Cryogénie et supraconductivité pour le grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN

The Large Hadron Collider (LHC), presently in construction at CERN, the European Organization for Nuclear Research near Geneva (Switzerland), will be the most advanced research instrument of the world’s high-energy physics community, providing access to the structure of matter at an unprecedentedly fine scale. Reusing the 26.7 km circumference tunnel and infrastructure of the past LEP electron-positron collider, the LHC makes use of advanced technology: high-field superconducting magnets based on niobium-titanium alloy conductors operating in superfluid helium at 1.9 K will guide and bring into collision intense beams of protons and ions. After some ten years of focussed R&D, the LHC components are being series-built by specialized industry in CERN member states and procured through world-wide collaborations. After briefly recalling the physics goals, performance challenges and design choices, we present main aspects of cryogenics and superconductivity as key technologies for the LHC and report on its construction progress. Résumé Le Grand Collisionneur de Hadrons (Large Hadron Collider ou LHC) en construction au CERN, l´Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire située près de Genève (Suisse), constituera l´instrument le plus avancé de recherche en physique des particules, permettant d´explorer la matière à une échelle sans précédent. Le LHC, qui réutilisera le tunnel circulaire de 26,7 km de circonférence et l´infrastructure technique du collisionneur d´électrons et de positons LEP, est basé sur la cryogénie et la supraconductivité avancées : des aimants supraconducteurs à champ élevé utilisant des conducteurs en alliage de niobium et de titane, fonctionnant dans l´hélium superfluide à 1,9 K permettront de faire circuler et entrer en collision des faisceaux intenses de protons et d´ions de haute énergie. Après une décennie de développement ciblé, les composants du LHC sont produits en série par l´industrie spécialisée, dans les états membres du CERN ainsi qu'à travers des collaborations internationales avec d'autres régions du monde. Un bref rappel des buts de recherche, des défis et des choix techniques permettra de présenter les aspects principaux des technologies clés que constituent la cryogénie et la supraconductivité, et de mentionner l’état d’avancement du projet.