Les Bretons ont besoin de Soleil

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janvier 2010
Chaque cabine d’expériences a sa particularité, selon le type d’échantillon à analyser (photo 1 ligne Swing adaptée à l’étude de matériaux mous) et la gamme d’énergie utilisée (photo 2 des rayons X durs sur la ligne Cristal).
© SOLEIL-Kervel-Anne de Henning

L’accès à de grands équipements scientifiques est indispensable pour mener certaines expériences. Chimistes et physiciens bretons fréquentent le synchrotron Soleil depuis son ouverture début 2008.

Le synchrotron Soleil rayonne à Saint-Aubin, sur le plateau de Saclay (Essonne), depuis 2008 (lire article ci-contre). Complémentaire de l’équipement grenoblois, il est aussi plus accessible aux chercheurs bretons et répond particulièrement à leurs besoins pour les expériences dites “aux petits angles”, par exemple.

Les Bretons fréquentaient déjà les équipements de la région parisienne, du temps du Lure(1). Les premiers contacts avaient été pris en 2004 par Werner Paulus, chimiste de l’Université de Rennes 1. « Il en a eu l’idée car en Allemagne, dont il est originaire, les universités sont beaucoup plus associées aux grands instruments qu’en France, où ils sont souvent implantés dans les grands organismes de recherche, explique Anne-Yvonne Cozic, de la direction développement économique, enseignement supérieur, recherche et innovation à Rennes Métropole, signataire de la première convention. Mais il a quand même fallu deux ans pour arriver à la signature. Ça n’a pas été facile de faire passer l’idée d’acheter du matériel situé hors du territoire. » L’acharnement se révèle payant. Aujourd’hui, l’utilisation du synchrotron Soleil est inscrite dans le contrat de projet État-Région (un million d’euros pour sept ans) auquel participe Rennes Métropole. Chercheur à l’Institut de physique de Rennes, Franck Artzner a été l’un des premiers utilisateurs bretons de Soleil. Il travaille à la création de nouveaux matériaux. Ses éléments de base sont l’actine (une protéine naturelle qui constitue les muscles) et des quanta dots, des nanoparticules qui émettent de la lumière.

Fibrilles de cellulose sur une fibre de lin. Ce cliché a été obtenu suite aux expériences du laboratoire Matériaux de l’université de Lorient sur Soleil.
© DR

Des nouveaux lasers

« L’organisation de ces matériaux leur confère des propriétés physiques nouvelles pouvant déboucher sur de nouveaux lasers. Les études réalisées à Soleil nous ont permis de comprendre l’origine de ces propriétés et de développer de nouveaux composants. »

Les équipes du laboratoire LimatB(2) dirigé par Yves Grohens, à l’Université de Bretagne sud, à Lorient, ont aussi mené deux expériences à Soleil. La première concernait le développement de biofilms par des bactéries. La seconde portait sur l’analyse de la déformation de fibres de lin (suivi de la réorganisation des fibrilles de cellulose, identification de la traction irréversible). Une demande pour une troisième série d’expériences est actuellement en cours. Les chercheurs lorientais veulent comprendre la structure intime de la paroi des cellules de plantes, en suivant l’organisation de différents substrats. « Nous travaillons sur des couches ultraminces, de quelques nanomètres d’épaisseur. Le fait de travailler sur très peu de matière est un facteur limitant pour les appareils de laboratoires. C’est là que toute la puissance de Soleil se révèle. Nous voulons identifier les points d’accroche puissants entre les divers composés pour pouvoir ensuite les imiter et faire des biocomposites. »

L’archéologue Guirec Querré n’a pas encore goûté au grand frisson de Soleil. Il utilise plutôt l’accélérateur de particules du musée du Louvre, dédié à l’analyse d’objets d’art et d’archéologie qui demandent des conditions de manipulations particulières. Mais il connaît bien le synchrotron de Saclay. Il fait partie d’un des comités de programme(3) qui sélectionnent les projets et a participé à la création de la plate-forme dédiée aux matériaux anciens Ipanema, qui sera adossée à Soleil, « pour inciter la communauté des archéologues à utiliser des outils que les physiciens utilisent en routine. » Guirec Querré compte quand même passer un jour du côté des utilisateurs : sur un coin de son bureau, quelques perles en variscite gardent encore le secret de leur enfouissement. Soleil aidera-t-il le chercheur à y voir plus clair ?

48h de Soleil : histoire d’une manipulation

La sélection des projets : soumis 6 à 8 mois à l’avance, ils sont sélectionnés par un comité de programme composé d’experts internationaux.

Le jour J : 48h pour agir ! Le faisceau synchrotron est, en moyenne, disponible par phases de trois fois deux jours pour les utilisateurs. Ceux-ci viennent par équipe de quatre à cinq personnes et s’organisent en 3x8.

La phase de réglages : le montage de l’expérience commence par l’installation de l’échantillon à analyser : liquide, solide, sous forme de cristaux… et l’étalonnage. Cette étape peut prendre entre 8 et 12 heures. Les chercheurs utilisateurs sont encadrés par un scientifique de Soleil.

L’expérience : les chercheurs arrivent avec un gros stock d’échantillons, préparés dans différentes conditions. « On gère les priorités, puis quand il reste du temps, on peut aller plus dans le détail, à la recherche du bon cliché. Je compare l’ambiance à celle d’un bateau par mer agitée. Tout va très vite. Il faut prendre les bonnes décisions pour arriver à bon port », explique Franck Artzner, de l’Institut de physique de Rennes (lire ci-dessus).

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Nathalie Blanc

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