Sandry Wallon - Seillac 2002 1 Projet Cornes Magnétiques (Programme CNGS) Rencontres de Seillac Juin 2002 Sandry WALLON Service d’Etudes et de Constructions.

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1 Sandry Wallon - Seillac 2002 1 Projet Cornes Magnétiques (Programme CNGS) Rencontres de Seillac Juin 2002 Sandry WALLON Service d’Etudes et de Constructions d’Appareillages pour la Physique

2 Sandry Wallon - Seillac 2002 2 Sommaire 1.Programme CNGS : aperçu 2.Projet Cornes Magnétiques 3.Etat d’avancement ; Planning Projet Cornes Magnétiques (Programme CNGS)

3 Sandry Wallon - Seillac 2002 3 1. Programme CNGS : aper ç u Parcours des neutrinos : Cern → Gran Sasso Démarrage : 2006 CERN Gran Sasso

4 Sandry Wallon - Seillac 2002 4 1. Programme CNGS : aper ç u Production de pions et kaons focalisés dans la direction du Gran Sasso, par 2 cornes magnétiques

5 Sandry Wallon - Seillac 2002 5 2. Projet Cornes Magnétiques Projet Cornes Magnétiques conception et réalisation de : 2 cornes, 1 réflecteur 2 groupes de refroidissement Réseaux de distribution électrique Supports réglables Début du projet : 2000

6 Sandry Wallon - Seillac 2002 6 2. Projet Cornes Magnétiques alignement cible / corne / réflecteur / Gran Sasso Points cruciaux respect du profil des conducteurs internes (calculé par le Cern)

7 Sandry Wallon - Seillac 2002 7 2. Projet Cornes Magnétiques Cornes du programme CNGS comparées aux cornes des autres faisceaux de neutrinos Stéphane Rangod, Cern

8 Sandry Wallon - Seillac 2002 8 7 m de long (approx.) 1.6 tonne (approx.) 2. Projet Cornes Magnétiques : conception, fabrication, contrôle. conducteur interne Corne (conception 3D Catia)

9 9 2. Projet Cornes Magnétiques : conception, fabrication, contrôle. entrée / sortie courant double pulses (6 sec.) 150 kA (max.), 5000 A RMS champ B toroïdal : 1.9 T max. Specs électriques

10 Sandry Wallon - Seillac 2002 10 sol supports réglables connexion électrique corne 2. Projet Cornes Magnétiques : conception, fabrication, contrôle. Pose d’une corne (commandée à distance)

11 Sandry Wallon - Seillac 2002 11 2. Projet Cornes Magnétiques : conception, fabrication, contrôle. Corne sur ses supports réglables

12 Sandry Wallon - Seillac 2002 12 2. Projet Cornes Magnétiques : conception : conducteur interne, fabrication, contrôle. t 150kA courant = f(t) conducteur interne  pièce principale I longueur : 6.65 m épaisseur mini. : 1.8 mm diamètre : 30.8 à 136 mm constitué de 9 pièces coniques et de 2 flasques –alliage d’aluminium –soudées par faisceau d’électrons

13 Sandry Wallon - Seillac 2002 13 2. Projet Cornes Magnétiques : conception : conducteur interne, fabrication, contrôle. Chargement mécanique cyclique Chargement thermique cyclique Environnement corrosif Contraintes géométriques  profil réel au plus près du profil nominal Sollicitations et contraintes

14 Sandry Wallon - Seillac 2002 14 2. Projet Cornes Magnétiques : conception : conducteur interne, fabrication, contrôle. 1.Matériaux : transparence, …  alliage d’aluminium. 2.Thermique : détermination des déformations et vérification de la tenue du métal. 3.Statique : vérification de la rectitude (après montage). 4.Stabilité : vérification de la stabilité. 5.Fatigue-corrosion : vérification de la résistance pendant 4 années de fonctionnement. Etudes (conducteur interne corne)

15 Sandry Wallon - Seillac 2002 15 rideau d’eau arrosant le conducteur interne Chargement thermique 13 kW (effet Joule) 5 kW (rayonnement)  tenue du métal?  dilatation thermique, contraintes? 2. Projet Cornes Magnétiques : conception : conducteur interne, fabrication, contrôle. Thermique

16 Sandry Wallon - Seillac 2002 16 2. Projet Cornes Magnétiques : conception : conducteur interne, fabrication, contrôle. autorisée par le flasque souple  DeltaT < 10°C pour 95% du conducteur  faible dilatation thermique  faibles contraintes  23°C 27°C 31°C 40°C Thermique champ de température (eau entrant à 20°C)

17 Sandry Wallon - Seillac 2002 17  3 jeux de câbles réduisent la déformation du conducteur interne Déformation max. sans câble : 0.8 mm (poids)  rectitude du conducteur (après montage) ? 2. Projet Cornes Magnétiques : conception : conducteur interne, fabrication, contrôle. Statique

18 18 2. Projet Cornes Magnétiques : conception : conducteur interne, fabrication, contrôle. vibration mode 1 vibration mode 2 Pt 1 (mode 1; 1+2) SF pt2, mode 2 = 1.49 I max = 1.2 x I nom. Résistance en fatigue >1  OK Pt 2 (mode 2; 1+2) Pt 3 (mode 1+2)

19 Sandry Wallon - Seillac 2002 19 1.Fabrication de 2 conducteurs internes (cornes)  sous-traitance usinage / soudage / contrôles 2.Fabrication des autres pièces  marché public  fabrication au LAL 2. Projet Cornes Magnétiques : conception, fabrication, contrôle.

20 Sandry Wallon - Seillac 2002 20 2. Projet Cornes Magnétiques : conception, fabrication, contrôle : conducteur interne. marbre de 8 m fixation des flasques appuis intermédiaires contrôle de l’axe de la surface externe opération supplémentaire : placer une sonde dans le conducteur, au droit des appuis, et enregistrer ses positions / D1’-D2’ Contrôle d’un conducteur interne (après fabrication)

21 Sandry Wallon - Seillac 2002 21 1.pose d’une sonde auto-centrante à l’intérieur du conducteur 2.contrôle position sonde 3.réglage de la tension des câbles 4.répétition de ces opérations pour les autres ensembles de câbles 2. Projet Cornes Magnétiques : conception, fabrication, contrôle : conducteur interne. Réglage de la rectitude de l’axe (après montage dans la corne)

22 Sandry Wallon - Seillac 2002 22 1.Conception des équipements annexes : fin 2002 2.Fabrication de 2 conducteurs internes (cornes)  usinage (en cours), suivi du soudage  contrôle final en octobre 2002  test d’un conducteur au Cern (1 million de double pulses) 3.Fabrication des autres pièces  marché public (en cours)  fabrication au LAL (en cours) 4.Montage de 2 cornes et 1 réflecteur : oct 2002 – dec 2003 5.Tests électriques au Cern : 2003 - 2004 Etat d’avancement ; Planning