noy

  • Caractérisation et tests des photo-détecteurs.
  • Conception, élaboration et mise en place sur site de l’ensemble de détection de gerbes atmosphériques.
  • Mise en œuvre de la télémétrie 3G et du système d’acquisition provisoire.

Patrick Stassi: Photo détection - Télémetrie

Marc Marton : Conception Détecteur/CAO

Mohammed Chala : Montage Détecteur

Christophe Bernard : Montage Détecteur


Installation des premières stations NOY : LPSC INFO janvier 2011

Poster : NOY, Neutrino ObservatorY in Grenoble, A network project based on stand-alone Air shower detector arrays

ICRC 2010 proceeding :  NOY, a neutrino observatory network project based on stand alone air shower detector arrays

190117 14h17 oz hyperlinkPage de l'expérience NOY


Pour le projet du site nord de l’observatoire Pierre Auger (Colorado, USA), le SDI à étudié un nouveau dispositif de photo-détection pour les cuves.

En effet, les détecteurs de surface d’Auger doivent être amenés à fonctionner en continu. Les cuves étant disposées en plein air, les photomultiplicateurs (PM) et l’électronique associée sont donc soumis à d’importantes variations climatiques, (0 à 50° C, humidité). En plus d’une isolation renforcée, il a été préconisé d’utiliser une enceinte étanche qui contiendrait la base du PM et l’électronique associée.

Ceci permettrait à l’ensemble de se présenter sous la forme d’un module senseur compact facilitant les travaux de réparation et de contrôle.

phd auger1phd auger2

Deux systèmes sont étudiés, basés sur un corps conique en plastique moulé de forme proche de celle utilisée actuellement sur le site Sud pour isoler le PM de la lumière. Le premier comporte une fenêtre d’entrée en plexiglas épousant la surface de la photocathode.

Le deuxième laisse libre cette surface, mais comporte un double joint torique au niveau du col du PM. Dans les deux solutions proposées, les systèmes sont fermés d’un fond métallique sur lequel sera fixée l’électronique.

 

190117 14h17 oz hyperlink Page de l'expérience AUGER


Durant le second semestre 2008, le SDI a pris en charge la conception et la construction du banc de calibration des supermodules du calorimètre électromagnétique d'ALICE. Ce banc de calibration est composé de 16 scintillateurs de grande dimension (1.5 m), disposés dessus et dessous le détecteur, permettant ainsi de signaler et de localiser le passage de muons cosmique à travers le détecteur.

phd alice1.jpg

Au total, 14 supermodules ont été calibrés au sein du hall ARIANE au LPSC à l'aide de cet appareillage avec une dispersion de l’ordre de 2 à 3%, nettement inférieure à celle spécifiée dans le cahier des charges initial.

Contact : Jean-François Muraz

190117 14h17 oz hyperlink Page de l'expérience ALICE EMCAL


Le spectromètre à muons est disposé à l'avant du détecteur ALICE et est composé, entre autre, d’un absorbeur hadronique et de 10 plans de chambres à fils regroupées en 5 stations. Ces dernières permettent de reconstruire la trajectoire des muons, courbée par le champ d’un aimant dipolaire. Du fait d'éventuelles déformations et déplacements subis par les structures, une mesure de l'alignement de ces 10 chambres de trajectographie, à mieux que 50 µm dans la direction de courbure des traces, est absolument nécessaire pour atteindre une résolution en masse invariante meilleure que 1%.

Le GMS (Geometry Monitoring System) permettra de mesurer cet alignement. Il est constitué de lignes otiques BCAM et PROX dont le nombre et la position ont été déterminés par simulation.

Pour permettre de valider ces simulations, les programmes de reconstructions géométriques ainsi que d’étudier, entre autres, les effets sur la dispersion des mesures dues à un gradient thermique, le LPSC a pris en charge l’étude et la réalisation d’un banc de test représentant à l'échelle 1 les demi chambres des stations 6, 7, 8 du spectromètre. Les chambres sont réalisées en profilés d'aluminium. Elles permettent la fixation, dans les 4 coins, des éléments optiques tels qu'ils seront fixés dans l'expérience ALICE. La chambre centrale repose sur des tables motorisées qui permettent de la déplacer d'une valeur connue, que le GMS doit retrouver. La chambre 6 est équipée d'un dispositif chauffant et soufflant permettant d'étudier l'influence thermique des zones actives du détecteur sur la résolution des éléments optiques de mesure.

Le SDI a pris en charge :

  • La coordination technique de la réalisation du banc de test.
  • L’étude et la réalisation du dispositif chauffant et soufflant
  • L’étude, le choix et la programmation (LabVIEW) des 3 tables motorisées
  • Le montage et le câblage complet du banc de test.

