Analyse des résidus HLS après ajustement

Pour confirmer le gain d’un point de vue spectral, les sept FFT sur les résidus HLS après traitement ont été calculés. Les amplitudes après traitement sont très faibles. L’échelle de l’axe des ordonnées a été réduite d’un facteur 3.5, et même ainsi, les pics périodiques

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sont quasi inexistants aux fréquences de marées. Les résidus maximums détectés à ces fréquences sont de l’ordre de 0.2 µm sur les capteurs HSL_A et HLS_B. Ces amplitudes sont non significatives vu la précision de notre instrumentation. Ce dernier constat montre que les effets de cavité, qui devaient principalement s’exprimer aux périodes de marées sont non détectables par les HLS au TT1. Cette remarque s’applique à l’échelle décamétrique (distance entre deux pots successifs) mais on ne peut pas exclure un effet de cavité à l’échelle plus grande du dispositif (hectométrique).

Cette conclusion est très importante, car elle permet de valider les modélisations des paramètres de marée via le module Analyze d’Eterna. En effet, lors de ce calcul, les effets de cavité couplés aux marées terrestres sont modélisés en même temps que les marées, or nous venons de montrer ici que les effets fréquentiels résiduels étaient négligeables et donc que l’Analyze d’Eterna ne modélisait que les effets d’inclinaison globale notés Dg.

Enfin, projetons ces résidus verticaux en tilt via les deux têtes aux extrémités HLS_A et HLS_G afin de pouvoir comparer le tilt après retrait des marées avec les résultats obtenus préalablement dans ce chapitre.

Figure 4-27 : Inclinaison AG au TT1 avant et après ajustement

La figure 4-27 est à comparer à la figure 4-18 qui représentait les meilleurs résidus après application de la marée locale via Eterna. Les résidus présentés ici ont une amplitude encore plus faible et semblent surtout avoir perdu leur composante périodique de marée.

La FFT sur les résidus en tilt après ajustement confirme l’apériodicité du signal résiduel. Cette conclusion était attendue puisque les spectres des mesures HLS_A et HLS_G étaient eux-mêmes apériodiques.

Finalement, par rapport aux méthodes précédemment étudiées dans ce chapitre pour corriger l’effet des marées -prédiction théorique et prédiction locale-, la méthode d’ajustement linéaire est celle qui fournit les meilleurs résultats correctifs, en retirant la totalité des signaux périodiques aux fréquences de marées.

Maintenant que nous possédons sept mesures HLS corrigées de l’effet des marées, comparons-les aux sept mesures WPS.

117/184 4.4.4. Les WPS du TT1

Les capteurs WPS ont été présentés dans le chapitre II. Ces capteurs mesurent des distances par rapport à un fil tendu de référence dans deux directions. Nous allons nous attarder ici uniquement aux mesures verticales dans le but de les comparer avec les mesures résiduelles HLS issues du traitement par moindres carrés. Mais pour cela, les mesures des WPS doivent également être prétraitées pour les corriger de la flèche du fil.

La formule permettant de modéliser la flèche du fil a été présentée dans le second chapitre. Après retrait de la chainette par moindres carrés sur les sept capteurs WPS, nous obtenons des mesures qui peuvent être comparées aux mesures HLS après retrait des effets d’inclinaison longue base Dg. Les amplitudes des signaux HLS et WPS sont du même ordre de grandeur. Les coefficients de corrélation entre les signaux HLS résiduels et les signaux WPS résiduels sont élevés : jusqu’à 75% sur les plaques métrologiques F et G qui présentent les mouvements les plus importants comme représenté sur la figure 4-28.

Les mesures HLS et WPS sont maintenant comparables, signe que la marée mesurée par HLS, et non par WPS, est bien maitrisée et correctement retirée de la mesure. Cette dernière conclusion confirme donc que les effets locaux périodiques du TT1, appelés effets de cavité, sont si faibles qu’ils sont non détectables : chaque capteur HLS après retrait d’une droite globale présente un comportement comparable à WPS. De plus, cette cohérence entre mesures HLS et mesures WPS confirme que les droites de Tchebychev utilisées pour le filtrage des données HLS modélisaient uniquement les dérives instrumentales, car si elles avaient aussi modélisé les déformations du sol localement, des écarts linéaires auraient été constatés sur la figure 4-28, ce qui n’est pas le cas.

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Figure 4-28 : Comparaison des résidus HLS et WPS au TT1

4.4.5. Conclusion

La méthode d’ajustement linéaire des données HLS a donné de très bons résultats. Aucun des sept résidus HLS ne présente d’aspect périodique significatif, preuve que les effets de cavité sont négligeables : les phénomènes périodiques mesurés par HLS au TT1 se traduisent donc par des effets d’inclinaison longue base Dg. Enfin, les résidus HLS sont très cohérents avec les mesures WPS corrigées de la flèche. Ceci prouve que les deux instrumentations ont été ramenées dans un système comparable. Ainsi il est possible de comparer les mesures des deux types de capteurs. Par contre, cette méthode prive HLS de sa capacité à pouvoir détecter des déformations homogènes longue base comme un

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basculement homogène de toute la zone, vu que toute déformation globale est modélisée par la droite ajustée.

Maintenant que les méthodes de prédiction des marées ont été appliquées au TT1, nous allons voir leur application en amont des expériences principales de physique du LHC.

4.5. Application aux données du LHC

4.5.1. Introduction

Le LHC a été présenté dans le premier chapitre. En amont des quatre expériences principales de cet accélérateur, ont été installés 100 capteurs HLS afin de suivre les déformations verticales des positions des aimants Low-Beta.

Maintenant que nous avons étudié les marées et les autres effets d’inclinaison longue base mesurés par HLS au TT1, nous allons appliquer les mêmes méthodes correctives aux données du LHC. L’expérience du TT1 a été installée dans un but de développement de nouvelles stratégies d’alignement, tandis que les expériences de physique du LHC possèdent une réelle application physique et vont permettre de tester la vraisemblance de nos méthodes correctives avec des mesures sur site.

De nombreuses données HLS sont disponibles, autour de quatre expériences et selon trois azimuts principaux. Les inclinomètres formés possèdent des longueurs différentes et comprennent plus ou moins de capteurs. Analysons tout d’abord le réseau HLS qui est le plus long, celui-ci est installé sur le triplet gauche du point 8 : l’inclinomètre L8.