Dernières nouvelles du LS1 : une cavité capricieuse sera bientôt remplacée

Les tests sur le cryomodule RF de rechange du LHC se sont achevés la semaine dernière au bâtiment SM18. Après le remplacement d’une cavité défectueuse qui fait des siennes depuis le démarrage de la machine, l’ensemble des cryomodules pourront fonctionner à une tension nominale

Un cryomodule du LHC soumis à des tests dans le bâtiment SM18.

Le LHC possède 16 cavités radiofréquence (RF), regroupées en quatre cryomodules. Chacune d’elles est conçue pour fournir un champ d’accélération de 2 MV, et toutes ont atteint cet objectif sauf une. Depuis le démarrage de la machine, une cavité capricieuse située au point 4 subit une transition résistive chaque fois qu’elle doit rester à une tension de 2 MV. L’équipe du LHC a constaté qu’aucun traitement ne permettait à la cavité de se comporter normalement, la tension continue la plus élevée qu'elle peut atteindre étant de 1,3 MV.

« Ce n'était pas un problème pour la physique, explique Pierre Maesen, qui dirige les opérations de réparation et de remplacement des cryomodules du LHC. Nous avons pu compenser cette tension insuffisante en la redistribuant aux autres cavités. Mais pour que les paramètres optimum de la machine puissent être exploités, la cavité doit être remplacée. »

Malheureusement, on ne peut pas simplement remplacer une cavité RF par une autre. « Le champ d’accélération d’une cavité dépend de la qualité de sa surface interne, explique Pierre. Les cavités ne peuvent être traitées que dans une salle blanche, où l’on peut éliminer la poussière avec de l'eau ultra-pure. Même si une seule cavité est défectueuse, le module complet doit être retiré et remplacé par un nouveau. »

Descente d’un cryomodule dans le tunnel du LHC, en 2006.

La semaine dernière, l'équipe RF a fini de valider le cryomodule de rechange du LHC. Celui-ci pourra être installé dans la machine en janvier 2014. Cette étape marque la fin d'une longue phase d'essai pour l'équipe, qui, depuis le début de l’année, procédait à une série d’opérations : réparations de fuites, essais du vide et revalidation pleine puissance à froid du module.

La cavité défectueuse restera dans la machine jusqu'au dernier moment, au cas où un problème surviendrait lors du transport du nouveau module. « Les dispositifs de couplage du module sont raccordés à la chambre à vide de la cavité à l'aide de céramiques, explique Pierre. Ces céramiques peuvent se casser durant le transport. Pour cette raison, nous attendrons que le module de rechange soit dans le tunnel pour déconnecter celui d'origine. »  En souterrain, l'équipe effectuera des tests de fuite de vide pour vérifier que tout est en ordre. 

Remplacer la cavité défectueuse n'est pas seulement un moyen d'améliorer la performance du LHC ; c’est également l'occasion de résoudre un mystère qui intrigue depuis longtemps l’équipe chargée des opérations : pourquoi donc cette cavité capricieuse multiplie-t-elle les transitions résistives ? Nous le saurons quand nous l’aurons extraite de son module.

Pendant ce temps, ailleurs Au Décélérateur d’antiprotons (AD), les équipes testent actuellement les bobines de l’aimant BHN06, qui sont revenues de Russie, où elles ont subi des réparations, il y a quelques semaines. Rolf Heuer, directeur général du CERN, en compagnie notamment de Frédérick Bordry (à sa gauche), chef du département Technologie du CERN, lors de la soudure de la dernière manchette W du secteur 6-7. Aux points 5 et 7 du LHC, la campagne de câblage suit son cours à un bon rythme, les équipes travaillant actuellement en deux shifts. Dans le secteur 6-7 du LHC, tous les sous-secteurs à vide ont été fermés et testés. Les équipes procèdent actuellement au contrôle de l’ensemble du circuit à vide à l’aide d’hélium. Pour applaudir le travail accompli dans le cadre du LS1 et notamment, du programme SMACC (consolidation des circuits et des aimants supraconducteurs), le directeur général du CERN, Rolf Heuer, a assisté à la soudure de la dernière manchette W du secteur 6-7, qui a eu lieu le 28 novembre dernier. Notez par ailleurs que le retard qu’avait accumulé le programme SMACC, qui était de trois semaines, a pu être réduit à deux semaines et demi, et se verra encore diminué au cours des prochaines semaines.

par Katarina Anthony