Premier grand coup de froid pour le LHC

Publié par Michel le 17/03/2007 à 00:00
Source et illustrations: Copyright CERN
C'est le grand frisson dans le LHC (Large Hadron Collider) du CERN près de Genève. Depuis la mi-janvier, les équipes du groupe "Cryogénie des accélérateurs" sont à pied d'oeuvre pour refroidir le premier secteur du LHC.

Trois kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...) d'aimants entre les points 7 (Ferney-Voltaire) et 8 (Prévessin) sont à refroidir à 1,9 Kelvin (Le kelvin (symbole K, du nom de Lord Kelvin) est l'unité SI de température thermodynamique. Par...) (-271°C), une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) plus froide que celle de l'espace intersidéral. Pour cela, une première étape a consisté à refroidir le secteur à 80 K. Après vérification de l'intégrité mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...) et électrique, la descente en froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) s'est poursuivie jusqu'à 20K pour d'autres vérifications électriques et dernièrement à 4,5 K. Cette nouvelle phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) dans le refroidissement a démarré le lundi 5 mars. Après des réglages qui ont duré toute la journée de lundi, le refroidissement à 4,5 K a progressé. Dans la nuit du 14 au 15 mars, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) le secteur était à 4,5 K, avec les cryostats remplis d'hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il...) liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...).

Pour la descente à 1,9 K (- 271°C), un nouveau système de la centrale cryogénique, une unité de réfrigération à 1,8 K, va être mise en route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie...). Elle fonctionne avec un système de pompage (Le pompage est un phénomène aérodynamique qui intervient dans un compresseur. Il...) pour réduire la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) (voir ci-dessous) et par voie de conséquence la température. Ces derniers degrés sont les plus difficiles à gagner.

Parallèlement, les équipes chargées de la mise sous tension (La tension est une force d'extension.) des aimants valident les procédures de tests et réalisent des essais des systèmes de verrouillage qui assurent un fonctionnement des équipements en toute sécurité. Elles sont prêtes à mettre les aimants sous tension dès que l'équipe de cryogénie (La cryogénie est l'étude et la production des basses températures (inférieures à -150 °C)...) aura stabilisé le secteur à 1,9 K.

Le saviez-vous ?

Chacun des huit réfrigérateurs à 4,5K du LHC est complété par un système de pompage sophistiqué pour diviser par 2,5 la température et parvenir aux fameux 1,9 K. En effet, selon les lois de la thermodynamique (On peut définir la thermodynamique de deux façons simples : la science de la chaleur...), la température d'ébullition (L’ébullition est la formation de bulles lors d’un changement violent d’un corps...) d'un fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette...) varie avec la pression. Pour refroidir, il faut réduire la pression de saturation et donc pomper. À titre d'exemple, dans votre bouilloire, l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) bout à 100°C au niveau de la mer (Le niveau de la mer est la hauteur moyenne de la surface de la mer, par rapport à un niveau de...). Mais au sommet du Mont-Blanc, il suffit de 84°C pour la faire bouillir et, à une pression environ cent fois plus faible que la pression atmosphérique (La pression atmosphérique est la pression de l'air en un point quelconque d'une atmosphère.), il n'est besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est...) que de 10°C. C'est sur ce principe que repose le système de réfrigération à 1,8 K. Pour parvenir en pratique à la pression de 15 millibars, il combine des compresseurs centrifuges hydrodynamiques fonctionnant à basse température avec des compresseurs volumétriques à température ambiante.


Ces deux graphiques montrent la progression du refroidissement du secteur 7-8.
L'un montre l'état du secteur le mardi 6 mars à 16 heures (L'heure est une unité de mesure  :),
l'autre le mercredi 7 mars à 10 heures.
Chaque carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses...) représente un aimant (Un aimant est un objet fabriqué dans un matériau magnétique dur, c’est-à-dire dont le...) du secteur

Voir aussi notre news (NeWS est un système de fenêtrage conçu par James Gosling (qui a contribué...).

Cet article vous a plu ? Vous souhaitez nous soutenir ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis et/ou commentez-le, ceci nous encouragera à publier davantage de sujets similaires !
Page générée en 0.233 seconde(s) - site hébergé chez Contabo
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique