Suite à la signature de l’accord avec Fermilab, l’expérience DUNE va entrer dans la phase de construction des détecteurs après de nombreuses années de R&D. IJCLab est impliqué depuis 2019 dans le projet et contribue techniquement au détecteur dit « à Dérive Verticale ». Ce détecteur est une gigantesque (62x15x14 m3) TPC (Chambre à Projection Temporelle) contenant 17 kT d’Argon Liquide à -185 oC.
Notre contribution, estimée à 3,5 M€, est constituée de 2 éléments : les cathodes et les cheminées pour l’électronique de lecture placée au sommet du détecteur. Les cathodes forment un ensemble mécanique de 800 m2 avec une planéité meilleure que 2 cm et seront portées à -300 kV pour permettre l’établissement du champ de dérive uniforme au pourcent, nécessaire au bon fonctionnement du détecteur. Elles ont été entièrement conçues au laboratoire au sein du Département Mécanique (Service Bureau d’Études) avec l’aide du Service Réalisations et Montages Mécaniques pour les différents outillages indispensables aux tests de qualification.
Les cheminées sont des enceintes en acier inox conçues par le BE du laboratoire et abritent les 4 000 cartes électroniques Front-End (FE) de l’IP2IL qui lisent les signaux physiques. D’une longueur de 1,6 m, elles traversent le cryostat pour amener les cartes FE au plus près des anodes de détection, tout en restant à l’extérieur du cryostat. Grâce à des guides en fibre de verre, les cartes FE viennent s’enficher dans des PCBs conçus et partiellement réalisés au sein du Département Electronique (Service CAO – Prototypage – Réalisation) et qui jouent le rôle de traversées étanches. Le Service Réalisations et Montages Mécaniques intervient aussi pour les outillages.
Plusieurs prototypes des cathodes et des cheminées ont été testés au laboratoire (avec le support du Service Cryogénie et de la plateforme Vide & Surface du Pôle Accélérateurs) ou au CERN dans des conditions proches des conditions finales. Cette année 2024 verra la finalisation des prototypes et le lancement de la production industrielle.