IRFU – Revue de programmes du 12/09/08 A. DAËL - SACM 1CEA DSM Irfu

Contribution Exceptionnelle de la France au CERN

Antoine DAËL et Bernard LAUNE

12/09/08 IRFU – Revue de programmes A. DAËL - SACM 2CEA DSM Irfu

Introduction

Documents de référence :

Propositions de contributions Françaises en natureCERN – R. AYMAR 11 février 2008

• Courier électronique de M. Le Haut Commissaire 27 février 2008

• Lettre de synthèse de M. Le Haut Commissaire à M. Le Directeur du CERN 1er juillet 2008

Réunions : • 5 mars 2008 réf. : 5D Dir08 057 AD/BP• 7 avril 2008 réf. : 5D Dir08 068 AD/mo• 16 avril 2008 réf. : 5D Dir08 080 AD/mo

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Introduction (Lettre du 1er juillet 2008)

Les prochaines années seront déterminantes pour le CERN avec le démarrage du LHC et sa montée progressive en puissance, son évolution avec la rénovation de ses injecteurs et la préparation active des décisions qui, au niveau international, détermineront les principales orientations de la prochaine machine, dans la perspective d’une compétition intense à l’échelle mondiale, entre différentes options scientifiques, techniques et de localisation.

Dans ce contexte, la France s’est engagée conjointement avec la Suisse à apporter une contribution financière particulière pour soutenir l’effort de R&D du CERN. Présenté au Conseil lors de sa session de juin 2007, un financement supplémentaire de 240 MFCH sur la période 2008-2011 a été approuvé par tous les Etats membres, dont 67 MFCH sont à la charge directe de la France.

Nota : Volonté de passer des commandes à l’Industrie Française.

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Introduction

Après concertation avec les responsables du CERN, une fraction notable de la contribution française à cet effort de financement peut être apportée en nature au travers des travaux conduits par le CEA/DSM et le CNRS/IN2P3, sur financement spécifique affecté, accordé à ces organismes par le ministère en charge de la Recherche.

Les travaux menés conjointement par les équipes techniques mobilisées ont permis d'identifier des projets de R&D répondant simultanément aux souhaits du CEA et du CNRS, et aux besoins exprimés dans le plan stratégique du CERN. Les analyses détaillées ont permis de converger sur des propositions communément acceptées, qui seront éligibles à la contribution exceptionnelle sus-mentionnée de la France sur la période 2008-2011.

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Tableau de synthèse

(Chiffres non contractuels)

Tableau de synthèse de la contribution en nature du CEA et du CNRS Objet Matériel Main d'œuvre Prix MO Total (k€) (homes/mois) (k€) (k€) LINAC4 1750 36 321,1 2071,1 SPL 267 82,8 738,6 1005,6 Aimants 3844 232,4 2073,0 5917,0 CLIC/CTF3 1195 96 856,3 2051,3

Total 7056 447 3989 11045 dont total au titre de la contribution d'Etat 10441 dont total au titre de la contribution CEA-CNRS 604

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LINAC4

• Les discussions ont été menées sur la base d’une liste très fournie transmise par la Direction du CERN.

• La situation du projet LINAC4 dans lequel les équipes du CERN sont déjà largement engagées, conduit, au bilan final, à une liste de contributions relativement réduite.

• Le tableau des contributions s’établit comme suit :

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1. LINAC4

ObjetMatér

ielMain

d'œuvrePrix MO Total

Remarques

  (k€)(hommes-

mois) (k€) (k€)  

RFQ 100 24 214,1 314,1 CEA

Equipements radiofréquence          

Amplificateurs RF20kW pour groupeurs et de-groupeurs 150 4 35,7 185,7 CNRS

Construction et test des modulateurs Klystron 1500 8 71,4 1571,4 CNRS

Sous-total 1750 36 321,1 2071,1  

dont main d'œuvre au titre de la contribution d'Etat 272,5

dont main d'œuvre au titre de la contribution CEA-CNRS 48,6

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Projet SPL – Etude du nouveau système d’injection pour LHC

Les workpackages du projet SPL couvrent l’étude et la réalisation d’un cryomodule prototype équipé de cavités 704 MHz.

Le CERN conserve une part importante des études et réalisations et les laboratoires CEA et CNRS interviennent de façon concertée dans leurs domaines de compétence.

