Le LHC à haute luminosité (HL-LHC)

Qu'est-ce que le projet LHC à haute luminosité ?

Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN est le plus grand et le plus puissant accélérateur au monde. Il fonctionne avec succès depuis 2008, et à très haute énergie depuis (13 TeV) depuis 2015. Les données récoltées ont permis aux expériences ATLAS et CMS de découvrir le boson de Higgs, après des décennies d'efforts.

Le Grand collisionneur d’hadrons à haute luminosité (HL-LHC) est une amélioration du LHC : il fonctionnera à plus haute luminosité, autrement dit en produisant plus de données. Ce LHC amélioré entrera en service après 2025 afin d’accroître d’un facteur 10 le volume de données analysées par les expériences ATLAS et CMS.

La pleine exploitation du LHC, y compris sa version améliorée HL-LHC, a été définie comme première priorité pour la physique des particules en Europe dans la mise à jour de la stratégie européenne pour la physique des particules en 2013.

Quelles recherches y seront menées ?

L'exploration aux énergies du LHC (aux environs du TeV) ne fait que commencer. Des décennies de données supplémentaires du LHC sont nécessaires pour la mener à bien. Ces recherches sont essentielles car les éventuels résultats modifieront notre vision des lois fondamentales de la Nature. En particulier, ellles permettront de poursuivre les mesures des particules prédites par le Modèle standard, le modèle théorique des particules et des forces, et de déceler un éventuel écart des expériences par rapport à la théorie. Elles pourront également vérifier si d’autres particules existent aux énergies du LHC. Leur existence pourrait résoudre certaines des questions de la physique contemporaine, comme la présence d’une énigmatique matière noire.

Quelles sont les étapes du projet ?

Si la plupart des éléments du LHC restent en place, son fonctionnement à plus haute luminosité implique le développement de nouveaux composants, comme des aimants de faocalisation plus puissants et de nouvelles technologies dans les domaines de la supraconductivité, de la cryogénie, des matériaux résistants aux rayonnements, de l'électronique et de la mamipulation à distance.Des travaux de génie civil seront entrepris pour créer les espaces hébergeant une partie de l'infrastructure technique de ce nouvel équipement. La construction du HL-LHC devrait être achevée en 2026 et sera suivie par au moins dix années de fonctionnement.


 

  • 2018 – 2022 : Travaux de génie civil principaux
  • 2018 – 2024 : Construction et tests de tous les nouveaux composants
  • 2019 – 2020 : Durant le deuxième long arrêt technique du LHC: installation de collimateurs DS, avec 11 aimants dipôles T au point 7, de collimateurs à basse impédance, d'une nouvelle instrumentation faisceaux et d'un système de protection de l'injection.
  • 2021 – 2025 : Préparation  de l'infrastructure dans le tunnet et les nouvelles galeries de service
  • 2022 – 2023 : Test des triplets internes
  • 2024 – 2026 : Durant le troisième long arrêt technique du LHC: installation et mise en route des principaux équipements: triplets internes quadrupôles. cavités-crâbes, liens SC, nouvelle installations cryogénique, etc.

Où se déroulent les travaux ?

Le schéma ci-dessous montre la localisation des travaux nécessaires pour achever le projet HL-LHC.
 


 

Les travaux au points 2 (Sergy), 6 (Versonnex), 7 (Ornex) et 8 (Ferney-Voltaire) sont exclusivement souterrains et ont pour objectif le remplacement d’équipements existants de l’accélérateur LHC. Les travaux auront principalement lieu pendant le deuxième long arrêt technique du LHC (2019 – 2020).

Les travaux au point 4 (Echenevex) concernent les infrastructures en surface et en souterrain: ils auront également lieu durant le deuxième long arrêt technique du LHC et consistent essentiellement en des modifications du système cryogénique.

Les travaux les plus importants seront menés aux points 1 (Meyrin) et 5 (Cessy), abritant les deux expériences généralistes ATLAS et CMS. Des travaux de génie civil y seront menés pour créer l’espace nécessaire pour de nouvelles installations techniques nécessaires à l'augmentationde la luminosité du LHC.


Nouveaux ouvrages (en bleu) au Point 1 (Meyrin)


Nouveaux ouvrages (en bleu) au Point 5 (Cessy)

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