EXE CEA JOURNAL42 - CEA Saclay · comme l’a qualifiée Robert Aymar4, le direc-teur général du...

Assemblage du détecteur interne del'expérience Atlas du LHC, en février2006. Les « trajectographes », icien cours de montage, permettentd’enregistrer les trajectoires desparticules issues des collisions.

éditoVingt et un partenaires du Plateau de Saclayont élaboré un projet ambitieux de campus, qui aété sélectionné par le ministère de la Rechercheet de l’Enseignement supérieur en juillet dernier,dans le cadre de l’Opération Campus.Je me réjouis du succès de cette initiative, quiapporte une nouvelle dimension au projet dedéveloppement du Plateau. Aux côtés de nospartenaires, nous avons travaillé avecdétermination pour finaliser un programmescientifique qui fondera la logiqued'aménagement de la frange sud du Plateau.Renforcer encore et toujours le potentiel derecherche et d’enseignement supérieur,

développer lesinfrastructures detransport,d’hébergement et delieux de vie, préservernotre environnement,telles sont les lignes deforce retenues pour bâtir

ce « cluster » du meilleur niveau mondial. Lacréation d'un établissement public rassemblanttoutes les parties devrait très vite constituer uneétape majeure de ce grand chantier présidentiel,en parallèle à la fondation de coopérationscientifique du Plateau de Saclay.

Le dossier du journal consacré au Large HadronCollider (LHC), le plus grand collisionneur departicules du monde, au CERN, près de Genève,montre à quel point le Plateau de Saclay estassocié à ce grand équipement. Certes lesinstallations expérimentales n’y sont paslocalisées mais les compétences sont bien là.

Avec sa formule renouvelée, le journal de Saclayambitionne de vous offrir une vue élargie desenjeux scientifiques et technologiques desrecherches menées dans le périmètre du centreCEA, en relation avec l’évolution du projet decampus de Saclay.

Quelle belle occasion de vous souhaiter à tousune excellente année 2009 !

Yves Caristan,Directeur du centre CEA de Saclay

DOSSIER LHC : l’accélérateur de science

2

BÂTIR UNCLUSTER DU

MEILLEUR NIVEAUMONDIAL

“”

es physiciens de l’élémentaire en sontconvaincus. La réponse à toutes leurs

interrogations se situe autour d’une énergiebien définie : mille GeV2 ! Le collisionneur departicules LHC3 a été construit pour atteindrecet objectif et pour la première fois dans l’his-toire de ces machines, les expériences du LHCsont également attendues avec fébrilité par lescosmologistes et les astrophysiciens. Cette for-midable « machine à faire des découvertes »comme l’a qualifiée Robert Aymar4, le direc-teur général du Cern, devrait en effet permettrede résoudre quelques énigmes relatives à l’ori-gine de l’Univers. Pourquoi notre monde est-iltel qu’il est ? Pourquoi les particules ont-ellesdes masses différentes ? De quoi est forméecette matière noire invisible qui « pèse » prèsd’un quart de l’Univers ? Ou encore, combienl’espace a-t-il de dimensions ? Pour recueillir des indices sur ces questionsfondamentales, il aura fallu construire unoutil hors normes et mobiliser pendant plus dedix ans près de cinq mille chercheurs, ingé-nieurs et techniciens dans le monde, dont leséquipes du Cern, du CEA et de l’Institut de phy-sique nucléaire et de physique des particules duCNRS (IN2P3).

Le plus grand frigo du mondeComment augmenter l’énergie d’un collision-neur ? Il faut porter la vitesse des particules àune valeur qui se confond de plus en plus avecla vitesse de la lumière et partage avec elle unnombre croissant de décimales.

