Les contributions majeures du Sédi aux projets du département

Calorimètre électromagnétique d’ATLAS
Fruit d’une collaboration étroite entre l’In2p3, le Cern et le CEA/Dapnia, l’ensemble des modules du calorimètre électromagnétique d’ATLAS ont été intégrés dans le cryostat de l’expérience en 2003.

La maîtrise des instruments de détection est un atout essentiel pour l’interprétation physique des données expérimentales. Aussi, les physiciens du Dapnia, les ingénieurs et les techniciens du Sédi entretiennent-ils des relations très étroites aussi bien lors des phases de conception, que lors des tests de calibration. Ces liens qui sont source de motivation pour les acteurs techniques sont aussi une garantie de la qualité et des performances des instruments. Pour autant, les responsabilités respectives des services de physique et d’instrumentation ne se confondent pas et l’organisation en projet mise en place depuis plusieurs années déjà par le Département identifie le rôle des différents acteurs et permet une gestion optimisée des ressources qui peuvent être partagées entre plusieurs expériences. Le schéma d’organisation matricielle permet ainsi au Sédi d’intervenir sur de nombreux projets tout en concentrant, sur chacun d’entre eux, les compétences et la taille critique qui permettent au département d’apporter une contribution significative à l’échelle des collaborations internationales. 
La préparation des expériences auprès du Large Hadron Collider (LHC) au Cern a constitue l’activité dominante du service au cours des trois dernières années avec un engagement important dans Atlas (fabrication et intégration en collaboration avec l’IN2P3 des modules du calorimètre électromagnétique à argon liquide, développement des cartes « Tower Builder » du trigger niveau 1, développement en collaboration avec l’IN2P3 des asics Hamac) et dans CMS (développement et réalisation du système optoélectronique de monitoring des 100 000 cristaux de l’expérience, étude et développement du « Selective Readout Processor » qui permet de réduire en temps réel le flux de données dirigées vers le système d’acquisition). Sur Alice, le Sédi contribue avec d’autres instituts à la fabrication des chambres à damiers du spectromètre à dimuons. L’engagement du Sédi dans les programmes du LHC concerne également la partie Software avec une contribution importante à la base de données conditionnelle du spectromètre à muons d’Atlas. La réalisation de la plus grande camera mondiale, la camera Megacam a constitué une des réussites de ces dernières années. Le Sédi assurait la maîtrise d’œuvre du projet, l’intégration du plan focal constitué de 40 capteurs CCD couvrant un champ de 1°×1° avec 360 millions de pixels, le développement de l’électronique associée ainsi que l’intégration et la mise en service de l’instrument. La recherche et développement sur le détecteur gazeux Micromegas a trouvé son aboutissement dans la mise en service de ce détecteur sur plusieurs expériences de physique au Cern. Il s’agit des expériences Compass (conception et réalisation de 12 plans de détection couvrant chacun 400x400 mm2 et regroupant 12000 canaux d’électroniques équipés du SFE16, asic bas bruit conçu et développé par le groupe de microélectronique du Sédi), NA48 Kabes (réalisation de 3 spectromètres de faisceau fonctionnant dans un environnement hostile avec des exigences très pointues en termes de résolution spatiale et temporelle) et Cast (développement d’un détecteur de rayonnement X à lecture x-y et très bas seuil en énergie). Le projet Edelweiss installé dans le laboratoire souterrain de Modane a également connu des avancées techniques et scientifiques majeures avec une prise de données associant trois bolomètres intégrés par le Sédi. Le service est aujourd’hui fortement engagé sur la phase II de l’expérience ou notre implication couvre aussi bien les détecteurs bolométriques que le système d’acquisition et l’intégration mécanique de l’expérience. Le projet Antares qui porte sur le développement d’un observatoire sous-marin de neutrinos constitue également un engagement majeur du service qui est responsable de la production des modules optiques, de l’approvisionnement des câbles électro-porteurs et de nombreux développements en électronique (asic front end ARS, cartes d’acquisition et de commutation, logiciel embarqué). Plusieurs expériences menées au Ganil bénéficient de détecteurs conçus et réalisés par le Sédi. Les détecteurs à émission secondaires du spectromètre Vamos offrent ainsi des performances accrues en terme de résolution spatiale et temporelle. De même l’asic Mate conçu pour les trois types de détecteurs du spectromètre Must améliore significativement les propriétés spectroscopiques. L’implication du service dans les expériences d’astrophysique embarquées a porté sur les expériences Herschel (conception et développement du subsystem control unit de Spire) et sur Glast (livraison des Cristal Detector Elements pour les tests de calibration). 

Layout du circuit MAPS Mimosa 8.

Au cours des trois prochaines années, l’engagement du service dans les détecteurs du LHC se poursuivra à un niveau élevé sur les trois expériences auxquelles nous contribuons. La part de la mécanique aura néanmoins tendance à se réduire au profit des développements et des réalisations en électronique et en informatique. La physique des neutrinos représentera une part croissante de l’activité aussi bien sur les lignes de détection d’Antares dont l’immersion est prévue sur cette période que sur de nouveaux projets auprès de réacteurs (Double-Chooz) ou des accélérateurs (JParc). Les détecteurs bolométriques pour la physique de la matière noire (Edelweiss II) ou du fond diffus cosmologique (Olimpo) constitueront également une part importante de nos activités. Enfin, l’engagement dans l’imageur infrarouge du JWST représentera notre contribution principale aux expériences embarquées. 

Maj : 07/02/2005 (364)

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