| Thesis | |
| Report number | CERN-THESIS-2024-219 |
| Title | Matériaux à faible masse et leur refroidissement pour de futurs capteurs dédiés à la physique à haute énergie |
| Translation of title | Low mass mechanics and cooling for future HEP Vertex/ Tracker Detectors |
| Author(s) | Dias, Matheo (Ecole Doctorale Genie Electrique Electronique, Telecommunications (FR)) |
| Publication | 2024 - 232. |
| Thesis note | PhD : Toulouse III U. : 2024 |
| Thesis supervisor(s) | Olivier, Philippe ; Alvarez, Diego |
| Note | Presented 21 Jun 2024 |
| Subject category | Detectors and Experimental Techniques |
| Abstract | Dans les détecteurs au silicium les plus avancés de la physique des hautes énergies, des composites stratifiés en fibres de carbone soutiennent les capteurs au silicium à pixels ou à microbandes. Cette solution fournit le principal chemin thermique entre les capteurs au silicium et un réseau de tubes métalliques ou plastiques contenant un fluide de refroidissement. Malgré les bons résultats obtenus avec cette approche, les défis liés aux futures expériences de la physique des hautes énergies exigent des technologies encore plus légères et plus efficaces. À cet égard, le remplacement des tubes existants par un réseau de canaux directement intégrés dans les stratifiés composites représente une solution prometteuse pour améliorer le couplage thermique, offrant des gains supplémentaires en termes de masse et de stabilité thermoélastique. Cette thèse s’inscrit dans le contexte de la stratégie de Recherche et Développement (R&D) du département de Physique Expérimentale (EP) du CERN visant à élaborer les technologies des futurs détecteurs. L’axe de travail dans lequel s’inscrit cette thèse est la mécanique des détecteurs, et plus précisément les structures mécaniques à faible masse. La méthode de vaporisation d’éléments sacrificiels permettant de générer des canaux à l’intérieur de structures composites est étudiée. Une méthode de fabrication fiable est recherchée afin de générer des structures composites intégrant des canaux de différentes formes et de différentes géométries. Bien que des recherches aient été menées pour évaluer les performances mécaniques et thermiques de ces stratifiés, les informations concernant leur résistance à la pression interne sont actuellement limitées dans la littérature. Ce manque de données constitue un obstacle important à l'utilisation de réseaux vasculaires dans les futures applications de la physique des hautes énergies. Des plaques composites contenant des canaux vasculaires sont fabriquées avec différentes formes et différentes dimensions. Ces structures sont analysées par une méthode non- destructive (tomographie RX) afin de contrôler le procédé de fabrication, puis soumises à des essais sous pression interne jusqu’à rupture pour déterminer la résistance à la pression. Des optimisations de la résistance sous pression de telles structures sont également considérées. L’utilisation d’une tresse en carbone permet d’augmenter la tenue en pression d’un canal de diamètre 1.75 mm au-delà de 400 bars, même à basse température (-35°C). Enfin, une solution technologique « clés en main » permettant de connecter ces structures au réseau de distribution est développée à partir de SMC. La solution proposée répond aux exigences de résistance à la pression des expériences en physique des hautes énergies (HEP), illustrant le fort potentiel de la technologie. |
Email contact: matheo.dias25@gmail.com
Rekord stworzony 2024-11-01, ostatnia modyfikacja 2024-11-05
