Réalisations instrumentales pour le contrôle fonctionnel de l'infrastructure et des détecteurs de l'expérience ATLAS

par Sébastien Franz

Thèse de doctorat en Sciences. Électronique, électrotechnique et automatique

Soutenue en 2009

à l'Université Savoie Mont Blanc .


  • Résumé

    L'Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire ou CERN, à Genève, est sur le point de mettre en service le LHC (Large Hadron Collider). Cet accélérateur de particules et les détecteurs dont il est équipé ont été conçus pour tenter de répondre aux interrogations que posent les théories de physique des particules actuelles. Le détecteur ATLAS est l'un de ces détecteurs, construit notamment pour confirmer ou infirmer l'existence du boson de Higgs. L'exploitation du détecteur et la qualité des données dépendent de la maîtrise de ses éléments de détection mais aussi de la maîtrise des conditions environnementales de l'expérience. Dans cette optique, Les travaux présentés dans ce document portent sur des réalisations instrumentales effectuées d'une part pour le contrôle de l'infrastructure du détecteur ATLAS et d'autre part pour le détecteur ALFA (Absolute Luminosity For ATLAS) qui doit fournir une mesure de la luminosité absolue du faisceau du LHC au point d'interaction d'ATLAS. La première partie présente la réalisation de deux projets intégrés dans le Système de Contrôle du Détecteur (DCS) : FPIAA (Finding Persons Inside ATLAS Areas) a été développé pour la sécurité des personnes dans la caverne expérimentale durant les périodes de maintenance du détecteur en fournissant une application de localisation et de suivi actif des personnes dans la caverne. Une seconde application a été développée pour mesurer la dose de radiations ionisantes et la fluence de particules intégrées par les éléments du détecteur pendant son exploitation afin de pouvoir évaluer à long terme leur vieillissement en fonction de la dose reçue. Les travaux réalisés sur le détecteur ALFA portent sur la qualification du matériel de photo-détection utilisé et sur l'évaluation et l'optimisation des performances des compteurs Trigger du détecteur. Enfin des réalisations préliminaires sur le DCS du détecteur ALFA sont présentées. Une structure logicielle a été développée pour configurer à distance l'électronique front-end ainsi que pour effectuer un étalonnage automatisé du détecteur et un protocole de communication haut niveau a été mis en place pour permettre au DCS d'ALFA d'échanger des informations avec le système de contrôle du mouvement des détecteurs sur le faisceau du LHC.

  • Titre traduit

    Developments of applications for control and instrumentation of the infrastructure and the detectors of the ATLAS experiment


  • Résumé

    The European Organization for Nuclear Research or CERN, Geneva, is about to operate the Large Hadron Collider (LHC). This accelerator ring and its particles detectors have been built to try to answer to the actual questions given by the particle physics theories. One of these detectors, ATLAS, has been designed, for instance, to validate, or invalidate, the theories on the existence of the Higgs Boson. The operation of the detector and the quality of its data depend on the quality of the detection elements but it depends also strongly on the good monitoring of its environment. In this respect, the developments presented in this document are focused on the control of the infrastructure of the ATLAS detector and on the ALFA detector (Absolute Luminosity For ATLAS) which is designed to provide an absolute measurement of the luminosity of the LHC beam at the ATLAS interaction point. Two projects which are integrated in the Detector Control System (DCS) are presented in the first part of the document: FPIAA (Finding Persons Inside ATLAS Areas) has been developed as a tool for people safety in the experimental cavern during the maintenance periods of ATLAS. It consists in an application for people localization and an active tracking of people in the cavern. A second application has been developed to measure the level of ionizing radiations and the particles fluency in the detector during its operation. These data will be used to evaluate the aging of the elements of the detector in respect with the level of integrated radiations. The work done on the ALFA detector is focused on particle detection technologies and control applications. The photo detection devices which will be used have been evaluated, the hardware of the trigger counter have been studied and optimized. Finally, preliminary developments on the DCS of the ALFA detector will be presented. Software components have been implemented to configure remotely the front-end electronics of the detector and to perform automated calibrations. A high level communication scheme has also been implemented for data exchange between the ALFA DCS and the system which controls the movements of the detector on the LHC beam.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XVIII-150 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 139-142

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  • Cote : T S2009/32
  • Bibliothèque : Université Savoie Mont Blanc (Le Bourget-du-Lac, Savoie). Service commun de la documentation et des bibliothèques universitaires. Section Sciences.
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