Principe de l’architecture modulaire

Calculs de contrainte sur une verrerie de tube

Les premiers calculs de coûts montraient qu’il valait mieux utiliser des tubes de 12 pouces de diamètre. Or, les tubes existant ne tenaient pas la pression de 10 bars. Le service détecteur de l’IPN a mené des calculs de contrainte pour identifier les points faibles de la verrerie. Nous avons confirmé cette étude avec des tests dans une enceinte sous pression (prêtée par BNL, image de gauche). Nous avons pour cela installé des capteurs de contraintes sur les tubes (images de droite).

Photonis a conçu et produit des prototypes de tubes suite à l’analyse de nos calculs. Ils ont tenu au-delà du seuil de pression de 10 bars que nous avions fixé.

L’enceinte de tests sous pression

Moulage des PM

Nous avons réalisé l’étanchéité de l’embase avec un matériau d’enrobage, ainsi que le passage de câble étanche vers l’enceinte d’électronique avec une société spécialisée.

Comme notre enceinte de tests sous pression ne pouvait pas contenir 16 gros tubes, nous avons fait des essais avec l’ensemble (tubes, câbles, enceinte d’électronique et câble de données) avec des tubes d’un pouce de diamètre (photo ci-dessous). Nous avons fait ces mesures avec la première version de l’ASIC, appelé PARISROC, développé au LAL. Les données étaient transmises par l’intermédiaire de la carte développée au LAPP (PMm2 box). Cette carte est connectée à Internet, et nous avons récupéré les données avec un programme qu’un membre de la collaboration de l’Université Libre de Bruxelle a écrit en Java.

Mesure à l’oscilloscope du signal du tube photomultiplicateur et de la sortie de discriminateur de l’ASIC

Nous avons utilisé nos compétences en matière de mesures sur les tubes photomultiplicateurs pour tester les différentes version de l’électronique avec des tubes photomultiplicateurs. Nous avons comparé les mesures faites avec l’électronique PMm2 avec l’analyse des signaux acquis avec un oscilloscope numérique. Nous avons pu valider la qualité de la réponse en électron unique en charge, et évaluer la réponse en temps du discriminateur du circuit intégré en fonction de la forme du signal. L’illustration ci-dessous montre le temps d’arrivée des signaux de discriminateur de l’ASIC en fonction de la charge mesurée en sortie de tube photomultiplicateur. Nous avons mesuré les temps et les charges en analysant les traces acquises avec un oscilloscope numérique.

Les 16 tubes photomultiplicateurs sur le démonstrateur

Nous avons réalisé un démonstrateur, équipé de 16 tubes photomultiplicateurs de 8 pouces (Hamamatsu R5912), d’une enceinte d’électronique avec la deuxième version de l’ASIC PARISROC. Le service électronique de l’IPN a réécrit le programme d’acquisition en C# pour s’adapter à la nouvelle version de l’ASIC. Nous avons fait des mesures préliminaires dans une enceinte assurant l’étanchéité à la lumière que nous avons conçue et montée, puis nous avons placé le dispositif dans l’eau. L’illustration ci-dessous montre les spectres en électron unique.