Le large spectre de Soleil

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janvier 2010
La puissance du synchrotron Soleil est de 2,75GeV.
© SOLEIL-C. Kermarre

Source française de rayonnement synchrotron, Soleil étend sa lumière de l’infrarouge aux rayons pour une grande variété d’applications.

Un simple vernis à huile comme celui utilisé par les peintres. La nouvelle, révélée dans les médias début décembre, peut paraître décevante, surtout si l’on ajoute qu’elle concerne des instruments aussi célèbres que les violons du maître Antonio Stradivari. Le suspense, vieux de trois siècles, vient de prendre fin après cinq années de travaux et des analyses réalisées par une équipe de la Cité de la musique en utilisant plusieurs techniques couplées, dont la microscopie infrarouge, disponibles au synchrotron Soleil.

Les autres jours, les chercheurs qui défilent sur le plateau de Saclay travaillent sur des sujets aussi variés, mais moins médiatiques, que le diagnostic précoce de maladies, les mécanismes de charge et décharge des batteries, l’élasticité d’une matière plastique sous pression, le phénomène de résistance mécanique à l’intérieur d’un grain d’or unique dans un film polymère...

Comme dans tout synchrotron, des particules chargées (ici des électrons) sont produites par le canon, accélérées dans un premier anneau, le booster, avant d’être envoyées dans l’anneau de stockage (ici 113m de diamètre, 354m de circonférence), dans lequel elles vont tourner durant des dizaines d’heures. C’est la lumière, que ces électrons de haute énergie émettent quand ils sont déviés par des champs magnétiques, qui est utilisée pour faire des analyses. Tout le spectre de la lumière, de l’infrarouge aux rayons X, et toutes les interactions possibles entre lumière et matière peuvent être utilisés.

Un soleil à 43 branches

Quarante-trois voies de sortie, capacité maximale de Soleil, ont été prévues. Vingt de ces laboratoires expérimentaux, ou “lignes de lumière”, sont construits à ce jour. Une quinzaine sont d’ores et déjà opérationnels et accessibles aux utilisateurs. Ceux-ci, environ 2 000 par an, se bousculent pour bénéficier des 5 500 heures par ligne qui leur sont allouées. « 67% du temps de faisceau est réservé à des projets issus d’utilisateurs français, européens, voire au-delà, et évalués par des comités de programme internationaux », explique Michel van der Rest, le directeur général de Soleil. Le reste se répartit entre la maintenance et le développement de l’équipement (18%), les accès payants pour des industriels soucieux de la confidentialité (10%) et les accès dits rapides, pour des bouclages, par exemple (5%).

« De la photo au film »

« Par rapport à ce que l’on peut faire en laboratoire, Soleil représente le passage de la photo au film », explique Yves Grohens, directeur du laboratoire LimatB à Lorient (lire ci-contre). Pour son collègue rennais Franck Artzner : « Une expérience qui prend 24h au laboratoire ne dure que 100 millisecondes avec Soleil ! » On comprend leur engouement.

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Nathalie Blanc

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