Comment le LHC gère sa ventilation et son refroidissement

Pour contrôler et piloter de manière centralisée les systèmes de ventilation du Large Hadron Collider et les 200 automates qui s'y rapportent, le CERN a choisi le progiciel PcVue d’ARC Informatique. Explications.

Le LHC (Large Hadron Collider), ou grand collisionneur de hadrons, est le plus puissant accélérateur de particules jamais construit à ce jour. Pour réaliser des expériences, il nécessite pas moins de 9.300 aimants refroidis à -271,3°C (1,9K) grâce à 10.080 t d’azote liquide et à 130 t d’hélium liquide, via un gigantesque système de distribution cryogénique. Une telle installation nécessite également un système de ventilation qui garantit une atmosphère adaptée à la fois aux personnes y travaillant et aux équipements installés dans les zones d’expérience. La ventilation du LHC assure également des fonctions d’extraction de fumée froide et de pressurisation des zones de survie souterraines. Pour la gestion des systèmes de ventilation et de refroidissement du LHC, le CERN avait besoin d’un progiciel de supervision adapté au dimensionnement d’une telle application, dans laquelle prennent place plus de 200 équipements automatisés. Par ailleurs, ce logiciel devait présenter un prix et surtout un coût total d’utilisation intéressant. La solution proposée devait enfin respecter les contraintes réseau, mais également les contraintes de disponibilité. » Dans l’architecture retenue par le CERN, le nombre de clients connectables au système en simultané est proche de 30, ce qui implique qu’il doit fonctionner quasiment en temps réel. La contrainte de disponibilité est donc très forte. C’est pourquoi nous avons appliqué le principe de redondance « , explique Lionel Diers, chef de projet chez Assystem France, le prestataire en charge du projet.

Une infrastructure virtuelle

Le CERN a porté son choix sur le logiciel PcVue développé par la société ARC Informatique. » Outre l’adéquation des performances et du prix de la solution PcVue avec notre cahier des charges, ce produit présente également l’avantage d’être bien connu des intégrateurs de systèmes qui en possèdent une bonne expertise pour sa mise en oeuvre « , assure Mario Batz, chef de projet dans le groupe de refroidissement et ventilation du département d’ingénierie du CERN. » Compte tenu du dimensionnement de l’application du LHC, la mise en place d’une infrastructure virtuelle s’est soldée par une limitation drastique du nombre de machines physiques utilisées avec à la clé une consommation énergétique réduite, une grande facilité d’utilisation et une adéquation avec l’architecture informatique du CERN « , précise Lionel Diers. La supervision de la ventilation de LHC (PcVue gère 80.000 variables dont 66.000 archivées, 1.200 synoptiques et 600 objets) n’a ainsi nécessité que deux machines physiques contenant chacune 12 Go de mémoire vive et 6 disques durs de 250 Go. Ces deux serveurs physiques redondés se répartissent les charges de supervision. Le premier assure les fonctions de serveur d’acquisition PcVue n°1, de serveur Web (utilisateurs via Internet) et de serveur de base de données (pour l’archivage de données), alors que le second remplit les fonctions de serveur d’acquisition PcVue n°2 et de Terminal Server.Les postes d’acquisitions sur sites, au nombre de 8 (1 par zone d’expériences), sont des postes serveurs à écran tactile destinés aux opérateurs de maintenance locaux. Les zones d´intervention étant séparées d’environ 2 km, ces postes sont indispensables et permettent par ailleurs de prendre la main sur les installations de ventilation au cas où l’un des deux serveurs centraux rencontrerait un problème.

Représentation par PcVue d’une zone d’expérience et de ses unités de ventilation. © ARC Informatique

Priorité à la notion d’arborescence

» La particularité de PcVue par rapport à d’autres outils existant sur le marché est la notion d’arborescence. Il s’agit ici de faciliter l’instanciation d’objets, et donc de limiter le développement. Ainsi, pour plusieurs équipements de type ‘Moteur à vitesse variable’, par exemple, il suffit de créer un objet ‘Moteur à vitesse variable’ et de l’instancier autant de fois que cet équipement existe dans le process « , souligne Lionel Diers d’Assystem France.D’autres outils sont également particulièrement intéressants dans le logiciel PcVue tels que l’archivage HDS (Historical Data Server), qui gère l’interface entre le système de supervision et la base de données d’archives, ou la fonctionnalité ‘Terminal Server‘, qui permet, grâce à une fonctionnalité Windows, d’utiliser sur la même station plusieurs sessions PcVue. Dans un environnement tel que celui rencontré au LHC, cette fonctionnalité est très avantageuse en terme de souplesse d’utilisation et de déploiement, car le site est vaste et les ‘clients’ nombreux. Dans le but de faciliter le déploiement et de réduire les coûts d’exploitation des systèmes de supervision de process, PcVue supporte également l’environnement virtuel Vmware qui permet de faire fonctionner sur une seule machine plusieurs systèmes d’exploitation séparément les uns des autres comme s’ils fonctionnaient sur des machines physiques distinctes. Ce procédé de virtualisation remplace ainsi plusieurs machines réelles réparties sur le site à superviser, qui sont généralement sous utilisées et rapidement obsolètes, contre un seul PC qui simule autant de machines virtuelles que nécessaire en allouant à chacune d’elle une partie de ses ressources.Par Marc Chabreuil