Montée en puissance pour le secteur 7-8

Un premier secteur du LHC a été mis sous tension. Refroidi depuis plusieurs semaines, le secteur 7-8 vient d’achever avec succès une phase de tests électriques.

Frédéric Gicquel, du groupe Cryogénie des accélérateurs (AT/ACR), et Anupama Kulkarni, du groupe Aimants et systèmes électriques (AT/MEL), dans le Centre de contrôle du CERN lors de la phase de mise sous tension du secteur 7-8.

Frédrick Bordry, chef du groupe Convertisseur de puissance (AB/PO), et Roberto Saban, coordinateur de la mise en service du LHC (TS/HDO), célébrant au Centre de contrôle du CERN la première mise sous tension d’un secteur du LHC, le secteur 7-8.

Lorsque le courant a été porté à 6500 ampères, en ce 20 juin à 18h 30, il n’y avait pas que les aimants qui étaient sous tension. Dans le Centre de contrôle du CERN, les équipes chargées de la mise en service électrique du premier secteur du LHC, le secteur 7-8, 
étaient suspendues aux écrans de contrôle. La montée en courant à 6500 ampères (6,5 kA) des circuits des quadripôles s’est déroulée sans accroc, comme celle des circuits des dipôles portés à plusieurs milliers d’ampères le 25 mai. Même si ces intensités sont très fortes, il ne s’agit pas encore du courant nominal de ces circuits (12 kA).

Les aimants du secteur 7-8 ont pu être mis sous tension une fois la température de 1,9 K (-271°C) stabilisée dans le secteur, avec une petite portion à 4,5 K (voir Bulletin 
n° 16/2007). En fonction du type d’aimant supraconducteur, le courant nominal des circuits électriques varie entre 60 A et 12 kA. Lors des tests, certains circuits ont été portés à courant nominal. Des « quenches » – ou transitions résistives – ont été déclenchées pour tester le système de protection et le système d’extraction de l’énergie stockée dans l’aimant. Une transition résistive survient lorsqu’un aimant cesse d’être supraconducteur : une résistance apparaît alors, le circuit s’échauffe et l’énergie ainsi générée doit être dissipée.

Ces spectaculaires montées en courant sont l’aboutissement des multiples tests électriques menés depuis plusieurs semaines sur le secteur 7-8. Pendant ces tests, la qualité électrique de chaque circuit a pu être testée : sa continuité, son isolation à la terre ainsi que l’isolation de circuit à circuit. Une fois les systèmes de protection des aimants vérifiés, les circuits ont été alimentés. Les convertisseurs de puissance, qui avaient déjà été testés en court-circuit, ont ainsi pour la première fois été connectés aux aimants. Pendant cette campagne, plus d’une centaine de circuits électriques d’aimants supraconducteurs ont été vérifiés un à un.

Un test global, au cours duquel tous les circuits ont été alimentés durant une nuit entière, a également été mené. « Cet essai permet de vérifier le bon fonctionnement des circuits sur une durée prolongée représentative d’un « run » LHC. D’éventuelles faiblesses ou des pannes peuvent également être mises en évidence », explique Roberto Saban, qui dirige la coordination de la mise en service du LHC. Enfin, une interruption de l’alimentation électrique a été simulée au Point 8. Les équipes ont ainsi pu vérifier que tous les systèmes 
étaient bien alimentés depuis la source prévue : alimentation normale ou assurée. La génération de données « post-mortem » par chaque système a aussi pu être vérifiée. Ces données permettent de s’assurer que lors d’une coupure, tous les systèmes se sont mis en sécurité comme prévu.

Cette première campagne d’essais vise aussi à vérifier les procédures de test et d’automatisation ainsi qu’une panoplie d’outils qui permettent d’enregistrer et d’analyser les données collectées pendant les tests. Elle constitue aussi un apprentissage précieux pour la mise en route des autres secteurs. Le secteur 7-8 va maintenant être réchauffé afin de connecter les aimants des triplets à gauche du Point 8 et subir quelques consolidations. Les prochains tests de mise sous tension électrique auront lieu dans le secteur 4-5, qui est actuellement en cours de refroidissement.