Plus concrètement, l’énergie est communi-quée aux particules sous la forme de champsélectriques : à l’intérieur d’un anneau géant, lesparticules, porteuses d’une charge électrique,sont accélérées à chaque passage. Des champsmagnétiques les maintiennent sur leurs trajec-toires circulaires le plus longtemps possible.Par rapport à l’accélérateur de génération pré-cédente du Cern, le saut en énergie du LHC estaccompli grâce à l’utilisation de la supracon-ductivité5 qui permet de produire des champsélectriques et magnétiques bien plus intensesqu’avec des conducteurs classiques.

Le plus ambitieux accélérateur de particules du mondea été mis en service au Cern1 le 10 septembre 2008.Dédié à la « physique de l’élémentaire », cet observatoirede collisions enrichira également la physique nucléaire,la cosmologie et l’astrophysique.

1

2

l’accélérateurLHC :de science

L

© C

ERN

- L

AU

REN

T G

UIR

AU

D©

CER

N -

MAXI

MIL

IEN

BR

ICE

CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL

3

LHC : l’accélérateur de science DOSSIER

L’accélérateur se présente sous la forme d’uneenfilade de plus de six mille aimants supracon-ducteurs, disposés le long d’un anneau de prèsde vingt-sept kilomètres de circonférence, àcent mètres sous terre. Ces aimants doiventêtre maintenus à - 271,3 °C, une températureproche du zéro absolu (- 273,15 °C), ce qui faitdu LHC l’endroit le plus froid de la planète ! Unhuitième de son système de distribution cryo-génique constituerait déjà le plus grand frigodu monde...

Une fournaise de 100 000 soleilsDans le tunnel du LHC, des « paquets » de cen-taines de milliards de protons circuleront à l’in-térieur de deux « tuyaux » adjacents, dans lesmêmes conditions énergétiques mais en senscontraire. Ces deux tuyaux s’entrecroiseront endes points où seront provoquées des collisionsde protons d’une extrême violence. Certains deces chocs déploieront une énergie équivalenteà celle qui régnait dans l’Univers lorsqu’iln’était âgé que de quelques milliardièmes deseconde. Une fournaise équivalente à centmille soleils ! L’énergie ainsi libérée se matéria-

lisera en partie sous la forme d’éphémèresgerbes de particules élémentaires et de rayon-nement. Là où auront lieu les collisions, ont étéplacés quatre détecteurs pour lesquels ont étécreusées des « cavernes » géantes.

Détecteurs géantspour particules minuscules En effet, pour piéger les particules nées de cesénergies colossales, il a fallu voir grand etconstruire de véritables cathédrales technolo-giques capables d’enregistrer avec précision lepassage de ces bolides. Avec ses 46 mètres delong, ses 25 mètres de diamètre et ses septmille tonnes, Atlas le bien nommé est le plusimposant de ces détecteurs. Il pourrait à luiseul contenir l’Arc de Triomphe parisien ! Lestrois autres détecteurs, Alice, CMS et LHCbsont également imposants, avec une longueurvoisine de vingt-cinq mètres.Ces « observatoires de collisions » mesurerontles caractéristiques des dizaines de particulesnées de chacun des chocs : trajectoire, énergie,charge électrique, vitesse. Ces données, réso-lues dans le temps, pourraient conduire à la

1/ Alimentations cryogéniquespour les tests du LHC.

2/ Installation cryogénique dans le hallde montage du détecteur CMS.

3/ Premiers raccordements des aimantsde l’accélérateur (mai 2005).

3

© C

ERN

- M

AXI

MIL

IEN

BR

ICE

Le LHC devraitpermettre de résoudre

plusieurs énigmesrelatives à l’origine

de l’Univers

“”


découverte de particules jamais encore obser-vées. Des particules qui éclaireraient d’un journouveau les premiers instants de l’Univers.C’est pourquoi on parle quelquefois à proposdu LHC de machine à remonter le temps.

