La mesure de la capacit´e de l’intervalle ´electrode-absorbeur

0.86 0.88 0.9 0.92 0.94 Mean RMS 0.9067 0.8219E-02 C_HV1/C_HV2 Evts/0.0025

Fig. 4.14 – Distribution du rapport moyen

CHV 1

CHV 2 obtenue pour les canaux de la roue externe des cinq premiers modules de s´erie.

4.3.3 La mesure de la capacit´e de l’intervalle ´electrode-absorbeur

4.3.3.1 Description

Le but de ce test est de v´erifier l’uniformit´e de l’´epaisseur de l’intervalle ´electrode-absorbeur, en plusieurs r´egions de l’´electrode (correspondant grossi`erement aux secteurs haute tension). Pour y parvenir on mesure la capacit´e (C) de chaque r´egion qui est li´ee `a l’´epaisseur (dgap) par une relation du type :

C = ^²S

< d_gap>

o`u S et < dgap> sont respectivement la surface et l’´epaisseur moyenne de la zone test´ee. Ce test est effectu´e une fois que le module est enti`erement mont´e, il permet de v´erifier la qualit´e du montage et de confirmer les mesures de fl`eches.

Pour r´ealiser ce test, nous utilisons un RLCm`etre de pr´ecision et la carte MUXCAPA qui sert de multiplexeur (cf section 4.2.1), ce qui nous permet de tester jusqu’a huit secteurs sans effectuer de changements dans le cˆablage [130].

Le principe (cf figure 4.15) est d’envoyer un signal sinuso¨ıdal sur une zone de l’´electrode test´ee et de mesurer le courant et la tension de sortie, pour en d´eduire le module et la phase de l’imp´edance mesur´ee. Initialement les ´electrodes des roues interne et externe ´etaient respectivement divis´ees en deux et huit zones de taille diff´erente en η. Une modification de l’appareillage, nous a permis d’effectuer le test sur sept r´egions (approximativement les secteurs en haute tension) de la roue externe et sur la totalit´e de la roue interne. Cette derni`ere configuration a ´et´e adopt´ee car elle permet de tester simultan´ement les deux roues.

CAPACIMETRE Absorbeur C2 C3 C1 Borne Low 1 ΜΩ Ligne HT High Borne 64 C1 8 C2 + 4 C3 ÙÚÙ ÙÚÙÛ V A High Oscillateur Résistance de sortie Impédance

à mesurer ^{Masse virtuelle}

Masse du capacimètre

Câbles coaxiaux

Low

Capacité avant

Capacité arrière

Fig. 4.15 – Sch´ema du principe de la mesure de la capacit´e entre ´electrode et absorbeur. Pour mesurer la tension et le courant du signal de sortie, on utilise le principe du montage 4 points sch´ematis´e sur la figure 4.16. Des cˆables coaxiaux sont utilis´es. Une paire de ces cˆables sert `a mesurer la tension. L’autre paire permet au courant de mesure de circuler dans les deux sens : `a l’aller dans l’ˆame des cˆables, au retour dans leur blindage. Cette particularit´e nous permet d’´eviter l’introduction d’une capacit´e parasite due aux cˆables. La capacit´e mesur´ee est donc la capacit´e de l’intervalle ´electrode-absorbeur, `a l’approximation pr`es que la somme des capacit´es de d´ecouplage de la zone test´ee est n´egligeable car deux ordres de grandeur plus grande [125].

CAPACIMETRE Absorbeur C2 C3 C1 Borne Low 1 ΜΩ Ligne HT High Borne 64 C1 8 C2 + 4 C3 ÜÝÜÝÜÝÜÝÜÝÜÝÜ ÜÝÜÝÜÝÜÝÜÝÜÝÜ ÜÝÜÝÜÝÜÝÜÝÜÝÜ ÜÝÜÝÜÝÜÝÜÝÜÝÜ ÜÝÜÝÜÝÜÝÜÝÜÝÜ ÞÝÞÝÞÝÞÝÞÝÞ ÞÝÞÝÞÝÞÝÞÝÞ ÞÝÞÝÞÝÞÝÞÝÞ ÞÝÞÝÞÝÞÝÞÝÞ ÞÝÞÝÞÝÞÝÞÝÞ V A High Oscillateur Résistance de sortie Impédance

à mesurer ^{Masse virtuelle}

Masse du capacimètre

Câbles coaxiaux

Low

Fig. 4.16 – Sch´ema du principe de la mesure 4 points.

Le test d’un module est r´ealis´e en une journ´ee, la limitation en temps ne vient pas du test en lui-mˆeme (1 minute par intervalle) mais du cˆablage (passage `a l’´electrode suivante).

