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Vide et mécanique
VIDE ET MÉCANIQUE (VAC)
7000 M3 SOUS ULTRAVIDE
Un système de vide géant est nécessaire pour préserver des conditions intactes pour la partie critique du détecteur :
- le faisceau laser se propage à l’intérieur de deux bras de 3 km de long maintenus à une pression résiduelle des miliards de fois inférieure à la pression atmosphérique ;
- les miroirs principaux sont logés dans de grandes chambres à vide qui les isolent des effets acoustiques et préservent la propreté de leurs surfaces.
Le système de vide de Virgo est l’un des plus grands systèmes d’ultravide jamais réalisés dans le monde.
La caractéristique la plus impressionnante, peut-être plus que son volume, est sa surface totale = 24000 m 2.
Nous sommes une équipe de 9 personnes, en croissance afin de renforcer l’effort de maintenance et notre contribution au projet de nouvelle génération.
Au sein de notre département, différentes compétences sont combinées en une équipe unique pour accomplir des tâches complexes et pluridisciplinaires : faire fonctionner l’appareil à vide, gérer le laboratoire du vide, faire fonctionner l’atelier et enfin les installations d’essai mentionnées. La gestion de l’installation de du froid est également incluse.
Pendant les travaux sur site et les mises à niveau majeures de l’appareil Virgo, nous externalisons souvent la main-d’œuvre technique pour couvrir les pics d’activité. Le suivi des contrats est alors une autre facette de notre activité.
Principales collaborations : depuis la création d’EGO et de son équipe Vacuum, nous sommes en collaboration étroite et continue avec plusieurs laboratoires de la communauté Virgo : INFN-PI, INFN-GE, LAL, Nikhef, IFAE, … accueillant les scientifiques qui ont financé et soutiennent encore nos recherches.
Nous nous efforçons également de nouer des contacts et de coopérer avec des laboratoires extérieurs à notre communauté : les opportunités et les sujets qui nous intéressent sont = la technologie du vide, la cryogénie d’azote lquide, les pompes à vide à faible bruit, la charge (et la décharge) électrostatique sous vide, le contrôle des particules de poussière dans le vide.
VUE D’ENSEMBLE
LE SYSTÈME A VIDE DE VIRGO EST COMPOSÉ DE PLUSIEURS APPAREILS ET CHAMBRES INTERCONNECTÉS:
- 2 tubes à bras de 3 km de long et de 1,2 m de diamètre, suffisamment larges pour limiter les interférences entre les parois des tubes et les photons échappés du trajet principal du faisceau. C’est là que la pression résiduelle atteint son minimum, malgré leur énorme extension.
- 10 chambres verticales (tours) abritant les principaux miroirs et bancs optiques, y compris leurs systèmes d’isolation sismique correspondants.
- 4 +2 cryostats de grande taille, refroidis à l’azote liquide, offrant une grande vitesse de pompage de la vapeur d’eau. Ils sont alimentés par un système d’approvisionnement cryogénique d’une capacité d’environ 1000 litres par jour.
- 5 chambres plus petites, d’environ 5 m3 chacune, fonctionnant sous vide pour abriter des bancs optiques.
- 2 cavités “courtes” fonctionnant dans la gamme 1E-6 mbar: la cavité pour filtrer le faisceau laser en entrée (tuyau de 150 m de long et 300 mm de diamètre) et la cavité de filtrage SQZ (300 m de long et 250 mm de diamètre).
Chaque système est équipé d’un système de pompage complet capable de fonctionner de 1000 mbar à 1E-9 mbar ; ce système comprend des équipements tels que des pompes turbomoléculaires, des compresseurs secs, des pompes à ions, des pompes de récupération, des analyseurs de gaz résiduels, de nombreuses jauges et vannes.
Il est remarquable que les unités de pompage soient peu nombreuses le long des “bras du tube de 3 km” (vitesse moyenne de ~ 1 litre/s par m2 de surface) alors qu’elles sont concentrées et puissantes dans la correspondance des “tours”, étant donné le “dégazage” relativement important des nombreux appareils expérimentaux présents à l’intérieur de celles-ci.
EXPERTISES ET INSTALLATIONS
La première tâche de l’équipe VAC est le fonctionnement et la maintenance du système de vide Virgo, ainsi que l’étude et l’amélioration de ses performances.
Des efforts continus sont consacrés à l’amélioration de la réponse du système à vide aux exigences de bruit extrêmement faible du détecteur d’ondes gravitationnelles :
- contrôle de la contamination (hydrocarbures et particules de poussière) menaçant les surfaces optiques ;
- réduction des émissions acoustiques, sismiques et magnétiques des éléments du vide qui dégradent la sensibilité du détecteur.
Périodiquement, le système de vide fait l’objet d’améliorations “majeures”, parallèlement aux “chapitres” plus généraux du détecteur Virgo : “V+” (adoption du premier cryostat) ; “AdV” (plusieurs nouvelles chambres, cryostats, déplacement des “tours”, …) et enfin “AdV+” (brides métalliques scellées de 2 m, intégration de la ligne de vide “squeezing”).
Dans le cadre de ses activités quotidiennes, l’équipe gère un laboratoire équipé pour tester de nouveaux équipements de vide, mesurer le dégazage et effectuer des traitements de conditionnement.
L’expertise de l’équipe comprend le développement de logiciels, tels que le “superviseur” utilisé pour surveiller et contrôler les quelque 40 stations de pompage réparties le long de l’appareil : http://olserver135.virgo.infn.it:8081/jchv3/
Job & internship opportunities
Spontaneous job applications are more than welcome by sending to jobs@ego-gw.it CVs and EGO application form to be found here.
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