Accueil > Société | Par Jean-Claude Oliva | 1er septembre 1999

Les multiples rayonnements de SOLEIL

Nombreux sont ceux qui ont entendu parler du projet "Soleil" pour la première fois (1) avec le tollé suscité par la décision de Claude Allègre d’abandonner ce grand équipement scientifique. De quoi s’agit-il ?

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Soleil (2) est un projet qui consiste à construire une machine de troisième génération produisant un rayonnement Synchrotron. C’est-à-dire un rayonnement électromagnétique comme la lumière visible ou les ondes radios. Sa particularité est de couvrir une très large gamme d’ondes, des micro-ondes aux rayons gammas, en passant par l’infra-rouge, la lumière visible, l’ultra-violet et les rayons X. Plus la longueur d’onde est courte, plus on peut voir de détails dans l’objet observé, plus on se déplace vers l’infiniment petit et on pénètre la structure intime de la matière.

Le vaste domaine de longueurs d’ondes disponibles offre des applications nombreuses et variées dans différents champs de recherche.

Ce rayonnement synchrotron est émis par des électrons de grande énergie, accélérés à une vitesse proche de celle de la lumière et déviés : pour les machines de 2e génération : par le champ magnétique d’aimants de courbure. Les électrons sont ainsi forcés de suivre une trajectoire circulaire tangentiellement à laquelle ils émettent le fameux rayonnement. Ces conditions sont réunies dans des accélérateurs circulaires.

Une recherche fondamentale à maintes applications

Dans les sources de 3e génération, les aimants de courbure sont remplacés par des onduleurs qui produisent un faisceau de lumière synchrotron un million de fois plus brillant que les sources de 2e génération. La brillance est le paramètre scientifique qui donne la mesure des performances pour ce genre de machines. A titre de comparaison, la source Soleil serait mille milliards de fois plus brillante que les tubes à rayons X. Ce haut flux de rayonnement permet l’étude d’échantillons de matière à de très faibles concentrations et pendant une durée extrêmement réduite d’où, là encore, de nouvelles possibilités d’utilisation.

Le rayonnement synchrotron (RS) fournit des sondes pour "voir" la matière inerte ou vivante : atomes, molécules, solides minéraux, organiques ou biologiques, surfaces, etc. Cela touche la recherche fondamentale en physique, en chimie, en physico-chimie, en sciences de la vie, en sciences de la Terre, etc.

En biologie, par exemple, le RS permet de déterminer la structure en trois dimensions des protéines, d’organites cellulaires comme les ribosomes ou encore de virus. Cette technique a pu être utilisée pour l’étude d’une région très localisée où s’effectue l’entrée du virus du sida dans les lymphocytes humains.

Ou encore pour découvrir la structure du virus de la langue bleue, une maladie des bovins, qui est l’assemblage le plus complexe jamais révélé à l’échelle atomique. Avec Soleil, il serait possible d’obtenir des informations en un temps très court de l’ordre du millionième de millionième de seconde (dix puissance moins douze secondes) ce qui permet de suivre l’évolution des réactions biologiques. Ce type d’informations est également précieux pour l’industrie pharmaceutique qui a besoin d’établir la structure en trois dimensions de nouvelles molécules et de tester leurs interactions avec des systèmes biologiques. Aussi, à côté des travaux fondamentaux, le RS peut être largement utilisé pour la recherche appliquée et industrielle.

Il était d’ailleurs prévu que 10 % des capacités de Soleil soient affectées à la recherche industrielle. Au Japon, les installations de RS sont utilisées pour la micro-fabrication d’objets métalliques. D’où des enjeux proprement industriels dans des domaines de pointe en forte croissance et l’intérêt d’installations nationales de ce point de vue. Il faut enfin mentionner des applications directement médicales, en imagerie coronarienne ou même le traitement de tumeurs cérébrales.

Optimiser l’utilisation des machines européennes

Actuellement, il y a dans le monde 70 installations de RS en exploitation ou en projet. Une seule installation européenne, l’ESFR (European synchrotron radiation facility) se trouve en France, à Grenoble.

Dans son rapport sur l’avenir du rayonnement synchrotron en France (perspectives à 20 ans) Yves Farge notait en décembre 1998 : "la France est sous-équipée par rapport à l’Allemagne, les Etats-Unis, le Japon, l’Italie et la Suède, et bientôt la Suisse, pour les machines de 3e génération."

Ses conclusions étaient sans appel, Diamond, le projet britannique de 3e génération remplaçant une source de 2e génération, est à l’avance saturé par les besoins prévisibles de la communauté scientifique britannique : "En aucun cas les machines existant en Europe ne peuvent satisfaire les besoins qualitatifs et quantitatifs des chercheurs français.

Il faut donc construire la nouvelle machine." Le rapporteur recommandait en même temps d’"optimiser l’utilisation des machines européennes". Recommandations que Claude Allègre n’a pas suivies. n J.-C. O.

1. Nos lecteurs ont déjà pu lire l’article de François Perinet, "des débats autour de Soleil" dans Regards N°22 (mars 97).

2. SOLEIL : Source optimisée de lumière à énergie intermédiaire de LURE. LURE est le Laboratoire d’utilisation du rayonnement électromagnétique existant actuellement sur le campus d’Orsay.

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