Le tableau des contributions s’établit comme suit :

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Aimants supraconducteurs : Contribution au projet des nouveaux aimants de focalisation en NbTi et des aimants à haut champ

• Il faut noter qu’il s’agit d’une collaboration établie entre le CERN, le CEA et le CNRS. Cette contribution qui se situe dans la continuité des collaborations LHC et qui complète les programmes européens, a été très bien préparée. Une conclusion a été obtenue rapidement.

• Le CNRS-IPNO et Saclay sont d’accord pour se partager les tâches dans la continuité du projet Quadripôles LHC de façon concertée et harmonieuse.

• Les nouveaux triplets sont prévus aux points IP1 et IP5 sur les expériences ATLAS et CMS avec installation cryogénique existante. Un Conceptual Design Report des triplets doit sortir en 2008. Certains paramètres sont fixés comme le câble (dipôle LHC) et le diamètre de l’aimant et du cryostat. Le cryostating se fera au CERN. Il est prévu de tester un full string en surface avant installation. Le design des correcteurs n’est pas figé. Ces correcteurs sont actuellement développés par CIEMAT et le RAL. Un concept de cryostat séparé pour ces éléments pourrait voir le jour à l’été 2008.Le CNRS/IN2P3 traitera les points 3.1 (outillage pour cryostats), 3.2 (prototypes pour cryostats) et 3.3 (séries pour cryostats).Le CEA Saclay traitera les activités d’études mécanique et thermique, de bobinage de modèle aussi bien en NbTi qu’en Nb3Sn.Pour le développement HFM ,à la demande du CERN , une contribution est prévue sur le conducteur Nb3Sn mais la quantité exacte de Nb3Sn devra être rediscutée en détail.

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3. AIMANTS SUPRA

ObjetMatérie

l Main d'œuvre Prix MO TotalRemarqu

es

  (k€)(hommes-

mois) (k€) (k€)  

Outillage pour cryostats d'aimant d'ouverture 130 mm 6 16 142,7 148,7 CNRS

Prototype pour cryostats d'aimant d'ouverture 130 mm 67 38 339,0 406,0 CNRS

Séries pour cryostats d'aimant d'ouverture 130 mm 917 39 347,9

1264,9 CNRS

Correcteurs principaux pour l'industrie 1244 36 321,11565,

1 CEA

Composants spéciaux : chaufferettes pour 20 aimants et 80 pôles 124 6 53,5 177,5 CEA

Composants spéciaux : outillage poinçonnage colliers acier austénitique 81 3,6 32,1 113,1 CEA

Composants spéciaux : découpage lui-même 112 6 53,5 165,5 CEA

Composants spéciaux : tubes faisceau 125 3,6 32,1 157,1 CEA

Bobines modèles en NbTi ( hors fourniture du NbTi) 79 33 294,4 373,4 CEA

Etude thermique 62 12 107,0 169,0 CEA

Modèle de bobine race track en Nb3Sn et HTc 93 12 107,0 200,0 CEA

Bobines grandeur nature 187 20 178,4 365,4 CEA

Brins de Nb3Sn 746 7,2 64,2 810,2 CEA

Sous-total 3844 232,4 2073,05916,

0  

dont main d'œuvre au titre de la contribution d'Etat1759,

3

dont main d'œuvre au titre de la contribution CEA-CNRS 313,7

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Aimants – Descriptif détaillé – Triplets NbTi

Le détail des propositions est présenté dans le tableau ci-dessous :

3. AIMANTS SUPRA3.4 Correcteurs principaux pour l'industrie :

Production of correctors in industry: 10 dipole correctors + 2 spares, 5 skew quadrupole corrector + 1 spare. To be produced according to CERN specifcation and drawings

3.6 Composants spéciaux : chaufferettes pour 20 aimants et 80 pôles :Quench heaters for 20 magnets, 80 poles. To be produced according to CERN specifcation and drawings - Acier fourni par le CERN

3.9 Composants spéciaux : outillage poinçonnage colliers acier austénitique :Ausenitic steel collars fine blanking tooling. To be produced in order to achieve components specification

3.10 Composants spéciaux : découpage lui-même :Ausenitic steel collars fine blanking. To be produced according to CERN specification and drawings

3.12 Composants spéciaux : tubes faisceau :Cold bore tubes. To be produced according to CERN specification and drawings

3.13 Bobines modèles en NbTi ( hors fourniture du NbTi) :8 coil layers => 4 poles. Approximative coil length 2 m - URGENT

