Le câblage des détecteurs du LHC passe à la vitesse supérieure grâce à l’automatisation des tests

Nov 03, 2020

Les câbles sont omniprésents dans les quatre grands détecteurs du LHC : dans le cadre du deuxième long arrêt technique (LS2), la Cabling Team dirigée par Gianluca Canale (EN-EA-AS) a installé 3700 câbles (soit 81km en longueur cumulée) et 6000 connecteurs dans le détecteur ALICE. Du côté d’ATLAS ce sont plus de 800 connecteurs qui ont été installés et qui permettront d’alimenter en haute tension les petites roues du détecteur. Un accomplissement qui donne de l’élan au LS2, grâce à l’efficacité de l’équipe de câblage « Cabling Team » des zones expérimentales (EN-EA-AS), chargée de l’installation et des tests de ces câbles – une efficacité catalysée par le développement, en collaboration avec le groupe Topométrie, mécatronique et mesures (EN-SMM-MTA), d’un système de test de câbles automatisé.

Tester les câbles est crucial dans ce domaine où la moindre erreur peut prendre des proportions inattendues. Gianluca Canale indique que, qu’il s’agisse d’un détecteur ou d’un avion, les câbles sont habituellement remplacés en dernière instance après une panne, tant le processus de remplacement est fastidieux. Pas le droit à l’erreur donc, lors des tests opérés avant leur installation. Or, jusqu’à récemment, les tests étaient réalisés manuellement, en mesurant les courants de fuite entre les multiples fils d’un même câble soumis à une tension pouvant atteindre 5000 volts. Un test de câble requérait alors une manipulation longue, fastidieuse et sous tension pour deux techniciens pendant deux heures, soit 80% de plus que le temps requis par le test automatisé du « HiPotCT ». Pour les campagnes de câblage d’ALICE et ATLAS, cela se traduit par une diminution du temps de test de 350 heures représentant une économie de 16 kCHF.

Le « HiPotCT »  est un boîtier compact et donc transportable jusqu’au cœur même des détecteurs. Il analyse avec une très grande précision les caractéristiques électriques interne des câbles comme par exemple leur courant de fuite. Le logiciel développé par Stian Juberg, alors étudiant technique au sein d’EN-SMM-MTA, permet de programmer le test de tous les fils du câble grâce à automate embarqué couplé à un ordinateur portable. Le processus ne nécessite que le branchement du câble et le lancement du logiciel : après quelques dizaines de minutes de vrombissement, l’appareil rend son diagnostic à Maria Papamichali, cheffe du projet « HiPotCT ». En sa qualité de VIA puis boursière de la Cabling Team, Maria a été l’architecte de la spécification du système et s’est notamment occupée de toute la partie électronique et de l'intégration finale sous forme d’un système mobile.

 « Travailler en collaboration étroite avec Stian sur le processus de développement nous a permis d’aboutir à ce que l’industrie ne proposait pas en ciblant les besoins précis du HiPotCT sans exclure une possible adaptation de l’appareil à d’autres câbles et connecteurs dans le futur », relève Maria. Le projet, financé par le LETEM (LHC Experiments Technical and Engineering Meeting), a pu bénéficier de l’interaction entre l’expertise de l’équipe MTA gagnée dans le cadre de projets d’automatisations de mesures à voltage élevé – notamment des tests d’aimants du LHC au SM18 – et de l’expertise de la « Cabling Team », fruit d’une volonté de créer un pôle d’excellence en ingénierie des câbles et connectique au CERN.

Grâce au « HiPotCT », les campagnes de câblage sont plus rapides, et les risques de pannes pendant les phases d’exploitation atténués. Mais au-delà de l’aspect technique, Gianluca met en avant l’engagement de son équipe, clé du succès qu’ont été les grandes campagnes de câblage du LS2 : une équipe professionnelle et motivée comportant des boursiers et des membres en du programme de volontariat international en administration (VIA), à qui l’on a donné l’opportunité d’assumer des responsabilités et d’innover. Résultat : côté câblage des détecteurs, le LS2, c’est presque fini.

 

N'hésitez pas à contacter la "cabling team" pour vos besoins en câblages dans les zones expérimentales à l'adresse suivante : en-ea-cabling-team@cern.ch


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