HiLumi LHC : mise sous tension du banc d’essai grandeur nature du CERN

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24 avril, 2026

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Par Anaïs Schaeffer

Le 20 avril 2026, une nouvelle étape importante a été franchie pour le Grand collisionneur de hadrons à haute luminosité (HiLumi LHC), avec le début de la mise sous tension du banc d'essai de 95 mètres de long appelé chaîne de triplets internes (« IT String »). L'installation, refroidie avec succès à 1,9 K (-271,3 °C), sera progressivement mise sous tension, circuit par circuit, au cours des prochaines semaines.

La chaîne de triplets internes est un banc d'essai grandeur nature reproduisant une région complète du LHC à haute luminosité, qui devrait entrer en service en 2030. Grâce à cet accélérateur inédit, le nombre de collisions de particules (c'est-à-dire la « luminosité ») sera multiplié par dix, ce qui augmentera considérablement le volume de données de physique disponibles pour la recherche. La transformation du LHC en accélérateur à haute luminosité passera par un programme de travail intensif de quatre ans, qui commencera cet été. Durant cette période, des technologies innovantes seront installées dans le tunnel du LHC, notamment de nouveaux systèmes d'aimants - les aimants des triplets internes qui permettent de focaliser le faisceau - ainsi que l'infrastructure complexe associée. Le banc d'essai a été conçu pour valider l'ensemble de ces technologies clés qui seront indispensables pour le LHC à haute luminosité.

La chaîne de triplets internes réunit tous les systèmes nécessaires à un fonctionnement dans des conditions nominales, y compris, bien entendu, les aimants des triplets internes, mais aussi les équipements d'alimentation électrique, en particulier une liaison supraconductrice innovante, les systèmes cryogéniques, les dispositifs de protection, les équipements pour l'alignement des aimants ainsi que d'autres systèmes annexes. Ensemble, ces éléments forment 17 circuits.

« La chaîne de triplets internes est le fruit de nombreuses années de recherche et de développement ; elle intègre une multitude d'innovations technologiques. Le fait de pouvoir enfin mettre sous tension, progressivement, chaque circuit complet, marque une étape décisive pour le projet HiLumi LHC du CERN et pour l'ensemble des équipes concernées », explique Markus Zerlauth, chef du projet HiLumi LHC.

Les circuits du correcteur d'ordre élevé (HOC) font partie des tout premiers éléments à être mis sous tension. Ils sont conçus pour ajuster les paramètres du faisceau et corriger les erreurs au niveau du champ magnétique des quadripôles dans les circuits des triplets internes. La mise sous tension se poursuivra ensuite progressivement, selon la même séquence que celle prévue pour la mise en service finale des équipements du LHC à haute luminosité. Les premières étapes consisteront à vérifier les systèmes d'alimentation et de protection, avant de passer progressivement aux circuits les plus complexes. Au fil des prochaines semaines, de nouveaux éléments seront intégrés et l'intensité augmentera de plus en plus. Cette montée en puissance progressive conduira à la mise sous tension des principaux aimants des triplets internes dès le mois de juin, puis de l'installation complète, plus tard dans l'été. Il s'agira d'une étape clé pour valider l'ensemble du système en conditions réelles de fonctionnement.

« Depuis le début, ce projet est une aventure stimulante mobilisant des collaborateurs de tous les départements du CERN. Le projet a rencontré son lot de défis, mais chaque obstacle nous a permis de tirer de précieux enseignements, dont nous avons depuis tirer profit pour améliorer la conception et les méthodes d'installation, explique Marta Bajko, responsable du projet IT String. Parmi les principaux obstacles que nous avons dû surmonter lors de l'installation de la chaîne de test des triplets internes figurait une fuite causée par un élément particulier, lequel a dû être optimisé davantage. La résolution de ce problème a nécessité six mois de travaux, achevés dans les délais, ce qui nous a permis de lancer les premiers tests de mise sous tension cette semaine. »

En menant à bien cette phase de mise sous tension, nous pourrons démontrer que les systèmes des triplets internes du LHC à haute luminosité, ainsi que les technologies associées, sont pleinement opérationnels, en vue de leur installation dans le tunnel du LHC lors du troisième long arrêt (LS3), puis du démarrage de la physique à haute luminosité.