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Design and optimization of the services of laminated yoke magnets, with pulsed powering mode, for the East Area Renovation Project at CERN / Robin Vanhoutte 

Public ISBD Titre : Design and optimization of the services of laminated yoke magnets, with pulsed powering mode, for the East Area Renovation Project at CERN Type de document : Travail de fin d'études Auteurs : Robin Vanhoutte, Auteur ; Sébastien Evrard, ; Roger Itterbeek, Editeur : ECAM Année de publication : 2018 Note générale : CERN Langues : Anglais (eng) Index. décimale : TFE - Automatique Résumé : Le CERN, conseil européen pour la recherche nucléaire, est un organisme fondé en 1954 et comptant actuellement 22 états membres. Il a pour motivation principale la physique fondamentale et la découverte des constituants et des lois de l’univers. Les instruments principaux utilisés à cette fin sont des accélérateurs, portant des faisceaux de particules à des énergies élevées, pour les faire entrer en collision avec d’autres faisceaux, ou avec des cibles fixes. La « Zone Est » représente une des zones expérimentales, comprenant diverses expériences telles que CLOUD, CHARM, et IRRAD. Les lignes de faisceaux y sont amenées, via une extraction sur quatre lignes distinctes des particules provenant de l’accélérateur circulaire PS. Celles-ci suivront une trajectoire précise qui sera dictée par le champ magnétique induit par divers aimants placés le long de ces lignes. Un alignement rigoureux doit être fait via un système de support de ces aimants. Dans le cadre de la rénovation de cette zone (de 2019 à 2021), une optimisation de ces supports doit se faire. Le problème réside d’une part dans le vieillissement des installations, d’autre part dans le temps nécessaire aux équipes (géomètres, installateurs, …) pour effectuer les diverses opérations, dans une zone soumise aux radiations ionisantes émises par les équipements des lignes de faisceaux. Cette optimisation est donc cruciale, tant pour assurer la réduction de l’exposition des personnes aux radiations que pour accroître l’efficacité des processus (plus rapides, plus fiables). Le travail se scindera en deux études parallèles : tout d’abord, nous considèrerons les supports d’alignement dans des zones dites secondaires, situées en aval des cibles fixes. Ensuite, nous devrons nous focaliser sur la zone dite « primaire », la plus activée. Cette dernière demandera une étude plus spécifique, notamment via un nouveau design de support qui permettra un pré-alignement, ainsi qu’une mise en service accélérée, pour une optimisation du temps de travail sur le terrain. Les résultats de cette étude permettront de pouvoir définir une solide base de travail à suivre lors de la rénovation de la zone, ainsi que de pouvoir donner une estimation plus précise des coûts divers et des ressources nécessaires. Design and optimization of the services of laminated yoke magnets, with pulsed powering mode, for the East Area Renovation Project at CERN [Travail de fin d'études] / Robin Vanhoutte, Auteur ; Sébastien Evrard, ; Roger Itterbeek,  . - ECAM, 2018. CERN Langues : Anglais (eng) Index. décimale : TFE - Automatique Résumé : Le CERN, conseil européen pour la recherche nucléaire, est un organisme fondé en 1954 et comptant actuellement 22 états membres. Il a pour motivation principale la physique fondamentale et la découverte des constituants et des lois de l’univers. Les instruments principaux utilisés à cette fin sont des accélérateurs, portant des faisceaux de particules à des énergies élevées, pour les faire entrer en collision avec d’autres faisceaux, ou avec des cibles fixes. La « Zone Est » représente une des zones expérimentales, comprenant diverses expériences telles que CLOUD, CHARM, et IRRAD. Les lignes de faisceaux y sont amenées, via une extraction sur quatre lignes distinctes des particules provenant de l’accélérateur circulaire PS. Celles-ci suivront une trajectoire précise qui sera dictée par le champ magnétique induit par divers aimants placés le long de ces lignes. Un alignement rigoureux doit être fait via un système de support de ces aimants. Dans le cadre de la rénovation de cette zone (de 2019 à 2021), une optimisation de ces supports doit se faire. Le problème réside d’une part dans le vieillissement des installations, d’autre part dans le temps nécessaire aux équipes (géomètres, installateurs, …) pour effectuer les diverses opérations, dans une zone soumise aux radiations ionisantes émises par les équipements des lignes de faisceaux. Cette optimisation est donc cruciale, tant pour assurer la réduction de l’exposition des personnes aux radiations que pour accroître l’efficacité des processus (plus rapides, plus fiables). Le travail se scindera en deux études parallèles : tout d’abord, nous considèrerons les supports d’alignement dans des zones dites secondaires, situées en aval des cibles fixes. Ensuite, nous devrons nous focaliser sur la zone dite « primaire », la plus activée. Cette dernière demandera une étude plus spécifique, notamment via un nouveau design de support qui permettra un pré-alignement, ainsi qu’une mise en service accélérée, pour une optimisation du temps de travail sur le terrain. Les résultats de cette étude permettront de pouvoir définir une solide base de travail à suivre lors de la rénovation de la zone, ainsi que de pouvoir donner une estimation plus précise des coûts divers et des ressources nécessaires.

