré. Nous l’avons aligné à 0,5 mm de la position nominale, avec l’aide des géomètres et de leurs mires,» explique Ray.
Cela a été possible grâce à un travail acharné pendant de nombreux mois, non seulement de AT-VAC, mais aussi de TS-MME et TS-SU ainsi que des équipes d’installation et de transport d’ATLAS. Pour Ray et son groupe, cette étape dans ATLAS est l’aboutissement de plus de dix ans de travail. «J’ai commencé la conception de cette section en 1994, il y a donc 14 ans, en gribouillant des esquisses autour d’un café.» Et au CERN, ce qui commence avec un café et un bout de papier griffonné se termine souvent autour d’une bouteille de champagne et d’une grande réalisation d’ingénieur…
Comparaison entre les tubes à faisceau d’ATLAS, de CMS, d’ALICE et de LHCb
Du point de vue des matériaux, les tubes à faisceau d’ATLAS, de CMS et d’ALICE sont pareils: la section centrale entourant le point d’interaction est en béryllium et les parties d’extrémité sont faites d’acier inoxydable et d’aluminium.
Toutefois, tous les tubes à faisceau sont de conceptions différentes. Les tubes à faisceau d’ATLAS et de CMS sont symétriques par rapport au point d’interaction ; il y a la même suite de détecteurs des deux côtés. Au contraire, dans ALICE et LHCb, les tubes à faisceau sont asymétriques. Ainsi, LHCb comporte un tube conique en béryllium de 13 m de long, d’un seul côté. (Voir l’article du Bulletin Bul-NA-2007-128)
