LLe 31 janvier, Emmanuel Macron, alors en visite d’État en Suède, déambulait entre les immenses infrastructures de l’ESS (European Spallation Source), à Lund, à l’extrême sud du pays. Cette installation de recherche scientifique en construction, qui devrait devenir la Source de neutrons la plus puissante au monde, est cofinancée par la France, aux côtés de 12 autres pays européens. Des étoiles plein les yeux mais une voix grave, le président de la République a plaidé pour une Europe de l’industrie et de l’énergie « plus audacieuse » et « moins régulée ».
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Et, quand, moins de trois mois plus tard, on suit ses traces, on comprend mieux son étonnement face à une telle infrastructure de recherche. Tout d’abord par sa taille, puisqu’il s’étend sur près de 75 hectares. Par son accélérateur de protons de 600 mètres de long, où les particules sont propulsées à une vitesse proche de celle de la lumière, puis projetées sur une cible en tungstène de 6 000 tonnes, qui permet l’explosion d’atomes et la libération de neutrons. Mais surtout par ses ambitions.
Explorer la matière noire, lutter contre les maladies et optimiser les batteries
« Notre Source de neutrons permettra aux chercheurs de faire des avancées significatives en physique fondamentale en leur donnant par exemple la possibilité d’explorer la matière noire », s’enthousiasme Helmut Schober, son directeur général. En santé, cela permettra d’améliorer nos connaissances sur certains virus pour mieux les combattre. Dans le secteur de l’énergie, il permettra d’étudier les piles à combustible et les batteries pour optimiser leur efficacité… Pour les industriels aussi, c’est un enjeu clé, car les neutrons sont d’excellents détecteurs de faiblesses des matériaux produits ».
Bref, ces illustrations ne sont que quelques exemples parmi d’autres, car les faisceaux de neutrons peuvent intéresser bien d’autres chercheurs, Comme les archéologues, qui pourront venir avec leurs fossiles pour les analyser et retracer leur origine sans les endommager. Les chercheurs en quantique pourront, quant à eux, tenter de percer les mystères du monde encore méconnu qu’ils étudient, notamment pour développer l’informatique de demain.
Mais pourquoi les neutrons sont-ils de si bons explorateurs de la matière ? Ne portant aucune charge électrique et n’ayant que de faibles interactions avec la matière, ces particules ont un grand pouvoir pénétrant et sont donc d’excellents observateurs des objets avec lesquels elles interagissent, dont certains atomes légers, comme l’hydrogène. , qui ne sont pas visibles dans un temps allant de la picoseconde (un millième de milliardième de seconde) à la microseconde (un millionième de seconde).
Une « bête de course »
Face aux promesses d’un tel projet, il est impossible pour la France, qui possède l’une des communautés scientifiques les plus aguerries dans ce domaine, de ne pas en faire partie. Ainsi, le CEA et le CNRS participent activement à la construction de 70 % de la longueur de l’accélérateur et à la fourniture de 5 des 15 premiers instruments que l’ESS accueillera pour lancer ses expériences.
«Nous sommes en train de construire une bête de course», estime Marie-Hélène Mathon, responsable de l’infrastructure de recherche en sciences des matériaux du CEA et représentante de la France au conseil d’administration de l’ESS, tout en regrettant le retard du projet. « Nous espérions avoir nos premiers neutrons en 2019. A terme, ce ne sera pas avant 2025-2026. »
Mais ce qui inquiète particulièrement la communauté scientifique française, c’est la perte progressive des sources souveraines de neutrons. « La France concentrait 10 % des capacités mondiales en 2015. Ce chiffre devrait passer à 1 % en 2033… » regrette-t-elle.
En effet, le réacteur de recherche Orphée, inauguré en 1980 à Saclay, qui fournissait un faisceau de neutrons dédié à l’étude de la matière condensée, a été définitivement fermé en 2019. « C’était notre Source nationale de neutrons, elle contenait 22 instruments de recherche et nous permettait de cultiver l’excellence française dans ce domaine », insiste le chercheur du CEA. Ce dernier déplore un choix qui est moins une question de performance qu’une volonté de dénucléariser Saclay et de concentrer les investissements sur le projet européen des neutrons. « C’était un instrument clé à la fois pour la recherche et pour l’industrie française. »
Pénurie de neutrons en France
Comme une mauvaise nouvelle n’arrive jamais seule, l’Institut Laue-Langevin (ILL), Source de neutrons européenne basée à Grenoble, fermera également ses portes entre 2030 et 2033. Il offrait jusqu’alors les faisceaux de neutrons les plus intenses au monde et une quarantaine instruments scientifiques de haute technologie dans le but de réaliser des recherches d’excellence.
«C’était notre dernière Source disponible en France. Après sa fermeture, nous serons totalement dépendants de l’ESS», craint Marie-Hélène Mathon, soulignant au passage que l’Allemagne, le Royaume-Uni et la Suisse conservent leur souveraineté. Sans parler des progrès des capacités américaines et asiatiques en matière de production de neutrons…
Nous n’avons plus rien en France pour former nos scientifiques et maintenir nos compétences en neutronique.Marie-Hélène Mathon, responsable des infrastructures de recherche en Sciences des matériaux au CEA
Et l’ESS ne pourra pas absorber cette pénurie de neutrons. « C’est bien d’avoir des sources de forte puissance comme celle de l’installation suédoise, mais nous n’avons plus rien en France pour former nos scientifiques et entretenir nos compétences en neutronique, répondre aux besoins de nos industriels et éclaircir nos thèmes de recherche par des expériences préparatoires. Nous avons besoin d’une Source à petite ou moyenne portée. »
La communauté scientifique française en neutronique, qui compte pas moins de 1 500 chercheurs et 300 laboratoires, joue sa dernière carte, « ICONE ». Imaginé par le CEA et le CNRS, ce projet consiste à construire une Source accessible – 150 millions d’euros, contre les 3,7 milliards d’euros de l’ESS – et compacte, qui s’insérerait dans un bâtiment de 70 mètres carrés, dont chaque élément ( accélérateur, cible, etc.) seraient dopés pour maximiser la production de neutrons.
Le projet a été soumis au ministère de l’Enseignement supérieur, de la Recherche et de l’Innovation. La décision de construire ou non cette Source nationale devrait être prise en 2025. Un avis favorable permettrait la production des premiers neutrons début 2030, selon Marie-Hélène Mathon : « J’espère que les autorités prendront conscience de l’importance de cette Source souveraine. projet… Nous ne devons pas devenir les grands perdants dans la course aux neutrons. »