La campagne de mesure, à laquelle le service a participé activement s'est déroulée de janvier à juin 2006.

 

190117 14h02 oz download pdf Rapport de stage de Mehdi Meziane

190117 14h02 oz download pdf Résultats du banc de test GMS

 

Contact : Jean-François Muraz

 

190117 14h17 oz hyperlink ALICE au LPSC

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Dans le cadre de l’activité pédagogique vers les lycées (ECRINS), le SDI a développé deux ensembles compacts de détection de rayons cosmiques baptisés « Mini ECRINS ». Ces systèmes sont constitués chacun de deux scintillateurs plastiques, associés à deux photomultiplicateurs alimentés par un dispositif sur batteries. L’acquisition des signaux est assurée par un mini oscilloscope USB (PicoScope®) piloté par un programme LabVIEW dédié. Si on utilise un ordinateur portable, ces ensembles deviennent complètement autonomes et transportables dans une valise appropriée.

Ces dispositifs sont des réalisations du SDI, non seulement de par leur conception et leur fabrication, mais aussi de par leur utilisation dans le cadre d’activités pédagogiques en 2007 comme l’exposition sur la physique au lycée St Ambroise à Chambéry et la participation aux Olympiades de la Physique 2007 avec le lycée Pierre et Marie Curie de Grenoble.

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190117 14h17 oz hyperlink Page de l'expérience ECRINS


Pour cette expérience, le service a participé à l’intégration des modules optiques du détecteur ainsi qu’aux activités de tests et vérifications de la matrice composée de 1600 photomultiplicateurs (PM).

Cette intégration a consisté au montage du plan focal qui est composé de 25 modules contenant chacun 4 sous-modules. Chaque sous-module est équipé de 16 photomultiplicateurs. Les PM ont été au préalable appairés en fonction de leurs dimensions et de leur gain et leur mise en place (appareillage) a été faite selon ces informations.

Un joint d’étanchéité entre le circuit imprimé et la base du PM a été mis en place, de façon à pouvoir effectuer un « potting », c’est-à-dire une isolation des électrodes du PM portées à la haute tension. Ceci permet de supprimer les claquages à basse pression dus au « minimum de Paschen » (plus la pression de l’air diminue et plus la décharge électrique survient à des tensions faibles.

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La courbe de Paschen, qui représente la tension de claquage en fonction de la distance inter électrodes et de la pression, atteint une valeur minimale appelé le «minimum de Paschen »). Le « potting » a été effectué en injectant une résine de type Mapsil 213 B, 13 grammes de produit ont été utilisés par sous module et 18 minutes en moyenne sont nécessaires pour chaque injection, la polymérisation se faisant à température ambiante.

Une opération de « coating » a ensuite été effectuée pour les mêmes raisons que précédemment (Paschen). Celle-ci consiste à imprégner chaque sous-module, au niveau du circuit imprimé et sur chaque composant, avec une résine (Nusil CV1152), appliquée au pinceau, qui assure une protection de surface. Cette activité a nécessité la mise en étuve des sous-modules durant 6 heures à 40° C.

Enfin, une troisième opération a également été réalisée pour éviter les claquages. Celle-ci correspond à l’ajout d’une couche de micro ballons (micro billes de verre) mélangés à la résine (Mapsil 213 B), et appliquée à la seringue sur le verso du sous module. Des tests de chaque sous-module en haute tension et sous vide ont ensuite été menés pour vérifier qu’il n’y avait pas de claquages au passage du "minimum de Paschen".

L’intégration se poursuit ensuite par le montage des sous-modules sur la grille support, la vérification du plan focal, le serrage mécanique et la mise en place de fibres optiques de test. Le montage des cartes électroniques d’acquisition « front-end » s’effectue ensuite avec la mise en place des ponts thermiques sur la grille support pour évacuer la chaleur via les colonnettes de montage des modules.

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Pour finir, après avoir équipé le plan focal de sondes de température, des circuits de connexion de type « Flex » et des alimentations, le plan de tuiles d’aérogel est installé. Il est constitué de deux feuilles de Mylar tendues et collées sur un cadre aluminium renfermant les tuiles d’aérogel. Deux protections mécaniques de type nid d’abeille sont ensuite installées au recto et au verso du dispositif.

Toutes ces opérations ont nécessité pas loin de 12 mois de travail, de janvier 2006 à janvier 2007.

 

Contact : Marc Marton

 

190117 14h17 oz hyperlink Page de l'expérience CREAM