Les systèmes du LHC se préparent au redémarrage avec faisceau

Publié par Adrien le 02/03/2015 à 00:00
Source: Reyes Alemany Fernandez - Copyright CERN
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Alors que la mise en service des circuits supraconducteurs se poursuit, la qualification des autres systèmes essentiels du LHC en vue du faisceau fait elle aussi l'objet de soins minutieux.

Des essais d'intégration à petite échelle ont été programmés et réalisés avec succès sur les différents systèmes depuis le printemps 2014, afin de les entraîner parfaitement et de déboguer minutieusement leurs multiples interfaces. Cette activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) est menée par le groupe Opérations, en étroite collaboration avec les responsables des équipements et avec le soutien essentiel du groupe chargé du contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) des accélérateurs. Les essais commencent une fois que les systèmes ont été qualifiés individuellement par les responsables des équipements et qu'ils sont prêts à être remis au groupe Opérations. Celui-ci effectue alors des "essais à blanc", ainsi appelés parce qu'ils se déroulent sans faisceau; ils sont pilotés à partir du Centre de contrôle (Un centre de contrôle, dans le domaine de l'astronautique, est une salle d'où sont...) du CERN (CCC), avec les mêmes logiciels de pointe que ceux utilisés pendant l'exploitation avec faisceau.

Les essais à blanc représentent la première étape d'un test d'intégration global qui concerne tous les systèmes de la machine, y compris les circuits supraconducteurs. Tous les systèmes seront amenés à fonctionner ensemble tout au long d'un cycle nominal du LHC pour ce test global, qui sera réalisé pendant la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) de vérification de la machine.

Pour donner un exemple, le test d'intégration des aimants d'injection du LHC, du système de synchronisation du LHC, du protocole d'injection et du système d'arrêt de faisceau est l'un des essais à blanc les plus importants. Chaque système est d'abord testé à blanc séparément, c'est-à-dire que le groupe Opérations vérifie qu'il peut être commandé à distance, depuis le CCC, avec la configuration adéquate. Les systèmes sont ensuite testés ensemble; dans ce cas précis, ils sont mis en route ensemble suivant la séquence opérationnelle appelée "injection et arrêt".

Les essais sont effectués sans que le faisceau ne soit envoyé vers le LHC, bien que celui-ci, maître du protocole d'injection, en fasse la demande. Le faisceau est produit par la chaîne de pré-accélération, puis injecté dans le SPS et finalement arrêté par l'absorbeur du SPS. Pendant tout le processus, tous les signaux de synchronisation sont émis de manière à ce que les aimants d'injection du LHC puissent pulser en synchronisme (Le synchronisme désigne le caractère de ce qui se passe en même temps, à la même vitesse....) avec le faisceau du SPS. En outre, les systèmes radiofréquence du LHC et du SPS sont synchronisés automatiquement, une condition essentielle pour garantir que le faisceau sera ensuite injecté dans le bon puits radiofréquence du LHC. Dans le même temps, l'ensemble de l'instrumentation (Le mot instrumentation est employé dans plusieurs domaines :) de faisceau concernée par la qualification de l'injection est actionnée et analysée par le système de vérification de la qualité de l'injection. Quelques microsecondes après l'injection "virtuelle", les aimants de déflexion rapide de l'absorbeur de faisceau se déclenchent pour simuler un arrêt programmé. Si cet exercice compliqué est réussi, cela signifiera qu'il y a de bonnes chances que l'on puisse injecter le faisceau réel dans le LHC. La séquence "injection et arrêt" a déjà été testée plusieurs fois pour les deux faisceaux; elle a été utilisée pendant le test des lignes de transfert TI2 et TI8, qui a eu lieu en novembre 2014.

De nombreux autres essais ont été réalisés ces derniers mois sur d'autres systèmes: l'instrumentation de faisceau, l'interface avec les expériences LHC, les aimants servant aux mesures d'optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement...), d'ouverture et de point (Graphie) de fonctionnement, les collimateurs, etc. D'autres systèmes, notamment l'amortisseur (Un amortisseur est un système destiné à limiter voire supprimer les oscillations d'un objet ou...) transversal et les cavités radiofréquence, attendent leur tour et seront bientôt confiés au groupe Opérations. Des tests cruciaux sur les systèmes de protection du LHC sont également en cours.

Le LHC est une machine extrêmement complexe. Les essais à blanc constituent un élément de l'approche par étapes utilisée pour la mise en service avec faisceau, approche qui vise à résoudre les problèmes avant l'arrivée des faisceaux et joue un rôle important dans la stratégie générale. Dans cette approche, les essais à blanc et les essais de mise sous tension (La tension est une force d'extension.) des aimants sont deux activités complémentaires, qui préparent la machine pour un redémarrage avec faisceau réussi.

Pendant ce temps, du côté des essais de mise sous tension, quatre secteurs ont à présent terminé leur entraînement pour l'exploitation à 6,5TeV, et un autre secteur a bien avancé dans son programme d'entraînement. Les importants travaux de préparation sont terminés dans tous les secteurs, et c'est maintenant le sprint final pour préparer tous les circuits des aimants à la mise en service avec faisceau.
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