Recherches... et développement ! - Ecole des mines de Nantes

à suivre de près !
Depuis huit ans, l’expérience STAR est l’une des grandes
aventures scientifiques du laboratoire de physique subatomique
et des technologies associées (Subatech) à l’Ecole des Mines de
Nantes. Au plus fort
de l’activité, jusqu’à
dix personnes apportaient
en permanence
leur concours à cette
ambitieuse collaboration
STAR : l’indispensable
contribution
nantaise
internationale, qui
réalise des expériences
dans le RHIC, collisionneur
d’ions lourds du Brookhaven National Laboratory, près de
New York. Leur but : mettre en évidence la formation d’un
plasma de quarks et de gluons, supposé avoir existé dans les
premiers instants de l’univers.
Le concours de l’Ecole a pris plusieurs
formes.A l’origine, il s’agissait de concevoir
et fabriquer le support mécanique,
véritable ossature de la partie interne de
STAR, en répondant bien sûr à des
contraintes extrêmement fortes : placé
au cœur de l’ensemble de détection, ce
cône devait être à la fois très léger,
hyper rigide et totalement perméable
aux particules, le tout avec un minimum
d’encombrement. Mission accomplie
pour le département, qui a eu recours à
des matériaux de carbone, et aussi pour
des entreprises régionales comme
Bretagne Composite et Aeroforme.
Sur cette lancée, Subatech, qui est une
unité mixte de recherche -Ecole des
Mines de Nantes, IN2P3/CNRS, Université
de Nantes-, a proposé d’ajouter un nouveau
détecteur, le SSD, à ceux qui étaient
prévus initialement. Le projet a été
retenu et, avec la collaboration du
laboratoire IReS du CNRS à Strasbourg,
Subatech a assuré sa coordination, la
conception de l’électronique de lecture et
de contrôle, celle des supports mécaniques
et de l’assemblage de l’ensemble.
L’exploit technologique ainsi réalisé par
le SSD (Silicon Strip Detector) n’est pas
mince car, là encore, les contraintes
d’encombrement étaient très fortes
pour éviter que les détecteurs les plus
internes ne perturbent les résultats des
autres, qui continuent d’enregistrer des
trajectoires de particules de plus en plus
loin du point de collision. La solution
tient dans une géométrie innovante,
l’intégration de l’électronique à une
partie du capteur lui-même (avec 1 500
canaux passant sur 2 fils), enfin à la qualité
des plaques de silicium employées,
permettant de signer à la vingtaine de
microns près le passage d’une particule.
L’ensemble, composé de 320 de ces
capteurs à micro-pistes, représente près
d’un demi-million de canaux transportant
une information lue en quelques millisecondes.
Les supports mécaniques relèvent
d’une autre performance, avec là encore
un choix judicieux de matériaux et de
formes : une vingtaine d’échelles de
carbone très légères et solides groupées
en un cylindre. L’installation a été
réalisée au RHIC l’été dernier et les tests
se poursuivent avant la nouvelle campagne
d’expériences qui doit débuter en ce
mois de janvier. Subatech n’en aura pas
terminé pour autant car le labo reste
bien entendu associé à l’exploitation des
données recueillies, qui se prolongera
pendant plusieurs années. « Outre
l’intérêt scientifique de ce type de
recherche fondamentale, elle donne lieu
à des retombées industrielles peu
connues ou difficiles à appréhender,
explique Lilian Martin, responsable de
STAR au sein de Subatech. Les difficultés
rencontrées nous ont contraints à trouver
avec nos partenaires des solutions
nouvelles. Et l’on sait que des techniques
utilisées dans la téléphonie mobile
ou les colles industrielles ont été
employées loin de leur domaine habituel
d’application et ont tiré profit de ces
recherches. Sans parler de la technologie
des réseaux, qui va devoir faire de
nouveaux progrès pour créer des
moyens de calcul distribués à l’échelle
de la planète et capables d’analyser
les énormes volumes de données
recueillies. »
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