Combler le vide à LHCb
Le mois dernier, le groupe Vide, surface et revêtements (VSC) a été chargé d’une opération inhabituelle des plus délicates dans la caverne d’expérimentation de LHCb : retirer le tube de faisceau du LHC en préservant entièrement l’intégrité de la délicate enceinte à vide du localisateur de vertex (VELO).
Le groupe VSC isole le tube faisceau du détecteur VELO à l'aide d'une bride. Image : Gloria Corti.
Le détecteur VELO de LHCb est l’un des joyaux de l’expérience. Entouré de vide, il peut être placé très près du faisceau, jusqu’à 5 cm. C’est fantastique du point de vue de la physique, mais très délicat lorsque l'on doit accéder au détecteur. « En raison de la sensibilité du détecteur VELO et de sa proximité par rapport au faisceau, la collaboration a décidé de ne pas étuver (voir l’encadré) la partie concernée du tube de faisceau, explique Giulia Lanza (TE-VSC-LBV), chargée des opérations liées au vide du faisceau. En conséquence, notre groupe a été chargé de retirer le reste du tube de faisceau du LHC en maintenant entièrement isolée la partie VELO du tube. Ce travail a été réalisé par les membres des groupes VSC-LBV et VSC-EIV, sous la supervision de Cédric Garion. » Une fois le tube de faisceau retiré, les ingénieurs de LHCb ont davantage de place pour les activités du LS1. Cela a permis aussi au groupe VSC de remplacer l’une des chambres à vide – qui, malgré son étanchéité, n’était pas conforme aux spécifications nominales – ainsi que les supports des chambres à vide.
Pour retirer le tube de faisceau, l’équipe VSC a appliqué une procédure spéciale consistant à injecter du néon dans le tube de faisceau. Ce gaz permet à l'équipe de diviser le tube de faisceau en deux parties, réduisant ainsi au minimum l’exposition à l’air. En outre, le néon étant un gaz noble, il peut rester dans le tube sans altérer son revêtement spécial (voir l’encadré). Une fois mis sous pression avec du néon, le détecteur VELO est isolé simplement à l’aide d’une bride.
Toutefois, le tube de faisceau n’est séparé du détecteur VELO que par une simple feuille d'aluminium très mince, et le moindre changement de pression, aussi léger soit-il, peut occasionner de sérieux dégâts. « S’il y a un déséquilibre de pression entre le tube de faisceau et le vide du détecteur VELO, la fine feuille d’aluminium peut se déchirer, explique Giulia. Pour éviter cela, nous avons maintenu la différence de pression à 4 mbar minimum et avons injecté du néon dans le tube de faisceau et la chambre à vide des détecteurs VELO, préservant ainsi l’équilibre de pression des deux côtés. » Du fait de la construction unique du VELO, l’équipe VSC disposait d’un spécialiste de ce détecteur, à savoir Eddy Jans, du NIKHEF, pour l’aider à mener à bien l'opération.
Le VELO rempli de néon restera en l’état pendant toute la durée du long arrêt. « Nous le maintiendrons à la pression atmosphérique pendant que les travaux se poursuivront tout autour, conlut Giulia. Toutefois, nous le remettrons sous vide dès que possible afin d'assurer l'intégrité parfaite du tube de faisceau lorsque la machine sera remise en service. »
| Étuver le revêtement absorbant non évaporable (NEG) Le tube de faisceau du LHC est recouvert d’un revêtement absorbant non évaporable (NEG), qui agit comme une pompe à vide interne et qui permet de fournir au LHC l’ultravide dont il a besoin. Pour activer le NEG, on chauffe le tube de faisceau à une température de 250°C. C’est le processus d’« étuvage ». Les sections du tube de faisceau du LHC retirées lors de l’opération en question seront étuvées, avant d'être remises en place à la fin du LS1. |
par Katarina Anthony
