La tension monte

Actuellement en cours dans le secteur 3-4, les tests d’assurance qualité électrique (ELQA) permettent de contrôler l’intégrité des circuits supraconducteurs du LHC. Qu’il s’agisse des circuits des aimants principaux ou des circuits secondaires, rien n’échappe aux membres de l’équipe ELQA.

Réalisation des tests ELQA dans le secteur 4-5 du tunnel du LHC. Le dispositif modulable (dans le chariot rouge) permet de vérifier l’intégrité des circuits électriques des aimants du LHC. Il a été développé en collaboration avec l’IFJ-PAN, où il a d’ailleurs été amélioré spécialement pour le LS1.

Les aimants supraconducteurs du LHC comportent 1612 circuits électriques reliés à 52 boîtiers de distribution électrique (DFB) par quelque 3286 amenées de courant. Lors du fonctionnement nominal de l’accélérateur, les aimants sont alimentés par un courant électrique total de 3,3 millions d’ampères. En fait, le LHC est, dans une très large mesure, une machine électrique. D’où l’importance des tests d’assurance qualité électrique.

Depuis le 22 février, l’équipe ELQA est dans le tunnel. Sa mission : vérifier l’intégrité de tous les circuits électriques des aimants supraconducteurs de la machine et leur conformité pour l'opération à la haute énergie de 7 TeV par faisceau. « Nous contrôlons l’intégrité des circuits électriques des aimants et de leur instrumentation. Pour cela, nous mesurons leurs paramètres électriques, notamment leur continuité électrique ainsi que leur isolation par rapport à la terre », explique Giorgio D’Angelo, ingénieur de projet ELQA. Pour ce faire, l’équipe ELQA applique une haute tension électrique aux bornes de chaque élément. Si le signal enregistré correspond aux spécifications, tout est en règle. « Si le résultat du test diffère de ce qui est attendu, nous poussons le diagnostic plus avant, jusqu’à ce que le problème soit identifié », ajoute Giorgio D’Angelo.

Car l’intégrité électrique est primordiale. En effet, le moindre court-circuit peut engendrer une panne de la machine, voire sérieusement endommager les aimants concernés. Bien entendu, chaque circuit est équipé d’un système de protection. En cas de transition résistive (« quench »), celui-ci prend le relais et assure la dissipation de l’énergie jusqu’à l’extinction du courant.

Si tous ces tests sont d’abord réalisés à froid, dans les conditions réelles d’exploitation du LHC, ils sont ensuite également effectués à température ambiante. En effet, en passant de 1,9 à 300 K (voir l’article Avis de canicule sur le LHC paru dans le Bulletin 12-14/2013), la machine est soumise au phénomène de dilatation thermique, ce qui peut éventuellement créer des dégâts au niveau électrique. Au cours du long arrêt technique (LS1), 18 aimants (15 dipôles et 3 quadripôles) devront être remplacés ; autant d’éléments dont il faudra vérifier la conformité électrique une fois installés et connectés. Une mission dont s’acquittera également l’équipe ELQA.

« Pour le LS1, 25 spécialistes de l’Institut de physique nucléaire Henryk Niewodniczański – Académie des sciences polonaise (IFJ-PAN) sont venus renforcer l’équipe ELQA du CERN, indique Jaromir Ludwin, ingénieur de projet ELQA. En effet, depuis 2005, le CERN collabore avec cet institut, qui forme des experts dans le domaine de l’assurance qualité électrique. Présents lors de l’assemblage du LHC, les ingénieurs de l’IFJ ont développé un savoir-faire indispensable au bon déroulement des tests ELQA lors du LS1. »

Jusqu’à présent, les tests à froid ont été menés à bien dans les secteurs 1-2, 2-3, 4-5, 5-6, 6-7, 7-8 et 8-1. Ils devraient être achevés d’ici à la fin du mois d’avril. Il sera alors temps de tout reprendre depuis le début. À chaud cette fois.

par Anaïs Schaeffer