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Dernières nouvelles du LHC : le courant passe dans le LHC

Les essais d'alimentation électrique des circuits du LHC ont démarré : plus de 1600 circuits doivent être testés en quelques semaines seulement.

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LHC Report: (em)powering the LHC

Le jeudi 13 avril, l’arrêt technique hivernal prolongé (EYETS) a été déclaré officiellement terminé, et la machine, qui était entre les mains de l'équipe de coordination technique, a été confiée à l'équipe Opérations.

Cependant, avant de pouvoir commencer le fonctionnement avec faisceau, il était nécessaire de remettre en service le matériel. Cette opération comprenait le refroidissement des secteurs et la réalisation des essais d'assurance qualité électrique et d'alimentation électrique.

À cette fin, de façon progressive au cours des dernières semaines, tous les secteurs ont été refroidis pour atteindre leur température de fonctionnement nominale, soit 1,9 kelvins, alors qu'ils étaient restés aux environs de 20 K pendant la plus grande partie de l'arrêt.

Dès que les secteurs ont atteint les paramètres de fonctionnement nominaux, il est devenu possible de procéder à l'essai d'assurance qualité électrique, visant à vérifier l'intégrité de l'isolation électrique des aimants. Cet essai n'a porté que sur les trois principaux circuits de 13 kA pour tous les secteurs, sauf pour le secteur 1-2, dans lequel, comme un aimant a été remplacé, tous les circuits ont dû être qualifiés. C'est justement dans ce secteur qu'un câble d'instrumentation pour la protection des aimants s'est révélé être défectueux dans la partie chaude, ce câble ayant peut-être été endommagé lors des activités lourdes menées à cet endroit. Le défaut a été réparé et ce dernier secteur a été finalement validé.

Une fois l'assurance qualité électrique réalisée, il était possible de déverrouiller les convertisseurs de puissance et les systèmes de protection contre les transitions. Il ne restait plus qu'à alimenter les circuits.

Les essais d'alimentation des circuits supraconducteurs du LHC, planifiés pour la deuxième quinzaine d'avril, constituent une partie importante de la remise en service, car environ 1600 circuits doivent être mis sous tension et testés en l'espace de quelques semaines.

Les essais servent à vérifier le bon fonctionnement de la fonctionnalité de protection de chaque circuit et à confirmer que les aimants sont capables d'atteindre les intensités auxquelles ils seront soumis tout au long de l'année. Il s'agit là d'une phase cruciale de la préparation de la machine, car le défaut d'une protection pourrait entraîner un incident catastrophique ; d'autre part, l'impossibilité pour un circuit d'atteindre l'intensité voulue pourrait limiter la performance de la machine au cours de l'année. Environ 10 000 séquences d'essai sont exécutées, pour soumettre les circuits à des courants allant de 60 A (pour les petits correcteurs d'orbite) à 13 kA, pour les 3 km de chaînes de dipôles et de quadripôles.

Un travail impressionnant a été accompli ces dernières années pour optimiser de façon continue les essais électriques et automatiser leur exécution et leur analyse. Cet effort a abouti à la réduction du temps nécessaire pour la qualification de la totalité de la machine, qui est passé de plusieurs mois à quelques semaines. Néanmoins, un grand nombre d'essais doivent être réalisés en moins de trois semaines, et de nombreuses informations doivent être traitées et analysées par les experts. C'est pourquoi, pour l'exécution des tests, nous nous appuyons énormément sur des applications logicielles, et nous faisons appel à de nombreux experts d'équipements. Après une opération intensive de débogage des logiciels, rendue nécessaire par les nombreuses modifications effectuées au cours de l'arrêt, les essais électriques ont pu commencer et se déroulent à présent à un bon rythme : 7 secteurs sont déjà qualifiés, et les essais menés dans le secteur 1-2 (retardés en raison de la recherche de panne) ont bien progressé. Tous les circuits supraconducteurs seront prêts pour la fin de la semaine, et la vérification de la machine (dernière phase de vérification de tous les systèmes travaillant ensemble) conclura la préparation pour le faisceau.

Après quatre mois d'un travail frénétique sur chaque élément de la machine, toutes les activités arrivent à leur terme, et le LHC va être fin prêt pour entamer une nouvelle et longue année de physique.