______________________________________________ Daniel VINCENT LPNHE Coordinateur réseau Réseau Instrumentation R & D Mécanique 23 Novembre 2015.

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1 ______________________________________________ Daniel VINCENT LPNHE Coordinateur réseau Réseau Instrumentation R & D Mécanique 23 Novembre 2015

2 ______________________________________________ Bref Rappel Juin 2012: création des réseaux instrumentation 14/11/2012: première réunion du réseau R&D Mécanique (en visio), 15/02/2013 : création d’une liste de diffusion: reseaurdmeca-L@in2p3.fr 18/09/2013 : première journée du réseau Mi-2014 : M. Anduze transmet la coordination du réseau à D. Vincent 19/03/2015: journée du réseau (voir slides plus loin) Journée instrumentation 23 Novembre 2015

3 ______________________________________________ Réseau Instrumentation R & D Mécanique Thématiques mises en évidence 1)R & D Matériaux spécifique aux détecteurs, matériaux composites, nouveaux matériaux.. 2)Système de refroidissement 3)Intégration systèmes (technologies variées, compactes, complexes + interfaces…) 4)Nouvelles technologies de fabrication additive (imprimante 3D,…) 5)Nouvelles technologie de mesure et métrologie Autres thèmes: cibles tournantes,…. Journée instrumentation 23 Novembre 2015

4 ______________________________________________ Matériaux composites Intérêts forts pour les composites Compétences dans 5 labos + intérêts dans 7 labos Journée instrumentation 23 Novembre 2015 Astroparticules Diminution des masses en mouvement (télescope, satellite,…)

5 ______________________________________________ Matériaux composites Ecole de mécanique IN2P3 2014 15-19 Septembre « Matériaux composites, de la conception à la mise en œuvre » 23 Stagiaires IN2P3 sur 30 12 laboratoires représentés (y compris les intervenants) http://www.in2p3.fr/actions/formation/Materiaux14/Materiaux14.html Enroulement filamentaire LAPP – G. Deleglise Ecole composite 2014 Journée instrumentation 23 Novembre 2015

6 ______________________________________________ DébutFinPrésentation 10hAccueil 10h3011h00 Introduction, présentation du réseau et de la journée Daniel VINCENTLPNHE Composites 11h00 11h30Problèmatique composite au LLRMarc ANDUZELLR 11h3012h00 Discussion générale et sur les 4 points pour lesquels Denis GRONDIN (LPSC) a préparé des présentations - ILC -Thermocompression - ILC -Inserts - ALICE ITS (enroulement filamentaire manuel & moulage à chaud) - ATLAS ITK (co-cuisson / mousse carbone-graphite-prepreg)

7 ______________________________________________ Journée instrumentation 24 Novembre 2014 Projet: calorimètre Electromagnétique (ECAL) pour l’ILC

8 ______________________________________________ Réseau CALCUL Autres réseaux instrumentation Réseau SMARTEAM Réseau Techn, Vide Réseau des Mécaniciens Réseau Instrumentation R & D Mécanique _ Trouvez sa place _ Evitez les redondances Des réseaux existants IN2P3 Journée instrumentation 24 Novembre 2014

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16 ______________________________________________ Matériaux composites A Retenir  Faire le point sur l’état de l’art à l’IN2P3  Echanges de documents et d’expérience sur ATRIUM  Communication sur les fournisseurs et sous traitants  Imbrication avec les réseaux calculs (ANSYS) et CATIA  Recensement des besoins (détecteurs sur LHC, ILD,…)  Information sur les procédures, les équipements de réalisation et de tests (autoclave, presse chauffante,…)  …Métier, R&D→ caractérisation,… Mutualisation de matériel Echanges plus réguliers: Réunion, visioconf, plateforme,… Journée instrumentation 23 Novembre 2015 A faire

