Lors de la conception d’un futur collisionneur comme ceux envisagés dans le cadre de l’étude FCC, l’un des éléments clés est d’assurer la fiabilité ainsi que l’aspect abordable de l’exploitation d’une infrastructure technique aussi complexe.
Pour relever ce défi, le CERN a récemment signé un accord de R&D avec Ramentor Oy, une entreprise du domaine de la haute technologie basée à Tampere (Finlande). Dans le cadre d’un projet qui durera trois ans, des ingénieurs du CERN, de Ramentor et d’instituts participants à l’étude sur un futur collisionneur circulaire développeront un outil capable d’évaluer l’efficacité de différentes conceptions et de différents calendriers de fonctionnement pour de grands systèmes techniques.
Cet outil sera d’abord utilisé pour créer un modèle de fonctionnement du LHC et de sa chaîne d’injecteurs, qui pourra être validé au moyen des données réelles de l’exploitation de la machine. Ce modèle sera ensuite utilisé directement comme un moyen auxiliaire supplémentaire pour la vérification des modèles de fonctionnement du LHC à haute luminosité. Il sera utilisé également pour développer et affiner les modèles de comportement des systèmes et pour étudier de nombreux scénarios de fonctionnement, grâce à un dispositif basé sur l’informatique en nuage. Simuler l’exploitation du LHC pendant dix ans demande aujourd’hui plusieurs dizaines de minutes ; l’une des façons de réduire ce temps est de diviser le problème en fragments pouvant être traités au moyen de l’informatique en nuage, méthode à laquelle le nouveau système fera appel.
Plus précisément, le nouvel outil intègre les bonnes pratiques de l’industrie dans les systèmes de ses modèles et procède à des simulations qui tiennent compte de l’état actuel ainsi que de l’historique d’une installation. La simulation peut concerner aussi bien des calendriers d’exploitation de quelques secondes ou de quelques mois que la durée de vie complète d’une infrastructure.
Le nouvel outil offrira en outre aux utilisateurs une expérience interactive, en donnant la possibilité aux ingénieurs de recevoir des retours d’information instantanés sur la performance et les coûts de fonctionnement. Vu la facilité d’utilisation du logiciel, il n’est pas nécessaire d’avoir des compétences avancées en programmation pour profiter de cette fonction.
Un tel écosystème de modélisation et de simulation peut également être mis à profit par de grandes infrastructures de recherches semblables, notamment des accélérateurs de particules et des réseaux de télescopes. Étant donné que les modèles, les paramètres et les résultats de l’évaluation seront disponibles sous forme de données ouvertes, ce système encouragera le transfert de connaissances dans notre communauté.
L’outil suscite déjà un intérêt parmi les grands fournisseurs d’énergie ; il pourrait permettre une utilisation plus efficace des ressources en nous aidant à concevoir des installations industrielles ayant une efficacité énergétique élevée et à identifier, dans les installations industrielles existantes, les éléments ayant le meilleur potentiel pour des améliorations de l’efficacité énergétique.
Le projet a aussi de la valeur du point de vue de la formation ; à l’heure actuelle, deux étudiants en doctorat y contribuent activement. Par ailleurs, la méthode et les outils sont à présent compris dans la formation sur la fiabilité dispensée au CERN, laquelle est ouverte aux étudiants et collaborateurs souhaitant y participer.
Pour de plus amples informations, rendez-vous sur la page web de l’étude FCC.