4.3.3.2 R´esultats

La capacit´e ´etant directement li´ee `a l’´epaisseur de l’intervalle entre ´electrode et absorbeur, on esp`ere obtenir une valeur constante de la capacit´e pour chaque zone test´ee sur l’ensemble d’un module.

Evolution of gap capacitance for the 8 zones 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 20 40 60 80 gap number nF

Module 1 capagap measurements in the outer wheel

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0 20 40 60 80 gap number nF 1 gap number nF 2 gap number nF 3 gap number nF 4 gap number nF 5 gap number nF 6 gap number nF 7

a

Configuration initiale Nouvelle configuration

b

Module ECC3

Module ECC0

(zone ~ secteur HT)

Fig. 4.17 – Evolution de la capacit´e des zones test´ees, de la roue externe, avec la configu-ration initiale pour le module ECC0 (a : huit zones arbitraires) et la nouvelle configuconfigu-ration pour le module ECC3 (b : approximativement les 7 secteurs haute tension).

La r´eponse du calorim`etre au passage d’une particule est donn´ee par la formule : I ∼ _d^fn

gap × E^0.3 ∼ _d^f_1.3ⁿ

gap × U^0.3 (4.3)

o`u fn est le rapport d’´echantillonnage, E est le champ ´electrique r`egnant dans l’inter-valle ´electrode-absorbeur, dgap est l’intervalle ´electrode-absorbeur et U est la diff´erence de potentiel. Une variation trop importante de l’intervalle d_gap peut donc entraˆıner une non uniformit´e dans la mesure de l’´energie des particules. Ceci explique l’importance du contrˆole de l’uniformit´e de l’empilage (mesures de fl`eches) et de la mesure de la capacit´e entre ´electrode et absorbeur.

La figure 4.17 repr´esente l’´evolution de la capacit´e de toutes les zones test´ees, dans la roue externe, en fonction du num´ero de l’intervalle. Ces r´esultats ont ´et´e obtenus pour les deux premiers modules mont´es `a Marseille. Le premier (ECC0) a ´et´e test´e avec la configuration initiale (8 zones dans la roue externe), le second (ECC3) avec la nouvelle configuration.

Except´ee une d´ecroissance importante pour le premier secteur du module ECC3, attribu´ee au d´ecalage de l’´electrode correspondante7, les capacit´es sont constantes pour chaque zone test´ee. La l´eg`ere d´ecroissance (5%), visible pour les cinq derniers intervalles, peut ˆetre expliqu´ee par le fait que les derni`eres couches du module ne sont pas soumises au mˆeme poids que les pr´ec´edentes ; elles ont donc un peu plus de libert´e. Cet effet n’est pas pr´esent dans les deux premiers secteurs (η < 1.6) car la pr´esence des pions anti-flexion (section 3.2.2.3) limite la libert´e des absorbeurs. Au d´ebut de la construction d’un

7. L’´electrode 72, qui correspond au passage `a une nouvelle carte m`ere, a ´et´e d´ecal´ee par rapport aux pr´ec´edentes suite `a l’observation d’une d´erive, l´eg`ere mais continue, des ´electrodes.

module des barrettes de contrainte sont plac´ees sous les barreaux transverses du premier absorbeur, leur rˆole est de le soutenir dans la r´egion centrale du module (1.6 . η . 2.3). Leur absence dans la r´egion de grande pseudo-rapidit´e entraˆıne une l´eg`ere variation de la capacit´e pour les premiers intervalles des secteurs 7 et 8.

Des r´esultats similaires ont ´et´e obtenus pour la roue interne : ´evolution plate puis l´eg`ere d´ecroissance pour les deux derniers intervalles.

0 50 100 150 200 0.8 0.9 1 1.1 1.2 Mean RMS 1.0000 0.2330E-01 C_measured/C_mean number of gaps Marseille

Fig. 4.18 – Distribution de la dispersion de la capacit´e globale, obtenue `a partir des huit zones de la roue externe et des deux zones de la roue interne.

Une dispersion globale de 2.3%, 2.4% et 2.2% a ´et´e obtenue respectivement pour les modules ECC0, ECC3 et ECC5. On peut voir, par exemple, sur la figure 4.18, la distribution sur l’ensemble des intervalles du module ECC0 du rapport ^Cmes

Cmoy o`u Cmes est la valeur mesur´ee pour un intervalle et Cmoy est la valeur moyenne. La contribution au terme constant due `a la dispersion de l’intervalle d’argon peut ˆetre calcul´ee (annexe B de [125]). Une contribution de 0.3 % a ´et´e obtenue pour l’ensemble du module ECC0 (roue interne et externe). Si on retire les derniers intervalles et la roue interne la contribution est alors de 0.18 % ce qui est proche des 0.15 % requis [71].

Ces r´esultats montrent que l’intervalle ´electrode-absorbeur est bien respect´e, confir-mant ainsi les progr`es r´ealis´es dans le montage des modules.