17 ______________________________________________ Systèmes de refroidissement Intérêts pour les systèmes de refroidissement  Compacité des détecteurs  Diminution de la matière  Augmentation de la densité électronique →puissance à dissiper  Imbrication avec les réseaux calculs (ANSYS)  Recensement des besoins (détecteurs sur LHC, ILD,…)  Mutualisation de bancs tests  Mécaniciens + Instrumentaliste + Physiciens,,,, Richesse des échanges → à renouveler ? Journée instrumentation 23 Novembre 2015

18 ______________________________________________ Refroidissement 14h0014h30Réfrigérateur à CO2 BiphaseNick LUMBIPNL 14h3015h00 Refroidissement CO2 dans des microcanaux Marco BOMBENLPNHE 15h0015h30 Cooling CO2 et performances thermiques des matériaux Pierre DELEBECQUELAPP 15h3016h00 Refroidissement sur une machine de soudage par faisceau d'électron Emilie SCHIBLERIPNL 16h0016h30 Refroidissement électronique détecteur ECAL : Banc de tests Julien GIRAUDLPSC 16h30 17h00Conclusion de la journée Daniel VINCENT LPNHE

19 Refroidissement des trajectographes Faible densité Résistant à la radiation Prix bas « Environmentally friendly » (GWP = 1) Coefficient de transfert thermique élevé Permet l’utilisation des tuyaux de petit diamètre (et faible épaisseur) Le CO2 bi-phase est particulièrement intéressant pour le refroidissement des trajectographes, où on essaie de minimiser la masse du détecteur

20 Conclusions Des systèmes de refroidissement évaporatifs à CO2 ont été étudiés dans le cadre de notre recherche pour le nouveau trajectographe de CMS Le banc de test finale sera utilisé pour évaluer la performance des prototypes des circuits de refroidissement pour les bouchons du trajectographe Le système est basé sur la technologie « 2PACL », déjà utilisé avec du succès dans plusieurs détecteurs – Puissance max. 1 kW @ -30°C Les premiers prototypes des circuits CMS seront assemblés et testés à -30°C dans les prochains mois

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23 Bilan cooling : de l’électronique au refroidissement global 23 SLAB Echangeur Cooling global Boucle leak less Simulation et tests sur différents types d’échangeurs Simulation thermique et tests cooling station 13m High Line 9 m Low Line 10 m Medium Line 2,5 m 5,1 m 4,5 m Cooling Station

24 ______________________________________________ A retenir Journée instrumentation 23 Novembre 2015 Refaire une ou une ½ journée en 2016 Où en sont les développements ? Information sur les nouvelles technologies de refroidissement (CO2, Biphasique, microcanaux,…) Le refroidissement ne se limite pas à des circuits d’eau ou des ventilations Les différents développements à l’IN2P3, Echange enthousiaste et fructueux et partage des expériences Information sur les procédures et les besoins de réalisation et de tests A faire

25 ______________________________________________ Imprimantes 3 D 7 labos IN2P3 équipés en 2014, plus d’une dizaine aujourd’hui Les labos se rendent des services soit dans le cadre de collaboration ou sous forme de gentlemen’s agreement’s Réseaux de sous traitants, rapprochement avec des fabs lab, … Eviter d’être redondant avec ce qui se fait par ailleurs: Organisation d’une ANF au sein du réseau des mécaniciens en 2015: “Du prototypage rapide à la fabrication directe, les nouveaux enjeux de la fabrication au CNRS”. Veille technologique, échange → comment ? Journée instrumentation 23 Novembre 2015

26 ______________________________________________ Autres thématiques Nouveaux matériaux, autres que composites Nouvelles technologies de réalisation, autres que impression 3D Cibles tournantes: groupes de travail (Ganil, IPHC,CENBG,…) Voir autres groupes de travail,… Journée instrumentation 23 Novembre 2015

27 ______________________________________________ Perspectives à ce jour Page WEB La page est écrite !!! À mettre en ligne Atrium Utiliser les possibilités de gestion documentaire d’Atrium liste de diffusion Existe, améliorer l’utilisation si nécessaire En 2016: organisation d’une journée avec 2 ou 3 Thématiques Merci aux collègues qui ont contribué à cet exposé et qui justifie l’existence de ce réseau. Journée instrumentation 23 Novembre 2015