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À l'origine, le hall de test SM18, situé en France, près du site de Meyrin, a été construit pour tester et valider les aimants et les cavités radiofréquence (RF) du LEP (le Grand collisionneur électron-positon). Il a depuis vu passer plus de 1700 composants de ce type – dont, bien sûr, ceux du LHC – et se prépare maintenant à accueillir les aimants et cavités RF du futur HL-LHC.
Pour tester les aimants du LHC, le hall SM18 était équipé de 12 bancs de test similaires, permettant de refroidir les cryo-assemblages de l’accélérateur à 1,9 K, puis de les alimenter en courant dans des conditions nominales pour leur validation. Tous les aimants étaient testés individuellement sur les différents bancs avant leur installation dans l'accélérateur.
Entre 2009 et 2020, la configuration des 12 bancs a été progressivement modifiée : dans la phase de R&D du HL-LHC, cinq cryostats verticaux ont été installés à SM18 pour tester les nouveaux modèles d’aimants. Trois d'entre eux ont été récupérés sur un banc de test existant, et deux ont été spécialement conçus et fabriqués, puis installés. Ces nouveaux cryostats, imposants, exigeaient plus d'espace, il a donc fallu démonter deux des 12 bancs d’origine.
La grande campagne d’amélioration en cours à SM18 depuis 2014 est notamment justifiée par le fait que les nouveaux aimants emploient de nouvelles technologies, différentes de celles du LHC. En particulier, les aimants quadripôles des triplets internes du HL-LHC, qui concentreront plus étroitement les faisceaux de protons autour des points de collision d'ATLAS et de CMS, sont fabriqués avec des bobines en niobium-étain (Nb3Sn), au lieu de l'alliage niobium-titane (Nb-Ti) actuellement utilisé pour les aimants du LHC.
La phase de R&D pour les aimants du HL-LHC a été clôturée avec succès ; les aimants sont maintenant produits dans leur configuration finale. Ces longs aimants (jusqu'à 12 m) doivent à présent être testés dans leur position nominale (horizontale). Ainsi, quatre des dix bancs de test restants ont également été modifiés, le système d'alimentation pouvant désormais atteindre 20 kA, contre 15 kA initialement. Cela s'accompagne également d'un système de protection innovant, adapté à l'énergie plus élevée des aimants.
En outre, un nouveau banc de test accueillera une ligne supraconductrice de transport d'électricité – une ligne d'alimentation polyvalente dans laquelle circule de l’hélium gazeux. « Dans les années à venir, pas moins de 50 cryo-assemblages et lignes de transport supraconductrices passeront par ces bancs de test, indique Marco Buzio, ingénieur responsable des tests au sein de la section TE-MSC-TM. Un véritable défi pour toutes les équipes concernées. »
Le test inaugural des nouveaux cryo-assemblages avec la ligne de transport supraconductrice prototype aura lieu dans la chaîne de test des triplets internes (IT) du HL-LHC. En effet, pour tester le comportement collectif de ces cryo-assemblages avec tous les systèmes d'alimentation, tels qu’ils seront installés dans le HL-LHC, la chaîne de test des triplets internes HL-LHC a été créée – une installation de test intégrée située à SM18.
Installée sur une nouvelle structure métallique, la chaîne de test des triplets internes est en tout point identique au modèle de triplet interne qui sera installé au point 5 du HL-LHC. « Elle permettra de développer et de valider rapidement les procédures d'installation et les tests des différents systèmes. Elle facilitera également l'exécution de l'ensemble du programme de mise en service du matériel pour un grand nombre des technologies-clés du projet HL-LHC », explique Marta Bajko, responsable de la section en charge de la chaîne de test des triplets internes (groupe TE-MPE). L'installation et l'interconnexion de la chaîne de test sont prévues pour le deuxième trimestre de 2023 ; la période d'exploitation s'étendra elle de 2024 à 2025. La validation des systèmes, des procédures et des phases de mise en service du matériel sera l'une des étapes les plus importantes du projet HL-LHC.

Une nouvelle exposition à SM18
Un nouvel espace d'exposition est actuellement en construction à l'intérieur de SM18. Séparé du hall principal par une vitre, il s'agit d'un espace immersif qui présentera les technologies de pointe développées et testées à SM18. Les visiteurs pourront en apprendre davantage sur les nouvelles cavités-crabe avec la nouvelle liaison supraconductrice, et auront une vue unique sur la chaîne de test des triplets internes du HL-LHC. Cette nouvelle exposition ouvrira ses portes au grand public (et, bien sûr, au personnel du CERN) l'été prochain. Affaire à suivre !