Un hall de construction pour l’amélioration du LHC

Interview de Nicolas CHANON, Chercheur, IP2I, Lyon

Qu’est-ce qu’une salle propre (clean room) ?

Les salles propres, également appelées salles blanches, sont une réponse au problème de la maîtrise de la contamination. Elles ont pour fonction de filtrer l’air, de manière à contrôler les particules qui entrent en leur sein. On les classe selon différentes normes : ISO 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8. Plus le chiffre est bas, plus la concentration en particules est faible. La salle propre financée par LabEX LIO pour l’Institut de Physique des 2 infinis (IP2I) à Lyon fait 65m² et doit répondre à des normes de niveau ISO 7, c’est-à-dire qu’elle ne doit pas contenir plus de 352 000 particules d’une taille supérieures à 5 µm par mètre cube. Une chambre froide et un bras de mesure mécanique seront également prochainement installés.


Quels sont les applications d’une telle salle ?

Les salles propres de niveau ISO 7 sont, par exemple, utilisées dans le cadre de la construction et de l’assemblage d’objets dans des secteurs comme le spatial, ou encore l’automobile. La faible contamination environnementale qu’elles assurent permet, par exemple, de ne pas perturber l’efficacité des colles, peintures, et équipements électriques. Dans le cadre de quel(s) projet(s) ces équipements sont-ils utilisés ?

Vers plus de découvertes pour le grand collisionneur de hadrons (LHC)

Le projet pour lequel sont actuellement utilisés les équipements financés par le labEX LIO, s’inscrit dans un chantier plus global d’amélioration du LHC, géré le CERN. Ce tunnel géant construit sous la frontière franco-suisse avait permis en 2012 la découverte du fameux boson de Higgs. Des travaux débutés en 2018, et prévus pour se terminer en 2026, vont permettre d’augmenter les performances de la machine, grâce à un faisceau plus dense de particules, plus « lumineux » dans le jargon des spécialistes, d’où le nom du projet : LHC à haute luminosité (HL-LHC). La nouvelle machine offrira la possibilité de découvrir de nouvelles facettes du boson de Higgs, et, pourquoi pas, de nouvelles particules exotiques.

Pour s’adapter à ces nouvelles conditions, les quatre principaux détecteurs qui équipent le LHC doivent connaître une refonte. C’est le cas du CMS (Compact Muon Solenoid). Une partie de ce travail a été confiée aux équipes de l’IP2I, sous la forme du projet TEDD. Son objectif ? L’amélioration des extrémités (appelées bouchons) du trajectographe, l’un des sous-détecteurs du CMS. Plus précisément, les équipements du LabEx Lio vont servir à la construction et à la qualification des « Dees » contenus dans les bouchons, des disques sur lesquels sont fixé des modules de détection, et qui servent notamment à les refroidir.

Premier prototype de taille complète (2m de diamètre), octobre 2019
Premier prototype de taille complète (2m de diamètre), octobre 2019