La route vers HiLumi

Dès la mi‑2026, les accélérateurs et les installations pour les expériences du CERN font l’objet d’importants travaux de maintenance et de mise à niveau. Cette phase, appelée troisième long arrêt (Long Shutdown 3 ou LS3), va durer entre deux et quatre ans suivant les installations. Des milliers d’experts vont consolider et mettre à niveau les infrastructures, et installer des technologies de pointe dans les différents sites et tunnels du Laboratoire.

Le projet phare est le LHC à haute luminosité (HiLumi LHC), une amélioration majeure qui vise à augmenter considérablement les performances du LHC, le plus grand accélérateur du CERN. Sur plus de 1,2 kilomètre du LHC, des systèmes innovants vont être installés afin d’accroître la luminosité, autrement dit le nombre de collisions de particules produites par le collisionneur.

Les expériences du LHC seront également transformées pour détecter et traiter un nombre accru de collisions se produisant simultanément au cœur de leurs détecteurs. De nouveaux sous-détecteurs et des systèmes novateurs seront installés.

Outre le LHC, l’ensemble du complexe d’accélérateurs sera arrêté pour des opérations de maintenance, de consolidation et de mise à niveau. Ces interventions permettront de garantir un haut niveau de disponibilité et de fiabilité des accélérateurs, indispensable à la réalisation des ambitieux objectifs de physique de la prochaine période d’exploitation. Plusieurs installations pour expériences seront rénovées, notamment le hall de la zone Nord, qui accueille de nombreuses expériences à cible fixe alimentées par le SPS, deuxième plus grand accélérateur du CERN. Un important programme d’amélioration est également en cours à ISOLDE, l’installation de physique nucléaire. Les accélérateurs et leurs installations redémarreront progressivement à partir de la mi‑2028.

Le LS3 représente un défi logistique majeur et de nombreuses activités se dérouleront en parallèle dans les installations du CERN. La sécurité reste la priorité absolue tout au long de cette intense période d’activités.

Les arrêts programmés comme le LS3 font partie intégrante du cycle de vie des accélérateurs de particules, en particulier ceux fonctionnant à des températures proches du zéro absolu. Ces périodes permettent de regrouper les interventions de maintenance, ainsi que les travaux de consolidation et de mise à niveau.

Plus d’informations

HiLumi LHC
Le complexe d’accélérateurs
Expériences

Suivez les équipes

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Au revoir, et merci pour les collisions

Date: 29 June 2026

Samedi 27 juin à 6 h du matin, la page 1 du LHC – le tableau de bord de l’accélérateur – disait « au revoir » aux collisions. Les opérateurs du LHC ont arrêté les derniers faisceaux du LHC, avant sa métamorphose. L’accélérateur entre maintenant dans une grande phase de travaux, quatre années au cours desquels le plus puissant collisionneur du monde sera transformé en une machine encore plus performante. Les autres accélérateurs du CERN vont fonctionner jusqu’à fin août avant leur entrée dans le troisième long arrêt technique (LS3).

Le LHC passe d’une température proche du zéro absolu à la température ambiante

Date: 05 August 2026

Pour la troisième fois seulement depuis son démarrage en 2008, le Grand collisionneur de hadrons (LHC) revient peu à peu à température ambiante après une température proche de -271 °C, juste au-dessus du zéro absolu. Une fois le LHC à température ambiante, techniciens et ingénieurs pourront intervenir sur l’accélérateur lors de sa transformation en LHC à haute luminosité pendant le troisième long arrêt (LS3). Pour réchauffer plus de 36 000 tonnes d’équipements cryogéniques sur les 27 kilomètres de tunnel, chaque étape doit être minutieusement planifiée. L’équipe chargée de la cryogénie réalise la séquence de réchauffement depuis le début du LS3, le 29 juin 2026. Une fois la consignation électrique du LHC menée à bien, la première étape a été de retirer l’hélium liquide stocké dans les aimants et la ligne cryogénique. L’hélium a été évaporé à l’aide de radiateurs, lequel a été envoyé en surface pour être liquéfié et stocké en vue d’être réutilisé une fois l’accélérateur redémarré, mi-2030. L’hélium étant retiré, de grands appareils de chauffage augmentent maintenant progressivement la température des aimants, tandis qu’un système de contrôle assure la sécurité de l’opération.

