La détection des particules élémentaires produites par l’accélérateur Large-Hadron-Collider (LHC) du CERN demande des champs magnétiques très puissants. Dans le détecteur CMS (Compact Muon Solenoid) ces champs magnétiques sont produits à l’aide d’une énorme bobine formée par l’enroulement d’un câble supraconducteur d’une longueur de 50 km.

Les câbles supraconducteurs sont très sensibles et nécessitent des dispositifs de stabilisation électrique, thermique et mécanique. Dans le cas présent, le câble, un câble plat, a tout d’abord été enrobé par co-extrusion dans un gaine d’aluminium très pur puis ensuite stabilisé mécaniquement sur ses deux côté dans une deuxième étape avec un alliage d’aluminium à haute résistance.

Une étape cruciale dans la production; les défauts de liaison pouvant avoir des conséquences catastrophiques, il est nécessaire de contrôler avec une  méthode fiable la bonne liaison entre les métaux lors de la co-extrusion et du renforcement par soudage par faisceau d’électrons. Ce qui peut sembler assez simple en théorie est très difficile à réaliser dans la pratique entre autres aussi du fait que les différents tronçons de câble du CMS mesurent 2.5 km.

Un nouveau système de contrôle pour la production de supraconducteurs

En collaboration avec des partenaires industriels, l’Empa a développé et construit un système comportant deux transducteurs multiéléments combinés à un appareil à ultrasons à 128 canaux

Le scannage avec ce système à transducteurs multiéléments étant cent fois plus rapide que le scannage mécanique usuel, le contrôle peut s’intégrer sans problème au déroulement de la production. Après avoir été co-extrudé et renforcé, le câble supraconducteur défile à une vitssse de 1,5 – 5 m/min devant la station de scannage. Dès qu’une amplitude suspecte apparaît sur l’écran, une alarme est déclenchée et  le déroulement de la production peut au besoin être interrompu.

De l’or pour l’Empa

Les Gold et Crystal Awards décernés pour la première fois en 2000 sont les distinctions attribuées par le CERN à des entreprises internationales pour leur contribution à la construction du détecteur de particules CMS. A côté de l’Empa, cinq autres firmes, dont le IBM Technology Group, se sont vues attribuer un Award cette année.

Ces systèmes à transducteurs multiéléments sont maintenant devenu la propriété de l’Empa et peuvent désormais aussi être utilisés pour d’autres applications. Leur domaine d’utilisation possible est très vaste  car le contrôle par ultrasons peut s’employer aussi bien pour de minuscules composants électroniques que pour des éléments de très grande taille pour les centrales électriques ou en construction ferroviaire et aéronautique.

Contact: Laboratoire Electronique/Techniques de mesure

Dr Jürg Neuenschwander, tél. 044 823 43 20, juerg.neuenschwander@empa.ch

Dr Thomas Lüthi, tél. 044 823 43 22, thomas.luethi@empa.ch

Dr Urs Sennhauser, tél. 044 823 41 73, urs.sennhauser@empa.ch

Rédaction: Martina Peter