30 janvier 2010
Des cuves extraordinaires pour voir des neutrinos

Une société vosgienne, NEOTEC, a recu le prix de la « réalisation exemplaire » 2009 pour la réalisation de cuves très spéciales, au salon international Midest, en présence du Ministre de l'industrie, Monsieur Christian Estrosi. La réalisation primée fait partie d'un élément important  de l'expérience  Double-Chooz qui mesurera, avant la fin de cette année, des neutrinos émis par le réacteur de la centrale nucléaire de Chooz dans les Ardennes.

 

 

Les enceintes acryliques : une belle mécanique de l'expérience Double-Chooz

 

Spécialisée depuis 1922 dans la vente et la transformation des matières plastiques l'entreprise NOVAPLEST-NEOTEC PLASTIQUE a réalisé pour le CEA quatre enceintes transparentes étanches en Plexiglas issu d'une fabrication spéciale, destinées à un projet de recherche de détection de neutrinos de réacteurs. Cette réalisation a été suivie par l'IRFU qui en a réalisé toute l'étude au sein de son service d'Ingénierie des systèmes (SIS) et du SPP (service de Physique des Particules). L'intégration a été réalisée par une équipe regroupant des personnes du SIS, du Sedi (Le service d'Electronique des Détecteurs et d'Informatique), et du SPP.

 
Des cuves extraordinaires pour voir des neutrinos

Figure 1: Faute de « voir » les neutrinos, les physiciens détectent les rayonnements gamma caractéristiques produits dans la réaction correspondant à de minuscules dépôts d’énergie. Pour cela, les détecteurs sont constitués de liquide scintillant à base d’huiles minérales qui transforment ces dépôts en émission de lumière visible détectée par 400 photo-capteurs (tubes photomultiplicateurs). Le liquide scintillant dans l’enciente cible est dopé avec un noyau qui émet une lumière caractéristique quand il capture un neutron, le gadolinium

L'enceinte « Gamma Catcheur » mesure 3,5 m de diamètre et 3,5 m de hauteur, pour une épaisseur d'acrylique de 12 mm (figure 1). Cette enceinte sert à capter toute l'énergie déposée par les particules interagissant dans la cible la plus interne (d'où son nom de « Catcher »). Cette enceinte est composée d'un plexiglas spécifiquement créé pour les besoins de l'expérience. Ce plexiglas est plus transparent et plus résistant au liquide organique qui sera versé par la suite dans l'enceinte.

 

Six mois ont été nécessaires pour la fabrication et l'assemblage en salle blanche de l'enceinte. Cette opération en milieu ultra propre a permis de réduire de plus de 1000 fois le nombre de particules présentes dans l'air. Cette enceinte est à la fois l'objet le plus gros et le plus fragile de l'expérience.

 

 

La plus petite enceinte dite "enceinte cible":

 

Cette enceinte est celle dans laquelle les neutrinos vont interagir avec les protons de la cible. Elle mesure 2,5 mètres de diamètre et de hauteur ainsi que 8 mm d'épaisseur de plexiglas. Elle contiendra ultérieurement 10 m3 d'huile scintillante légèrement chargée en gadolinium servant à capturer le neutron émis lorsqu'un neutrino interagit avec un proton de la cible.

 

 

 

 

Des matériaux purs de très basse radioactivité naturelle

 

70 kg au coeur du détecteur ont une radioactivité équivalant à 0,03 Bq alors que celle d'un homme de 70 kg s'élève à 7000 Bq. Les matériaux ont été choisis pour qu'ils soient les plus faiblement radioactifs possibles pour ne pas altérer les mesures.

 

 
Des cuves extraordinaires pour voir des neutrinos

Figure 2: Descente délicate des enceintes acryliques dans le puits du détecteur

 

 

 

 

Une réalisation primée par les industriels

 

Le MIDEST est le premier salon international de la sous-traitance industrielle. Ce salon est un point de rencontre de référence des industries. Les Trophées MIDEST ont pour but de valoriser la sous-traitance industrielle et de permettre aux professionnels de découvrir des exposants aux performances et aux atouts hors du commun. NOVAPLEST et sa filiale NEOTEC sont lauréats du trophée MIDEST 2009 dans la catégorie ''Réalisations exemplaires" pour la fabrication de ces enceintes.

 
Des cuves extraordinaires pour voir des neutrinos

Contacts :

 

Thierry LASSERRE (SPP)

Zhihong SUN (SIS)

 

Maj : 25/10/2017 (2740)

 

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