Le projet FCC a permis de hiérarchiser les technologies essentielles pour un complexe d’accélérateurs fiable, durable et sûr. Il a permis de mettre en place des programmes ciblés d’innovation technologique dans le cadre d’une collaboration géographiquement équilibrée et complémentaire.
CONSTRUCTION
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CONSTRUCTION
Une part importante de l’étude FCC consiste à définir le meilleur emplacement pour l’anneau du collisionneur et à quantifier les travaux de génie civil nécessaires à la construction du tunnel de 91 km de circonférence, des puits d’accès et des cavernes des experiences.
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FIABILITÉ
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FIABILITÉ
La fiabilité et la disponibilité deviennent des indicateurs-clés de la performance des accélérateurs de particules et des paramètres essentiels de la collecte d’une quantité supérieure de données pendant leur exploitation. L’étude FCC crée des synergies entre la recherche et l’industrie, afin d’évaluer différents outils et méthodes susceptibles d’améliorer sensiblement la fiabilité et la disponibilité de la future génération de collisionneurs de particules.
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INFRASTRUCTURE INFORMATIQUE MONDIALE
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INFRASTRUCTURE INFORMATIQUE MONDIALE
Collecter et interpréter les données recueillies grâce aux collisionneurs circulaires du projet représentent des défis logiciels et informatiques de taille. Des équipes d’experts travaillent au développement des outils logiciels qui serviront aux études sur les détecteurs et aux analyses comparatives de physique. Ces outils couvriront l’ensemble de la chaîne, de la production des événements à leur reconstitution et à leur interprétation, en passant par la simulation des particules dans le détecteur. Pour assurer l’amélioration continue et la maintenance de ces logiciels, et garantir leur compatibilité avec la R&D sur les détecteurs, un effort collaboratif considérable est nécessaire.
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EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE
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EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE
Afin d’utiliser l’énergie le plus efficacement possible, des études sont menées sur un certain nombre d’axes de R&D : la récupération de chaleur, l’adaptation aux variations du réseau d’alimentation électrique, le stockage de l’énergie, les lignes de transport de faisceau à faible consommation d’énergie et différents scénarios d’exploitation. La production d’énergie et les systèmes de transmission sont également examinés pour améliorer leur efficacité.
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CAVITÉS RADIOFRÉQUENCE
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CAVITÉS RADIOFRÉQUENCE
Le système radiofréquence (RF) serait la pièce maîtresse du futur collisionneur circulaire de leptons. Au cœur du FCC-ee se situerait un système RF qui compenserait la perte d’énergie due au rayonnement synchrotron par la réaccélération des particules chargées. Une installation par étapes de ce système RF permettrait une configuration optimale pour chaque niveau d’énergie de collision, ce qui aurait pour effet d’obtenir une intensité et une performance de faisceau maximales dans chaque mode d’exploitation. La R&D se concentre actuellement sur des cavités haute qualité qui permettront de transférer efficacement l’énergie de la source de puissance RF vers le faisceau de particules en utilisant peu d’électricité ; les résultats des premiers prototypes sont excellents.
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MATÉRIAUX INNOVANTS
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MATÉRIAUX INNOVANTS
Pour l’industrie, les nouveaux collisionneurs de particules sont à la fois des bancs d’essai et une publicité de premier plan. Les technologies et processus innovants sont testés dans des environnements bien maîtrisés. Les PME sont des partenaires idéaux pour porter ces technologies – à la fois des matériaux innovants et des techniques de traitement des matériaux pour les différents éléments des accélérateurs et des détecteurs – à maturité.
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CRYOGÉNIE
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CRYOGÉNIE
Le savoir-faire unique du CERN, qui découle de plusieurs décennies de conception, de construction et d’exploitation d’installations cryogéniques parmi les plus vastes du monde, sera essentiel à la réussite de la mise en œuvre de la future génération de collisionneurs de particules, tels que ceux prévus par le projet FCC. Les activités de R&D actuellement menées sur le terrain se concentrent sur la conception, l’intégration et l’exploitation de systèmes cryogéniques de grande échelle.
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SUPRACONDUCTIVITÉ
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SUPRACONDUCTIVITÉ
La supraconductivité est l'une des technologies clés pour le fonctionnement efficace et fiable des collisionneurs de particules. Parmi les technologies de base du FCC, il y a les aimants dipôles à champ élevé qui sont au-delà de l'état de l'art, basés sur Nb3Sn ou des matériaux supraconducteurs à haute température, ainsi que des systèmes radiofréquences supraconducteurs (SRF) très efficaces pour tous les scénarios de collisionneurs.
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CONCEPTION DES AIMANTS
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CONCEPTION DES AIMANTS
L’un des éléments essentiels d’un accélérateur circulaire est son système d’aimants. Un tel système est composé d’un grand nombre d’aimants de différentes sortes : des dipôles et des quadripôles, pour guider et diriger les faisceaux de particules, et des aimants de correction d’ordre élevé, pour focaliser les faisceaux, et ainsi augmenter le nombre de collisions et, par conséquent, les données collectées par les expériences.
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