La réalisation du futur collisionneur linéaire compact, Clic, accélérateur de particules développé par le Cern nécessite de nombreux résultats de recherche. Le laboratoire Symme associé au Lapp planchent sur un système de positionnement actif ultra précis (au nano) dans le cadre d’une thèse portée par la Fondation Cetim et l’assemblée des Pays de Savoie...

D’un Clic, l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (Cern) compte accéder à « une nouvelle technologie révolutionnaire ». Le Collisionneur linéaire compact (Clic), l’avenir en matière d’accélérateur selon l’organisation, est le projet de R&D destiné à exploiter les découvertes du Grand collisionneur de hadrons (LHC – situé près de Genève), dont le but principal est de récréer les conditions d’après Big Bang.

Une technologie qui permettrait d’accéder à des énergies très supérieures à celles d’aujourd’hui. Ce futur accélérateur mettra en œuvre la collision d’électrons et de positons (antiélectrons) à des énergies de plusieurs Téras électron-volt (TeV). L’utilisation d’électrons et de leurs antiparticules, au lieu de protons, ouvrirait, selon les experts du Cern, une perspective différente sur la physique sous-jacente.

Pour concrétiser cette aventure, M.Aymar, alors directeur général du Cern, appelait « les laboratoires du monde entier à se joindre au projet… ».

Vers des solutions de stabilisation du faisceau

Mi 2009, le laboratoire Systèmes et matériaux pour la mécatronique (Symme) de l’université de Savoie associé au Laboratoire d’Annecy le Vieux de physique des particules (Lapp) met sur pied un projet de thèse sur le guidage actif ultra précis dans le cadre de la Fondation Cetim.

But ultime de l’action : développer un système de positionnement (au nano) des modules de guidage des faisceaux de particules de ce futur collisionneur du Cern.

En effet, pour assurer la collision des particules, il faut avant tout garantir l’alignement sub-nanométrique des faisceaux sur une longueur de plus de 15 km. Pas aussi simple…

Il faut compter avec les perturbations générées par les différents équipements et les interactions avec le sol.

En résumé, trois défis attendent les partenaires : obtenir une mesure du positionnement relatif des différents modules ou capteurs ; réaliser des déplacements très fins à l’aide d’actionneurs ; et piloter ces mêmes composants pour effectuer un rejet actif des différentes perturbations à l’aide d’une fonction de commande. Le tout devrait contribuer à apporter des solutions de stabilisation sur toute la longueur du faisceau.

Une transposition à d’autres applications industrielles

Un des autres enjeux de ce projet d’ampleur est de pouvoir s’appuyer sur ces travaux pour transposer la méthodologie à des applications industrielles nécessitant des précisions micrométriques ou submicrométriques… Une des missions du Cetim, notamment dans le domaine de la métrologie, en recherchant des solutions moins coûteuses et qui pourront améliorer les qualités actuelles des systèmes.

Le Cern devient à cet effet un partenaire privilégié puisqu’il apportera son appui pour la mise en place de prototypes permettant de valider les solutions définies.

À noter que ce projet s’inscrit dans le cadre du projet applicatif Mecasens du Cetim et notamment de son activité liée au développement dans le domaine des équipements industriels nécessitant une grande précision de positionnement. Les premiers travaux du Cetim en contrôle actif de positionnement de structures souples à l’aide de positionneurs piézo-actifs datant de 2008.

Pour en savoir plus :

Olivier Duverger, 03 44 67 36 82

sqr@cetim.fr

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Photographe : Maximilien Brice