Alors que le monde entier retient son souffle pour le grand retour des faisceaux de protons dans le Grand collisionneur de hadrons (LHC) au CERN, une nouvelle de dernière minute vient bousculer le calendrier. Malgré des préparatifs intenses et un enchaînement d’étapes techniques complexes, une fuite inattendue a imposé un délai de six jours, repoussant l’injection tant attendue. Une course contre la montre s’est engagée pour maintenir ce géant de la physique des particules sur les rails.
Le Grand Collisionneur : Un Géant au Cœur de la Science
Le Grand collisionneur de hadrons (LHC), fleuron du Centre Européen pour la Recherche Nucléaire (CERN) et symbole de l’excellence scientifique européenne, se prépare à redémarrer ses opérations pour la dernière phase de sa troisième période d’exploitation (Run 3). Son objectif est de sonder les mystères de l’univers, de l’origine de la masse avec le boson de Higgs aux arcanes de la matière noire. Des millions de calculs et des années de développement ont été nécessaires pour parvenir à ce stade. Pour atteindre les conditions extrêmes nécessaires à ces découvertes, chaque composant de la chaîne d’accélérateurs, des injecteurs au LHC lui-même, doit fonctionner avec une précision absolue. Les équipes techniques ont multiplié les efforts pour s’assurer que l’ensemble du complexe soit prêt à accueillir les faisceaux à très haute énergie.
Les Étapes Cruciales : Un Nettoyage de Précision Inégalée
Avant que les protons ne puissent circuler à des vitesses proches de celle de la lumière, un processus de « nettoyage » ou de « conditionnement par faisceau » des tubes à vide, appelé également « scrubbing run », est impératif. Actuellement en cours dans le Super Synchrotron à Protons (SPS), cet exercice est fondamental. En effet, chaque fois que les enceintes à vide sont ouvertes à l’air libre pour des opérations de maintenance, leurs surfaces s’imprègnent d’impuretés atmosphériques. Les faisceaux, en circulant, peuvent induire des champs électromagnétiques, entraînant un échauffement local et des dégagements gazeux. Plus préoccupant, ces surfaces mal conditionnées peuvent émettre des électrons secondaires, créant des « nuages d’électrons » qui dégradent le vide, un phénomène connu sous le nom de décharge multipactor. Si la pression devient trop élevée, l’équipement sensible est en danger. C’est pourquoi, pendant environ une semaine, des faisceaux de faible intensité sont injectés et stockés de manière contrôlée, assurant un conditionnement progressif des surfaces tout en maintenant le vide à des niveaux acceptables, bien en deçà des seuils d’alerte. Cette phase est d’autant plus critique pour les faisceaux de type LIU (LHC Injectors Upgrade), destinés à la future version à haute luminosité du LHC (HL-LHC), qui nécessiteront une stabilité et une intensité sans précédent, avec 288 paquets de 2,3×10¹¹ protons par paquet.
L’Incident Imprévu : Une Fuite au Cœur du Système
Alors que la date d’injection des premiers faisceaux dans le LHC était initialement prévue pour le 21 février, une fuite de vide a été détectée le 11 février sur un soufflet soudé d’un collimateur tertiaire au Point 2 de l’accélérateur. Les collimateurs sont des dispositifs essentiels qui protègent les aimants supraconducteurs et l’équipement en absorbant les particules hors trajectoire. Ces soufflets, bien que cruciaux, sont connus pour être des points de faiblesse structurelle dans certaines conditions. Une équipe dédiée avait d’ailleurs été mise en place dès 2025 pour étudier des stratégies d’atténuation en vue de l’exploitation du HL-LHC. La réparation in situ s’étant avérée impossible, le remplacement du collimateur est devenu inévitable. La complexité réside dans le secteur de vide concerné, l’un des plus vastes du LHC, nécessitant une opération de « bake-out » (cuisson à haute température) prolongée pour restaurer les conditions d’ultravide. Face à cet imprévu, et constatant que le second collimateur tertiaire du même secteur présentait un profil de risque similaire, la décision fut prise de remplacer les deux unités simultanément, prolongeant ainsi l’intervention pour garantir une fiabilité maximale sur le long terme.
Un Calendrier Serré et une Coordination Exemplaire
L’opération de remplacement, bien que complexe, a été menée avec une précision et une efficacité remarquables, impliquant une coordination étroite entre de multiples équipes du CERN : vide, collimation, transport, instrumentation de faisceau et cryogénie. Les activités devraient s’achever le 26 février, ouvrant la voie aux ultimes préparatifs. L’injection des premiers faisceaux dans le LHC est donc désormais programmée pour le 27 février, soit un retard d’environ six jours par rapport au plan initial. Une fois les faisceaux en circulation, une période intensive de mise en service de neuf jours débutera. Cette phase cruciale inclura la correction d’orbite, les mesures d’optique, l’alignement des collimateurs et une vérification minutieuse des systèmes de protection de la machine, autant de contrôles indispensables pour assurer une exploitation sûre et fiable à haute énergie. Ce n’est qu’après cette série exhaustive de vérifications que le LHC sera prêt à fournir des faisceaux stables pour les expériences de physique, marquant le début de l’augmentation progressive de l’intensité.
Ce retard, bien que frustrant, souligne la prudence et le souci du détail qui animent les équipes du CERN. Chaque étape de cette mise en service est à la fois une préparation pour l’exploitation actuelle du Run 3 et un investissement crucial pour l’avenir, notamment pour la prochaine Longue Période d’Arrêt 3 (LS3) et la transition vers le HL-LHC. Les jours à venir seront déterminants, alors que les protons s’apprêtent enfin à reprendre leur course folle, ouvrant la voie à de nouvelles découvertes qui pourraient bien réécrire notre compréhension de l’univers.
Mots-clés : CERN, LHC, protons, physique des particules, accélérateur
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