Câblage des modules optiques

Cette partie technique du travail de mise en route du détecteur a consisté à connecter les diérents câbles de haute tension, signaux et les bres optiques à chacun des modules optiques et à vérier la continuité du câblage. Les câbles du calorimètre (et du trajectographe) transitent tous par deux panneaux d'étanchéité qui assurent la continuité du câblage de l'extérieur de la tente anti-radon vers l'intérieur en garantissant l'étanchéité du volume d'air déradonisé (gure 4.2).

Description des diérents câbles Câbles haute tension :

Les câbles d'alimentation en haute tension des photomultiplicateurs dièrent selon qu'ils sont internes ou externes à la tente anti-radon. Les câbles externes sont regroupés dans 24 harnais (en rouge gure 4.2) qui alimentent chacun 30 modules optiques comme présenté gure 4.3. Le connecteur au niveau de l'extrémité des câbles située vers la carte d'alimentation CAEN est de type radial 52 voies ; l'autre extrémité au niveau de la face externe du panneau d'étanchéité possède un connecteur Redel S mâle de 51 voies. Le câble en lui-même est un câble haute tension de 0,14 mm2 pouvant supporter une tension jusqu'à 3 kV. Les câbles internes sont quant à eux individuels pour pouvoir être connectés à chaque module. A partir d'un connecteur Redel S femelle de 51 voies assurant la continuité au niveau du panneau d'étanchéité, les câbles Axon P547101 de 2,8 mm de diamètre sont distribués aux photomultiplicateurs auxquels ils sont connectés par des connecteurs Souriau.

Câbles signaux :

Contrairement aux câbles haute tension, les câbles signaux (en blanc gure 4.2) sont les mêmes de part et d'autre du panneau d'étanchéité. Il s'agit de câbles M17/93 RG 178 natural

CHAPITRE 4. ANALYSE DES DONNÉES DE CARACTÉRISATION DU CALORIMÈTRE

Figure 4.2  Photographie d'un panneau d'étanchéité au niveau de la tente anti-radon permettant la continuité du câblage. Harnais rouges : haute tension ; câbles blancs : signaux ; câbles noirs : toron de bres optiques ; câbles marrons : trajectographe.

Figure 4.3  Cartographie de la répartition des harnais de câbles haute tension sur le calorimètre. Les couleurs permettent de visualiser la distribution de chaque harnais (relié à une carte haute tension) sur les diérents modules optiques du calorimètre.

de 2,9 mm de diamètre. Les câbles externes sont connectés à l'électronique d'acquisition et au panneau par des connecteurs MCX mâle. Les câbles internes sont quant à eux connectés au panneau par un connecteur MCX femelle et au pont diviseur de tension du photomultiplicateur par des connecteurs Souriau. Les câbles sont regroupés par paquets selon leur appartenance à une même carte d'acquisition (gure 4.4).

Tresse de masse :

Pour veiller à ce que l'ensemble du détecteur ait la même référence, une tresse de masse à été ajoutée. Il s'agit d'une tresse en cuivre qui circule autour du détecteur à laquelle sont attachées l'ensemble des tresses de masse individuelles des câbles signaux et haute tension de

CHAPITRE 4. ANALYSE DES DONNÉES DE CARACTÉRISATION DU CALORIMÈTRE

Figure 4.4  Cartographie de la répartition des câbles signaux sur le calorimètre. Les couleurs permettent de visualiser la distribution des câbles sur les diérents murs du calorimètre selon leur appartenance à une même carte d'acquisition.

chaque module optique. Cette tresse de masse est aussi connectée aux panneaux d'étanchéité, mettant ainsi à la même masse les parties mécaniques du détecteur.

Fibres optiques :

Les bres optiques ont été disposées en dernier en raison de leur fragilité et transitent aussi par le panneau d'étanchéité. Elles sont regroupées en 20 faisceaux d'environ 70 bres par faisceau distribuées sur les modules optiques. La gure 4.5 montre la répartition des faisceaux sur les modules optiques situés d'un côté de la source double bêta. Au total ce sont deux fois cinq zones de modules qui sont éclairées par deux faisceaux (un contenant les bres primaires, l'autre les bres secondaires, cf chapitre 2.4.2). Elles serviront à acheminer la lumière du système d'étalonnage relatif en énergie à base de LED jusqu'aux modules optiques (chapitre 2.4.2). Les bres sont connectées aux modules optiques grâce à un connecteur qui les relient au bout de bre déjà collée dans chaque scintillateur lors de l'assemblage individuel des modules optiques. Continuité des câbles et réectométrie

Une étude de réectométrie (menée par Cloé Girard-Carillo, IJCLAB) a été faite pour valider la qualité des câbles signaux des modules de SuperNEMO [121]. L'électronique utilisée dans l'expérience ore la possibilité d'envoyer des impulsions dans les câbles signaux connectés aux modules qui vont se propager, être rééchies en bout de câble puis enregistrées par la carte d'acquisition (gure 4.6). La réexion du signal est assurée par la résistance supposée innie que va rencontrer l'impulsion en bout de câble, que ce soit au niveau du pont diviseur de tension (si le câble est correctement relié) ou au niveau d'un dommage éventuel du câble. Le temps de propagation et la forme de l'impulsion rééchie permettent de déterminer l'état du câble. Ces informations renseignent aussi sur la longueur réelle des câbles, permettant de déterminer l'atténuation en amplitude de chaque câble sur les signaux et de mettre en évidence l'étalement en temps de la charge collectée selon la longueur du câble (ce qui a pour conséquence d'augmenter le temps de montée des impulsions). A cela s'ajoute une mesure précise de la vitesse

CHAPITRE 4. ANALYSE DES DONNÉES DE CARACTÉRISATION DU CALORIMÈTRE

Figure 4.5  Cartographie de l'éclairage des calorimètres situés d'un côté de la feuille source par les faisceaux de bres. Chaque zone (Area) représente les modules optiques éclairés par une même LED. Cinq autre zones, symétriques par rapport à la feuille source, sont aussi éclairées.

de propagation du signal dans le câble qui permet de calculer le temps de propagation du signal dans le câble qui sera pris en compte dans la détermination du temps de déclenchement du module optique correspondant.

Figure 4.6 Impulsions électroniques envoyées et rééchies dans les câbles signaux utilisées pour les études de réectométrie.

Cette étude de réectométrie a permis d'identier des inversions de câblage et quelques câbles défectueux qui ont pu être remplacés. Elle a nalement permis de valider l'état du câblage des câbles signaux. La qualité des bres optiques est quant à elle évaluée à partir des prises de données avec le système LED et est encore en cours d'analyse (analyse menée par Ramon Salazar, Université du Texas).