Le dernier aimant principal supraconducteur du LHC installé au CERN

Lyn Evans, chef du projet LHC (à gauche) et Lucio Rossi, chef du groupe MCS, devant le dernier aimant supraconducteur principal livré au CERN (Image: CERN)

Genève, le 28 novembre 2006. Le CERNa pris livraison du dernier des aimants supraconducteurs principaux du Grand collisionneur de hadrons (LHC) le 27 novembre. Cet aimant vient compléter la série de 1624 aimants principaux2 requis pour la construction de l’accélérateur de particules le plus grand et le plus puissant du monde.

Construire cette gigantesque machine scientifique constitue un défi technologique et logistique pour le CERN et pour ses partenaires industriels. L’accélérateur LHC a été imaginé il y a 22 ans et le projet a été approuvé 10 ans plus tard. Sa réalisation a mobilisé plus de 200 fabricants, dans le monde entier, et a exigé qu'ils produisent, avec une précision extrême, de grandes quantités d'éléments complexes.

Le LHC est logé à l’intérieur d’un tunnel circulaire de 27 km de circonférence enfoui à environ 100 m sous terre, sur territoire suisse et français. Lorsqu’il sera exploité à plein régime, son énergie sera sept fois supérieure à celle de l’accélérateur le plus puissant existant actuellement. Les physiciens utiliseront le LHC pour recréer les conditions prévalant juste après le Big Bang, en provoquant des collisions entre deux faisceaux de protons circulant en sens opposé à une vitesse proche de celle de la lumière.

Des milliers d’aimants de divers types et de dimensions différentes seront utilisés pour guider les faisceaux de particules le long de l’accélérateur, et notamment les aimants supraconducteurs principaux, dont 1232 dipôles de 15 m de long, qui permettent de guider les faisceaux, et 392 quadripôles de 5 à 7 m de long qui permettent de les focaliser.

« Nous venons de franchir une étape essentielle. La réalisation de tous les aimants principaux du LHC est le fruit d'un travail acharné et efficace mené en collaboration par des équipes du CERN, d’autres laboratoires et de nombreuses entreprises européennes. C’est très prometteur pour le succès des trois volets du LHC – l’accélérateur, les expériences et l’informatique – et pour notre but ultime : les découvertes scientifiques futures », explique Robert Aymar, Directeur général du CERN.

Concrétiser un projet scientifique existant sur le papier est une tâche immensément complexe. La conception des aimants constituait pour le projet LHC l’un des plus grands défis technologiques. Il faut un champ magnétique élevé pour incurver la trajectoire du faisceau de particules tout au long de l’accélérateur. Pour obtenir ce champ, on fera fonctionner les aimants à l’état dit « supraconducteur », sans aucune perte d’énergie, ce qui exige de maintenir le système pendant l’exploitation du LHC à une température de –271°C – soit une température inférieure à celle de l’espace interstellaire !

Le CERN a coordonné la conception et la production des dipôles, assemblés par trois partenaires européens : Babcock Noell Gmbh (Allemagne), Alstom MSA Jeumont (consortium français) et Ansaldo Superconduttori (Italie). «  Nous avons mis en place des techniques nouvelles qui n’étaient pas encore adoptées par l’industrie, notamment une nouvelle méthode de soudage pour les aciers inoxydables spéciaux. Nous avons coopéré étroitement avec nos partenaires industriels pour adapter les technologies de pointe à une production à grande échelle, tout en veillant au respect de normes très contraignantes et à l’efficacité du point de vue économique », déclare Lucio Rossi, chef du groupe Aimants, cryostats et supraconducteurs du CERN. Lyn Evans, chef du projet LHC, ajoute : « Nous arrivons au terme de plus de six ans de production industrielle encadrée par un contrôle qualité très strict. Cette réalisation a exigé une collaboration très étroite entre les fabricants d’aimants et le CERN. » Les aimants quadripolaires principaux ont été conçus par le laboratoire CEA-Dapnia (France) dans le cadre de la contribution spéciale de la France au LHC, et assemblés par ACCEL Instruments (Allemagne) avec des défis comparables.

Le projet de construction du LHC a également beaucoup apporté aux partenaires industriels du CERN. Les travaux de recherche et développement qui ont été menés, associés au transfert de connaissances induit par la présence au CERN de compétences spécialisées qu’on ne peut trouver que dans un laboratoire de physique des particules de niveau mondial, ont abouti à des innovations qui pourront être appliquées à d’autres secteurs de l’industrie, allant des machines d’imagerie par résonance magnétique (IRM) à la production de véhicules automobiles.

L’assemblage final du LHC devrait s’achever à la mi-2007, dans l’attente du démarrage, prévu en novembre 2007. Le LHC sera au cœur de la prochaine génération d’expériences au CERN, rendant possibles des recherches qui étaient jusque-là irréalisables. Cette nouvelle avancée des connaissances apportera des réponses à certaines questions scientifiques en suspens ; il s'agira de pister le mystérieux boson de Higgs, de mieux comprendre la nature de la matière noire et de s'interroger sur les dimensions supplémentaires de l’espace.

Pour plus d’informations :

James Gillies
Bureau de presse CERN
Tel. +41 22 767 41 01
Email: James.Gillies@cern.ch

Note(s)

1. Le CERN, Organisation européenne pour la recherche nucléaire, est le premier centre mondial de recherche en physique des particules. Il a son siège à Genève et a actuellement pour Etats membres l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, la Bulgarie, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, la Grèce, la Hongrie, l'Italie, la Norvège, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République slovaque, la République tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'Inde, Israël, le Japon, la Fédération de Russie, les Etats-Unis d'Amérique, la Turquie, la Commission européenne et l'UNESCO ont le statut d'observateur.

2. Les aimants supraconducteurs principaux constituent environ 22 km de la circonférence de 27 km de l’accélérateur. D’autres aimants du LHC ont été fournis par des instituts extraeuropéens – situés au Canada, au Japon, en Inde, en Russie et aux Etats-Unis.

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