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La conception de lignes directrices pour les essais au niveau du système des systèmes électroniques tolérants aux rayonnements pour les accélérateurs
Thèses et HDR   Open Access

La conception de lignes directrices pour les essais au niveau du système des systèmes électroniques tolérants aux rayonnements pour les accélérateurs

Ivan Slipukhin
Doctoral, École Doctorale Information, Structures, Systèmes
04/07/2025

Résumé

Radiation System-Level testing Accelerators Electronics Essais de systèmes Rayonnement Électronique Accélérateurs
L'exploitation des accélérateurs de particules à haute énergie, comme le LHC, est associée à la création d'un champ de rayonnement dans leur environnement. La présence de nombreux systèmes électroniques à proximité de l'accélérateur est inévitable, ce qui soulève la question de leur tolérance aux rayonnements. Les stratégies de qualification des composants aux rayonnements ionisants qui existent au CERN, sont en constante évolution et reposent sur les essais au niveau des composants et des systèmes. Malgré les nombreuses normes et données existantes dans le domaine de la qualification des composants électroniques sous radiation les approches de test au niveau système sont en constante évolution. Un des aspects clés des test des systèmes électroniques est l'application des techniques d'observation. Selon la qualité de l'observation, différentes quantités de données peuvent être récupérées sur la performance du système. En fait, les tests au niveau du système peuvent également fournir une vue plus réaliste de la tolérance des composants dans l'application cible que les résultats des essais au niveau des composants individuels. Le travail actuel vise à explorer les approches d'observation supplémentaires qui pourraient renforcer ce qui est déjà fait actuellement. Deux techniques ont été suggérées : l'observation de la consommation totale de courant et la surveillance des signaux analogiques. Une méthode de configuration de test et des méthodes d'analyse des données ont été proposées pour augmenter l’observabilité du système. Au cours de plusieurs campagnes de tests, les performances de ces méthodes ont été vérifiées avec deux études de cas (des systèmes électroniques tolérants aux rayonnements, qui sont typiquement utilisés dans les accélérateur). A partir de ces systèmes, l'impact de l’observation complémentaire sur l'estimation du taux de défaillance et l'évaluation de la vitesse de dégradation a été démontré. De plus, les performances au niveau des composants ont été analysées, ce qui a permis d'étudier les mécanismes de défaillance du système. La chaîne d'acquisition de données conçue repose sur la combinaison d'équipements commerciaux et d'une conception électronique adaptée, qui est tolérante aux rayonnements. Les performances, les limites et la plage d'application des méthodes développées ont été explorées.

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