Le HGCAL passe l’épreuve du froid

Date: 28 July 2026

L’une des grandes structures du futur calorimètre à haute granularité (HGCAL) de l’expérience CMS a franchi avec succès une série d’essais exigeants, marquant une étape importante sur la voie du HiLumi LHC. Le HGCAL remplacera les calorimètres bouchons actuels de CMS, permettant de détecter les gerbes de particules avec un niveau de détail inédit, et ce malgré les conditions particulièrement difficiles. Les essais à froid de la structure principale du HGCAL se sont parfaitement déroulés, sans surchauffe, ni condensation ou fuite. Cette structure fonctionnera comme un immense congélateur, avec une température finement contrôlée. La partie interne sera maintenue à -35 °C tandis que la partie externe sera proche de la température ambiante. Les éléments actifs du HGCAL, appelés « cassettes », doivent être refroidis à cette température très basse pour fonctionner de manière optimale pendant plus d’une décennie. Il s’agit de la première des deux structures à être soumise à ces essais thermiques rigoureux.

Le système de vide d’ATLAS prend sa retraite

Date: 24 July 2026

Après plus d’une décennie de service, un segment de la chambre à vide, guidant les faisceaux de particules à travers l’expérience ATLAS, a été démonté afin de laisser la place aux systèmes pour le HiLumi LHC. Installé durant le premier long arrêt technique (LS1), cet ensemble en aluminium de 5,8 mètres de long reliait la grande roue à muons d’ATLAS au bouchon de l’aimant toroïdal, maintenant le vide nécessaire au passage des faisceaux. Il avait remplacé une conception antérieure en acier inoxydable, afin de réduire l’exposition aux rayonnements et de limiter le bruit de fond dans l’expérience ATLAS. L’extraction de cet ensemble de 300 kg a constitué une opération délicate. Suspendu à la grue du hall de surface, 80 mètres plus haut, il a été acheminé avec beaucoup de précaution à travers l’expérience, avec seulement quelques centimètres de marge par rapport aux composants environnants, le tout avec des contraintes radiologiques. Sa mise à la retraite marque dix ans de fonctionnement fiable ainsi que les efforts des nombreuses personnes qui ont contribué à transformer ce projet, depuis sa conception jusqu’à sa réalisation. Un nouvel assemblage, développé pour l’ère HiLumi LHC, prendra bientôt le relais.

Des cages de Faraday pour l’électronique du HiLumi

Date: 23 July 2026

Quatre cages de Faraday ont été installées dans les galeries souterraines du HiLumi LHC afin d’abriter les composants électroniques qui contrôlent et pilotent les nouvelles cavités « crabe » (dispositifs permettant d’incliner les faisceaux avant les points d’interaction afin d’optimiser la surface de croisement). Ce système devant réagir à l’échelle de la picoseconde, une précision extrême est requise, qui ne peut être atteinte que dans un environnement exempt de perturbations dues aux champs électromagnétiques émis par d’autres systèmes. Les cages de Faraday assurent ce blindage, permettant ainsi aux composants électroniques de contrôle de fonctionner sans perturbations externes. Outre les panneaux métalliques destinés à protéger contre les champs électromagnétiques, deux autres couches isolantes ont été ajoutées : l’une en laine de roche, qui assure l’isolation thermique nécessaire à la stabilité des signaux radiofréquences, et l’autre, une couche insonorisante.

Le système de déclenchement de premier niveau d’ATLAS déménage

Date: 15 July 2026

Une grande opération de déménagement vient de débuter afin de démonter et transporter l’un des principaux systèmes informatiques de l’expérience ATLAS depuis le point 1 vers le point 8 du LHC, site de l’expérience LHCb. La ferme du système de déclenchement de premier niveau (HLT, High-Level Trigger) d’ATLAS est constitué de centaines de serveurs traitant les immenses volumes de données générés par l’expérience. Les équipes, coordonnées par le département informatique du CERN, procèdent au démontage des unités, à leur sécurisation, puis à leur extraction par grue à travers le réseau complexe d’équipements. Ce déménagement est rendu nécessaire par les importants travaux d’infrastructure liés au projet HiLumi LHC. Les contraintes d’espace et d’alimentation électrique liées aux travaux au point 1 imposaient de trouver un nouvel emplacement pour l’infrastructure informatique du HLT. Grâce à une collaboration entre les équipes d’ATLAS, de LHCb et du département informatique du CERN, les serveurs seront installés dans un conteneur au point 8, prolongeant ainsi la durée de vie de cet équipement précieux tout en réduisant les déchets électroniques. 240 des 416 châssis de serveurs ont déjà été retirés, marquant le début de la relocalisation de l’ensemble des unités d’ici à la fin du mois de juillet.