Numéro Objet Matériel Main d'œuvre

Estimation

CEA+CNRS Estimation

CEA+CNRS (k€) (hommes-mois)

3. AIMANTS SUPRA 3.4 Correcteurs principaux pour l'industrie 1244 36,0 3.6 Composants spéciaux : chaufferettes pour 20 aimants et 80 pôles 124 6,0 3.9 Composants spéciaux : outillage poinçonnage colliers acier austénitique 81 3,6

3.10 Composants spéciaux : découpage lui-même 112 6,0 3.12 Composants spéciaux : tubes faisceau 125 3,6 3.13 Bobines modèles en NbTi ( hors fourniture du NbTi) 79 33,0

TOTAL 1765 88.2

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Aimants – Descriptif détaillé – HFM

Le détail des propositions est présenté dans le tableau ci-dessous :

3. AIMANTS SUPRA3.14 Etude thermique : Nb3Sn

Participation to studies aimed at verifying that magnet can sustend heat deposition without quenching. Thermal calculations, samples preparation and heat transfer measurements

3.15 Modèle de bobine race track en Nb3Sn et HTc : Realization of 4 short racetrack model coils with Nb3Sn and/or Htc for study of the effect of mechanical prestress. Cost of superconducting material not included

3.16 Bobines grandeur nature :En section transversale diam. 100 mm. Dipôle Nb3Sn longueur 1 à 2 m. Haut champ réalisation de 3 bobines.

3.17 Brins de Nb3Sn :Furniture of Nb3Sn strand for the HFM programUp to 225 km - Diam. 1 mm à 1.3 mm. Spécifications to be defined and approved

Numéro Objet Matériel Main d'œuvre

Estimation

CEA+CNRS Estimation

CEA+CNRS (k€) (hommes-mois)

3. AIMANTS SUPRA 3.14 Etude thermique 62 12,0 3.15 Modèle de bobine race track en Nb3Sn et HTc 93 12,0 3.16 Bobines grandeur nature 187 20,0 3.17 Brins de Nb3Sn 746 7,2

TOTAL 1088 51.2

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CLIC

Contributions au projet CLIC

Il s’agit également d’une collaboration bien établie. Les propositions préparées sont les suivantes :

– Saclay : instrumentation faisceau, participation aux cavités et stand 12 GHz.

– LAPP Annecy : stabilisation des éléments optiques et BPM + participation SIS

– La contribution du LAL à la source de positrons est en cours d’évaluation.

L’équipe CLIC est très préoccupée par le passage de la phase « faisabilité » qui est essentielle à l’approbation. Seules les actions nécessaires au passage de cette phase sont financées par le White Paper. La construction d’un test stand 12 GHz à Saclay intéresse l’équipe CLIC mais ne peut être considérée.Le bilan des contributions, approuvé par l’équipe CERN est présenté dans le tableau ci-dessous

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4. CLIC/CTF3

ObjetMatéri

el Main

d'oeuvre Prix MO TotalRemarques

  (k€)(hommes-

mois) (k€) (k€)  

Participations aux études et instrumentation faisceau 0 12 107,04

107,04 CEA

Participations au design des cavités          

CLIC module 249 6 53,5 302,5 CEA

12 GHz RF network components for 8 PETS in TBL 218 5 44,6 262,6 CEA

Construction d'un test stand 12 GHz          

Modulateur 398 12 107,0 505,0 CEA

Compresseur de pulse RF 156 12 107,0 263,0 CEA

Réseau et composants RF 50 1 8,9 58,9 CEA

Instrumentation spécifique (LAPP/CNRS) 74 36 321,1 395,1 CNRS

Instrumentation spécifique (IRFU/CEA) 50 12 107,0 157,0 CEA

Sous-total 1195 96 856,32051

,3  

dont main d'œuvre au titre de la contribution d'Etat 726,7

dont main d'œuvre au titre de la contribution CEA-CNRS 129,6

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Actions en cours

LINAC4 : Projet très largement démarré.

SPL : Relecture des workpackages avec M. Vittorio PARMA le 08/09/08 et le 01/10/08

Aimants : Relecture des workpackages avec M. Paolo FESSIA le 08/09/08 et le 01/10/08

CLIC : Projet partiellement démarréCertains WP sont prêts+MEETING of TODAY

Nota : Le Pilotage des projets sera fait par le CERN

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