Comment Actemium concourt à l’accélération des particules
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Depuis quarante ans, la marque experte dans les process industriels de VINCI Energies accompagne le CERN dans les développements du plus grand accélérateur de particules au monde.
© 2021 CERN Hertzog, Samuel Joseph: CERN
C’est un anneau de 27 km de circonférence, enfoui à une centaine de mètres sous terre, d’un côté et de l’autre de la frontière franco-suisse. Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) est à ce jour le plus grand et le plus puissant accélérateur de particules au monde. Cet instrument scientifique géant a été conçu, réalisé et mis en service en septembre 2008 par l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN), fédérant 23 Etats. La mission du LHC : éclairer certaines zones d’ombre de la création de l’Univers…
C’est ainsi qu’en juillet 2012, le CERN annonçait la découverte d’une nouvelle particule présentant des caractéristiques compatibles avec celles du boson de Higgs. Véritable chaînon manquant du modèle standard de la physique subatomique, cette découverte a marqué un tournant dans l’histoire de la science et a valu à François Englert et à Peter Higgs, un an plus tard, le prix Nobel de physique.
Mais nombre de questions demeurent, et pas des moindres. Comment l’univers a-t-il pris sa forme actuelle, et quel sera son sort ultime ? Bref, le LHC n’a pas fini de sonder les ressorts de la création de l’Univers.
« L’une des grandes contraintes techniques consiste dans notre capacité à nous intégrer aux process ultra-sécurisés du CERN. »
Une exploration où tout prend des formats XXL. A l’intérieur du LHC, qui opère 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 pendant huit mois de l’année, deux faisceaux de protons ou d’ions tournent pendant environ 8 heures, à raison de 11 245 tours par seconde (une vitesse proche de celle de la lumière) avant d’entrer en collision (un milliard de collisions par seconde).
Chevilles ouvrières de cette puissance d’accélération, des aimants supraconducteurs sont placés tout autour de l’anneau. Pour générer leur champ magnétique et donc être alimentés à un courant d’environ 12 000 A, ils sont refroidis à l’hélium jusqu’à une température de -271,3 °C, plus basse que celle de l’espace intersidéral. Au total, le LHC compte plus de 9 500 aimants, dont 1 232 dipôles et 392 quadripôles, certains pouvant mesurer 15 m de long et peser 35 tonnes.
Des aimants toujours plus puissants
Comment tout cela fonctionne-t-il ? « Le CERN conçoit l’intégralité de ses composants et de ses équipements. Pour assurer la production en série et le fonctionnement des installations, nous avons besoin d’un important renfort de techniciens et d’ingénieurs dans des métiers très divers. Aujourd’hui, ce sont près de 2 000 contractants qui travaillent chaque jour sur le site », précise Jean-Philippe Tock, Head of Accelerator Coordination & Engineering au CERN.
Parmi les entreprises mobilisées, Actemium, la marque experte dans les process industriels de VINCI Energies, accompagne l’organisation internationale sur un périmètre d’expertises élargi : bureau d’études, intégration 3D des équipements dans le tunnel, systèmes d’accès, fabrication de cartes électroniques, détection incendie. « Notre partenariat avec le CERN porte notamment sur l’assemblage des éléments supraconducteurs, la maintenance des installations et, aujourd’hui, le développement de nouveaux aimants », note Yann Patin, chef d’entreprise Actemium Pays de Gex.
Depuis 2022, le LHC fonctionne à une énergie pratiquement deux fois supérieure à celle de sa première période d’exploitation, pouvant produire des collisions à 13,6 TeV (téra-électron-volt). Demain, de nouveaux aimants supraconducteurs quadripolaires, plus puissants, devraient permettre de produire au moins 140 collisions chaque fois que deux paquets de particules se rencontreront (contre environ 40 actuellement).
Pour parvenir à ce résultat, le faisceau devra être plus intense et plus concentré que celui du LHC actuel. De nouveaux équipements devront être installés sur environ 1,2 km de l’anneau durant le troisième long arrêt du LHC (2026-2028) et notamment les futurs aimants, faits d’un composant novateur à base de niobium-étain utilisé pour la première fois dans un accélérateur.
80 collaborateurs d’Actemium sur site
« La singularité de l’activité du CERN, la dimension ultra-stratégique de ses recherches, la très haute technologie de ses installations et la configuration très particulière de ses environnements de travail orientent nécessairement la teneur de nos prestations. L’une des grandes contraintes techniques consiste dans notre capacité à nous intégrer aux process ultra-sécurisés du site », souligne Yann Patin.
Pour les 80 collaborateurs d’Actemium Pays de Gex et d’Actemium Genève opérant sur site, il s’agit également de faire preuve d’une grande agilité logistique. Le LHC ne dispose que de huit points d’entrée permettant de descendre par ascenseur jusqu’à l’anneau, à l’intérieur duquel les techniciens se déplacent notamment à vélo.
« Le niveau absolu de confiance que nous exigeons de nos fournisseurs et prestataires se traduit au préalable par des critères de sélection stricts lors des études de marché. Ensuite, nous assurons un suivi rigoureux des contrats dont la durée s’élève généralement à sept ans pour les prestations de service. En raison de développements technologiques pointus, certains contrats s’apparentent plus à des partenariats », pointe Jean-Philippe Tock. Illustration de cette confiance, le partenariat entre le CERN et Actemium existe depuis quarante ans.
Accélérateur nouvelle génération
En 2026, le LHC (Grand collisionneur de hadrons) devrait entamer une longue période de maintenance et d’amélioration en vue d’une exploitation jusqu’au milieu des années 2040 environ. Et après-demain ? Le CERN planche sur une prochaine génération d’accélérateurs, notamment le FCC (Futur Collisionneur Circulaire), sorte de super-microscope du Big Bang, dont la construction pourrait débuter en 2035 et prendrait plus de dix ans. Un chantier colossal, car il s’agit cette fois-ci d’un tunnel de 91 km de circonférence, enfoui 200 à 300 m sous terre, entre Genève et Annecy, sous le lac Léman et le Rhône.
16/11/2023
