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Synchrotron : une modernisation à plus de 300 M€

Isère le 17 juillet 2015 - Laurent Marchandiau - Sciences, Santé, Environnement - article lu 436 fois

Synchrotron : une modernisation à plus de 300 M€
ESRF - Le préfet de l'Isère Jean-Paul Bonnetain (à gauche) en compagnie de Francesco Sette, directeur général de l'ESRF.

Troisième pas sa taille, premier au niveau de sa production scientifique et deuxième par son nombre d'utilisateurs. Implanté sur la Presqu'Île grenobloise, le Synchrotron fait partie du trio de tête des microscopes de l'infiniment petit les plus performants au monde. Une position qu'il compte conforter avec son programme Upgrade de 330 M€ initié en 2009 et dont la première phase s'achève cette année.

Francesco Sette a de quoi se réjouir. Le directeur général de l’European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), l’un des rares équipements de recherche de ce type au monde, vient d’amorcer la phase II de son programme Upgrade initié en 2009 visant à conforter la place de leader mondial de l’ESRF, de repousser les limites de la science des rayons X, de stimuler l’innovation et d’apporter les moyens nécessaires à l’étude du nanomonde.

C’est dans ce cadre que le préfet de l’Isère Jean-Paul Bonnetain à visiter cette infrastructure de pointe le 10 juillet dernier saluant l’impact économique de l’ESRF qui compte plus de 100 entreprises partenaires et 30 % de recherches liées à des partenariats industriels. Il faut dire que l’investissement afin de moderniser le synchrotron est énorme. 330 M€ répartis en deux phases successives, la première de 180 M€ étalée sur six ans (2009 à fin 2015) ayant permis la construction de 19 lignes de lumières expérimentales, d’un hall de 8000 m² et d’améliorer les équipements existants.

Depuis mai, la dernière étape, la plus importante en soi, a été lancée. D’une durée de sept ans (2015-2022) pour un investissement de 150 M€, elle représente un véritable challenge technologique avec la construction, au sein de la structure existante, d’une nouvelle source de rayonnement synchrotron, 100 fois plus puissante que celle actuelle. De nouvelles lignes de lumière ainsi qu’un programme d’instrumentations et une stratégie renforcée de « big data », viennent s’ajouter à cette phase déterminante pour cet équipement européen. « La construction de cette nouvelle source de lumière, à partir d’une infrastructure existante, permettra à l’Europe de conforter son positionnement stratégique dans le domaine de la science et de l’innovation, avec un important retour sur investissement et un impact minimal du chantier sur le programme scientifique », souligne Francesco Sette.

Explorer le nanomonde

Inauguré en 1992, le Synchrotron fait partie des accélérateurs de particules. Avec une circonférence de 844 m, il se classe parmi le trio de tête des équipements de ce type dans le monde, derrière le japonais Spring-8 (1,4 km de diamètre) et l’APS américain (1 km de diamètre.) À la différence des collisionneurs comme celui du CERN à Genève, les synchrotrons agissent comme des microscopes surdimensionnés afin d’étudier la matière à très petite échelle. À ce titre, la lumière naturelle s’avère insuffisante, il est donc nécessaire d’avoir une source de lumière ultra puissante générée par des rayons X.

Afin de l’obtenir, le synchrotron chauffe un filament électrique émettant un faisceau d’électrons qui est ensuite accéléré dans un anneau de 300 m de diamètre pour atteindre à 99,99 % la vitesse de lumière. Les électrons sont ensuite introduits dans l’anneau de stockage et déviés par différents types d’aimant vers les 43 lignes de lumière qui le compose. C’est précisément cet anneau qui va faire l’objet de travaux avec le remplacement des 32 cellules, chacune disposant de 14 chambres à vide (7 actuellement), de 31 aimants (contre 19 aujourd’hui) ainsi que de 10 aimants correcteurs et 10 moniteurs de position.

Dans la pratique, le champ d’application du Synchrotron est multiple allant de la recherche  biologique (30 % de l’activité du Synchrotron), à l’observation de la matière sous toutes ses formes qu’à l’archéologie, l’imagerie…

Laurent Marchandiau



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