Double Chooz est une expérience installée auprès du réacteur nucléaire de Chooz, dans les Ardennes françaises, dont le but est d'étudier les oscillations de neutrinos. Après plus de deux ans de construction du détecteur et son remplissage des 237 m³ d'huiles et de liquides scintillant, le premier détecteur de l'expérience Double Chooz est en prise de données depuis le 22 décembre 2010. Après une phase de réglage début 2011 la collaboration partira à la chasses aux neutrinos, pour une première moisson espérée mi-2011.

Le groupe de l'IRFU, impliquant le SPP (à l'initiative de l'expérience), le SPhN, le SIS, le Sedi, et le Lenac, a joué un rôle majeur dans le pilotage du projet et a contribué de façon significative à la conception, la réalisation, et l'intégration du détecteur:

Après avoir joué un rôle majeur dans la conception des détecteurs, l’IRFU a eu en charge la coordination technique de l’ensemble du projet au sein de la collaboration (140 physiciens & ingénieurs dans 8 pays et 35 instituts). Il a assuré également par la présence permanente d’un ingénieur sur le site, la coordination du montage des différents éléments du détecteur. Les dossiers de sécurité nécessaires à une installation de ce type (ICPE) ont été élaborés et suivi en lien avec l’ASN.

Des éléments clefs du détecteur ont été conçus par l’IRFU :

• Deux enceintes acryliques et l’enceinte support des PM, et l'ensemble des cheminées
• Un système de déploiement de sources de calibration
• Le système de mesure du nombre de protons du volume de détection

De plus, une contribution importante de l’IRFU a été apportée autour des liquides,

• que ce soit pour qualifier la compatibilité du liquide de la cible avec les matériaux utilisés,
• caractériser et tester la stabilité des liquides scintillants,
• ou bien encore concevoir et réaliser le remplissage des quatre volumes, ainsi qu'un système de thermalisation du détecteur.

Par ailleurs, l’IRFU a conçu et réalisé la salle blanche du laboratoire et a été un acteur majeur de son maintien à un niveau de propreté satisfaisant tout au long du montage.

Enfin, l’IRFU a assuré le relevé géodésique du détecteur.

contacts:

Thierry Lasserre

Christian Veyssière

Fin janvier 2010, au Japon, les détecteurs du projet Tokai to Superkamiokande (T2K, [ti:tu:kei]), développés à Saclay, ont observé leurs premiers neutrinos. Ces détecteurs sont constitués de deux grandes chambres permettant de reconstruire les traces de particules chargées et caractérisent le faisceau de neutrinos. Dans cette expérience, les neutrinos sont créés par un faisceau de protons issu de l'accélérateur de Tokai. Ces mêmes neutrinos sont mesurés 300 km plus loin, à Kamioka, dans une grande cuve d'eau de 40 m de diamètre et de hauteur, qui a précédemment servi à étudier les neutrinos provenant de l'interaction du rayonnement cosmique dans l'atmosphère et à prouver définitivement le phénomène d'oscillation (prix Nobel à Masatoshi Koshiba en 2002). Depuis, une première interaction de neutrinos en provenance de Tokai a été observée dès la fin février dans le détecteur de Kamioka, ce qui marque le début d'une phase très excitante sur la physique 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.

L’instrument MUSETT¹ a détecté ses premiers noyaux lourds lors d’une phase de tests qui a eu lieu au début du mois d’avril 2010 auprès de l’accélérateur du GANIL² à Caen. MUSETT a été construit dans le but d’identifier les éléments très lourd, les transfermiens, c'est à dire les éléments situés au-delà du fermium (Z=100). Les physiciens nucléaires s’intéressent à ces états extrêmes de la matière pour tester les modèles théoriques décrivant le noyau.  Les premiers résultats de MUSETT sont très satisfaisants, démontrant une très bonne identification des isotopes produits grâce à une méthode originale dite de corrélation génétique. Celle–ci permet d’étiqueter un noyau grâce à la détection de sa décroissance. MUSETT préfigure la détection du futur Super Séparateur Spectromètre S3 dédié aux faisceaux hyper-intenses de SPIRAL2³, permettant l’exploration des noyaux les plus lourds.

Le projet CHyMENE (Cible d'Hydrogène Mince pour l'Etude des Noyaux Exotiques) a le but ambitieux de produire une cible mince d'hydrogène pur sans conteneur adaptée aux expériences utilisant des faisceaux d'ions lourds de basse énergie prévus avec SPIRAL2.

Une équipe de l'Irfu (SPhN et SACM) et de l'Inac/SBT utilisant des techniques cryogéniques vient de produire avec succès un ruban d'hydrogène solide de 100 µm d'épaisseur. Cette cible sera bientôt testée sous faisceau. Une première mondiale.  

Ci-dessous: interview de Alain GILLIBERT, qui travaille au projet CHyMENE avec Alexandre OBERTELLI et Emmanuel POLLACO

Image du début: Ruban d'hydrogène solide H2 extrudé (largeur 10 mm, épaisseur 100 µm), vu au travers du hublot de la chambre à vide (Photo V. Lapoux).