Démantèlement réussi des absorbeurs de faisceaux d’ISOLDE

Date: 09 July 2026

ISOLDE a franchi une étape majeure de son programme d’amélioration (ISOLDE Improvement Programme) avec le démantèlement de ses deux absorbeurs de faisceaux. Conçus au début des années 1990, ces équipements ont accompagné plus de trois décennies d’exploitation de l’installation. L’augmentation progressive de l’énergie et de l’intensité du faisceau délivré par l’accélérateur PS Booster les avait toutefois poussés à leurs limites thermiques et mécaniques, rendant leur remplacement indispensable. Placés en aval de stations cibles, ces dispositifs étaient constitués de massifs blocs d’acier blindés grâce à des blocs de béton et 10 mètres de terre. Leur extraction a constitué une opération exceptionnelle en raison d’un niveau élevé d’activation et de leur enfouissement sous 8 000 m3 de terre. Trois années d’études menées en collaboration avec plusieurs groupes ont permis de réaliser la caractérisation radiologique des sols (HSE-RP), et d’établir les protocoles d’excavation (SCE-PPM) et de démantèlement (SY-STI). Le retrait des éléments les plus radioactifs s’est déroulé avec succès grâce au déploiement d’importants moyens de manutention (EN-THE) et le soutien de la robotique (BE-CEM). Les travaux se concentrent maintenant sur la construction d’un bâtiment technique souterrain permettant l’accès aux nouveaux absorbeurs de faisceaux refroidis à l’eau, en cours de production.

Alimenter les aimants HiLumi

Date: 07 July 2026

Les nouveaux aimants du HiLumi LHC fonctionneront avec des courants extrêmement élevés. Ces courants doivent être transférés sans pertes depuis des convertisseurs de puissance fonctionnant à température ambiante jusqu’aux aimants supraconducteurs fonctionnant à des températures extrêmement basses, 1,9K (– 271°C). Un système d’alimentation froide innovant permet d’acheminer le courant sur une centaine de mètre grâce à des supraconducteurs à haute température et des supraconducteurs à température intermédiaire. Découvrez comment il fonctionne.

La sécurité donne le top départ à la métamorphose du LHC

Date: 30 June 2026

Le 29 juin, les portes du LHC se sont ouvertes pour la grande phase de travaux qui permettra de transformer le collisionneur en HiLumi LHC, une machine encore plus performante. Les premières interventions consistent à sécuriser l’accélérateur, notamment sur le plan électrique. Afin de réduire ce risque au maximum, les circuits électriques sont consignés, c’est-à-dire mis hors tension et verrouillés. Une équipe a réalisé cette mise en sécurité au point 1 du LHC dès cet après-midi. Des interventions similaires seront menées dans l’ensemble du LHC dans les prochains jours, puis, en septembre, dans le reste du complexe d’accélérateurs.

Au revoir, et merci pour les collisions

Date: 29 June 2026

Samedi 27 juin à 6 h du matin, la page 1 du LHC – le tableau de bord de l’accélérateur – disait « au revoir » aux collisions. Les opérateurs du LHC ont arrêté les derniers faisceaux du LHC, avant sa métamorphose. L’accélérateur entre maintenant dans une grande phase de travaux, quatre années au cours desquels le plus puissant collisionneur du monde sera transformé en une machine encore plus performante. Les autres accélérateurs du CERN vont fonctionner jusqu’à fin août avant leur entrée dans le troisième long arrêt technique (LS3).

Le LHC passe d’une température proche du zéro absolu à la température ambiante

Date: 05 August 2026

Pour la troisième fois seulement depuis son démarrage en 2008, le Grand collisionneur de hadrons (LHC) revient peu à peu à température ambiante après une température proche de -271 °C, juste au-dessus du zéro absolu. Une fois le LHC à température ambiante, techniciens et ingénieurs pourront intervenir sur l’accélérateur lors de sa transformation en LHC à haute luminosité pendant le troisième long arrêt (LS3). Pour réchauffer plus de 36 000 tonnes d’équipements cryogéniques sur les 27 kilomètres de tunnel, chaque étape doit être minutieusement planifiée. L’équipe chargée de la cryogénie réalise la séquence de réchauffement depuis le début du LS3, le 29 juin 2026. Une fois la consignation électrique du LHC menée à bien, la première étape a été de retirer l’hélium liquide stocké dans les aimants et la ligne cryogénique. L’hélium a été évaporé à l’aide de radiateurs, lequel a été envoyé en surface pour être liquéfié et stocké en vue d’être réutilisé une fois l’accélérateur redémarré, mi-2030. L’hélium étant retiré, de grands appareils de chauffage augmentent maintenant progressivement la température des aimants, tandis qu’un système de contrôle assure la sécurité de l’opération.

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