Ali KHALILZADEH - Faculté des Sciences

Titre de la thèse: "Development of an Automated Assembly Line, DAQ Test Systems, and In-Beam Characterization of 2S Silicon Modules for the CMS Phase-2 Tracker Upgrade at the HL-LHC"
Résumé:
Cette thèse contribue à la préparation de la mise à niveau Phase-2 du détecteur de trajectoire de particules chargées de l’expérience CMS pour la phase de Haute Luminosité du LHC (HL-LHC), dont le démarrage est prévu en 2030.
Ce travail porte spécifiquement sur l’assemblage et le contrôle de la qualité des modules appelés 2S. Ces modules sont constitués de deux capteurs à pistes en silicium (mesurant chacun 10 cm × 10 cm), séparés par quelques millimètres, et conçus pour fournir des informations au niveau de déclenchement de premier niveau (First Level Trigger) de CMS en corrélant les signaux détectés par les deux capteurs. Cette thèse présente trois contributions principales.
Une des contributions principales consiste au développement d’un système de mesure de haute précision permettant une grande précision mécanique durant l’assemblage des modules. Ce système permet de mesurer la position relative des composants du module par rapport aux gabarits d’assemblage dans les directions X, Y et Z avec une précision de l’ordre du micromètre. Deux méthodes de mesure ont été développées, testées et comparées. La méthode la plus efficace a été adoptée dans la ligne de production de Bruxelles.
Le premier prototype complet de module 2S assemblé à Bruxelles a été testé dans un faisceau de particules à haut taux au CERN. Ce test a été réalisé dans des conditions atypiques, utilisant un faisceau asynchrone, ne reproduisant pas l’environnement synchrone du LHC. L’analyse des performances du module dans ces conditions a révélé des comportements particulièrement pertinents pour l’expérience MUonE, qui utilisera également des modules de type 2S.
Une autre contribution concerne le développement d’un système de surveillance permettant la mesure en temps réel de la puissance optique transmise par le module 2S au sein des bancs de test. Ce système améliore les capacités de diagnostic et la fiabilité du processus de contrôle de qualité des modules.