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Lignes prototypes

Suite : Les partenaires de l'expérience

 

 

Depuis le déploiement de la ligne 5, un certain nombre d'événements majeurs ont permis de se rapprocher encore un peu plus de l'installation du détecteur final.

Reportez-vous aux Dernières nouvelles pour avoir un aperçu de ces étapes cruciales.

 

 

Prototype line architecture (click to enlarge)  

La ligne prototype a été immergée plusieurs fois en 1998, puis, une fois équipé de photomultiplicateurs en décembre 1999. Cette dernière fut connectée avec succès à la côte avec un câble électro-optique de 40 km et des muons atmosphériques ont pu être détectés, prouvant ainsi d'un coup la faisabilité du projet.

Quelques images du déploiement de la ligne prototype  et des images du tout premier déploiement en 1996.

La ligne prototype fait 350 m de haut, elle est ancrée au fond de la mer et maintenue verticale par une bouée. Elle est composée de deux câbles verticaux espacés de 2,3 mètres servant de support à seize cadres. Ils abritent chacun deux modules optiques (8 d'entre eux étant équipés de photomultiplicateurs dans les derniers tests). Les paires de modules optiques sont espacés de 15 mètres à une hauteur variant de 95 à 320 mètres au dessus du fond de la mer.

La ligne n'étant pas rigide, deux systèmes indépendants permettent de connaître sa position dans l'espace. Le premier d'entre eux s'appuie sur une série d'inclinomètres (inclinaison) et de compas (orientation) sur la ligne. La forme de la ligne est mesurée avec une erreur de l'ordre du mètre. Le second système utilise une triangulation acoustique, beaucoup plus précise. Dans ce cas, des appareils placés sur la ligne envoie un signal acoustique, de type sonar, vers trois récepteurs indépendants placés au fond de la mer, à environ 200 m de la ligne. La mesure du temps d'arrivée des signaux et la connaissance de la vitesse du son, mesurée in-situ de façon indépendante, permet d'obtenir des mesures de position avec des incertitudes de l'ordre du centimètre.

L'ensemble de ces mesures montrent que la position des modules optiques sera connue avec la précision nécessaire à la détermination de la trajectoire des muons.

Déploiement de lignes

Les procédures de  déploiement d'un détecteur complet comportant plusieurs lignes espacées de 60 mètres ont été testées en utilisant le Provence, un navire à positionnement dynamique (navire capable de faire du "sur-place"). Une seconde ligne fut ainsi déployée avec succès à 50 mètres d'une première. Il est possible de positionner une ligne sur le fond de la mer avec un incertitude de l'ordre de 10 mètres.

Connexion et récupération des lignes

Quelques images

Dans le détecteur final, chacune des lignes doit être connectée à une boîte de jonction commune. Cette boîte de jonction reçoit également le câble qui permet de transmettre les données jusqu'à la côte. Un test grandeur nature a été réalisé dans lequel le Nautile a connecté l'extrémité d'un câble enroulé sur un support à l'ancre d'une ligne. L'image ci-dessous représente un schéma de l'opération.

L'ancre des lignes est équipé d'un détecteur acoustique qui commande la libération de la ligne de son support à la réception d'un signal émis depuis le bateau en surface. La bouée placée à l'extrémité haute de la ligne permet que celle-ci remonte jusqu'à la surface, à la vitesse d'environ 1 mètre par seconde. La récupération de la ligne ne nécessite donc pas l'intervention d'un sous-marin.

A diagram of the Nautile approaching the anchor, holding the connector and the cable, before plugging it at the end of the arm which can be seen in an upright position at the bottom of the string

 

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Author : Thierry Stolarczyk