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Study of the energy savings resulting from the renovation of the East Experimental Area / Brieuc Lamaille 

Public ISBD Titre : Study of the energy savings resulting from the renovation of the East Experimental Area Type de document : Travail de fin d'études Auteurs : Brieuc Lamaille, Auteur ; Sébastien Evrard, ; Mikaël Dhen Editeur : ECAM Année de publication : 2018 Note générale : C E R N Langues : Anglais (eng) Index. décimale : TFE - Electromécanique Résumé : CERN’s East Experimental Area with his four experiments has served physics for more than 40 years. As the building and equipment are reaching their end of life, a thorough consolidation project has been initiated in order to provide many more years of research. Combined with the increasing cost of electricity and a general change of mentality concerning energy consumption, the East Area has been identified as a considerable energy consumer with a high potential for energy savings. Therefore, one of the main objectives of the project is to obtain a higher energy efficiency. The major energy consumers in the experimental hall are the magnets, the water-cooling and ventilation system. Now, the magnets are constantly fed throughout the whole physics run, but soon they will be refurbished. Together with the replacement of the old power converters by new ones with an energy recovery system, which will allow the magnets to be pulsed, their consumption will tremendously be reduced. Consequently, the magnets will have reduced heat losses and thus a lower necessity in water-cooling and ventilation. Associated with the renovation of the building’s envelope, the consumption of ventilation will significantly be reduced. This in-depth study estimates as precisely as possible the future savings, and the possible additional ones. The developed methodologies turn out to be guidelines for another possible future consolidation project at CERN. Study of the energy savings resulting from the renovation of the East Experimental Area [Travail de fin d'études] / Brieuc Lamaille, Auteur ; Sébastien Evrard, ; Mikaël Dhen . - ECAM, 2018. C E R N Langues : Anglais (eng) Index. décimale : TFE - Electromécanique Résumé : CERN’s East Experimental Area with his four experiments has served physics for more than 40 years. As the building and equipment are reaching their end of life, a thorough consolidation project has been initiated in order to provide many more years of research. Combined with the increasing cost of electricity and a general change of mentality concerning energy consumption, the East Area has been identified as a considerable energy consumer with a high potential for energy savings. Therefore, one of the main objectives of the project is to obtain a higher energy efficiency. The major energy consumers in the experimental hall are the magnets, the water-cooling and ventilation system. Now, the magnets are constantly fed throughout the whole physics run, but soon they will be refurbished. Together with the replacement of the old power converters by new ones with an energy recovery system, which will allow the magnets to be pulsed, their consumption will tremendously be reduced. Consequently, the magnets will have reduced heat losses and thus a lower necessity in water-cooling and ventilation. Associated with the renovation of the building’s envelope, the consumption of ventilation will significantly be reduced. This in-depth study estimates as precisely as possible the future savings, and the possible additional ones. The developed methodologies turn out to be guidelines for another possible future consolidation project at CERN.

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