Atlas et CMS : deux détecteursdédiés au boson6 de HiggsComme autant de limiers sur les pistes d’unemême enquête, les détecteurs du LHC tiennentchacun un rôle particulier pour décrypter les« codes secrets » de la matière. La missionprioritaire dévolue à Atlas et à CMS consiste àtrouver le boson de Higgs. Cette particule a été« inventée » en 1964 par le physicien britan-nique Peter Higgs7 pour expliquer l'origine dela masse de toutes les particules de l'Univers.La découverte de ce boson, pour laquelle lesphysiciens du Fermilab, près de Chicago,

sont en concurrence avec ceux du Cern, para-chèverait le « modèle standard » (voir p.15), lathéorie qui intègre, depuis la fin des années1970, les connaissances actuelles dans ledomaine de la physique des particules. Si leboson de Higgs n’était pas trouvé au LHC, cemodèle théorique qui décrit le monde à l’aided’une douzaine de particules élémentaires etde quatre interactions, serait remis en cause.

LHCb : où est passéel’antimatière ?Par ailleurs, les chercheurs vont tenter, grâceà l’expérience LHCb, de trouver où est passéel'antimatière, présente au moment du BigBang en quantité égale avec la matière. Lorsquel'énergie se transforme en matière, apparaîtune paire constituée d’une particule et de son« antiparticule », c’est-à-dire une particule entous points semblable mais de charge élec-trique opposée, notamment. Lorsque ces deuxparticules entrent en collision, elles s'annihilentmutuellement en un éclair d'énergie. Lalogique voudrait que matière et antimatièrecoexistent en quantités égales dans l'Univers,

alors qu’en réalité, l'antimatière y est rare. Ledétecteur LHCb a été conçu pour percer cemystère.

La « soupe » d’AliceLe détecteur Alice, quant à lui, s'intéressera auxcollisions de particules beaucoup plus lourdesque les protons (ions8 de plomb), pour récréer,le temps d'un éclair, la « soupe » primordiale dequarks et de gluons qui formait la matièredurant les premières microsecondes del'Univers, juste après le Big Bang. La matièreétait alors dense et chaude. En se refroidissant,des particules (quarks) se sont agglutinées enprotons, neutrons et autres particules compo-

sites. Le LHC fracassera des ions de plomb lesuns contre les autres dans le détecteur Alice,générant des températures cent mille fois plusélevées que celle du centre du Soleil, de l’ordrede plusieurs milliers de milliards de degrés. Cescollisions libéreront les quarks de leur« gangue »9. Les chercheurs pourront alorsobserver comment ces quarks libérés s'agglu-tinent de nouveau pour former de la matière.

Après le web, la grille…Il restera à trier et analyser les événements nésde ces millions de collisions par seconde, quireprésentent quinze millions de gigaoctets dedonnées recueillies chaque année, soit l'équi-valent d'une pile de cédéroms de vingt kilomè-tres de haut. Là encore, pour exploiter cette

4


4

Après un démarrage réussi le 10septembre dernier, la machine a dû êtrearrêtée en raison d’un incident survenu surun des aimants de l’accélérateur. Le Cernprévoit un redémarrage à l’été 2009. Il estdans la nature même de projets de cetteenvergure de connaître de telles difficultés.Au niveau le plus haut de ce que lascience et la technique peuvent produire,le risque zéro n’existe pas, surtout lorsquesont mis en œuvre, pour la première fois,d’innombrables sous-ensembles, à la foistrès complexes et très interdépendants…

Le parcoursd’obstacles de la montéeen puissance du LHC

4/ Aimant de l’expérience LHCb.Cette expérience vise à élucider lemystère de la quasi-disparition del’antimatière dans l’Univers.

5/ Premières collisions dans CMS,le 10 septembre 2008.

6/ Les constituants de la matière,selon le « modèle standard ».

Une remise en causepossible du modèlethéorique qui décritle monde

“”

© CERN - PETER GINTER


5

6

en b

ref..

.

pléthorique moisson scientifique, le LHC ainnové en créant « la grille ». Il s’agit ni plus nimoins du plus grand supercalculateur virtueldu monde, infrastructure de calcul planétaire,réunissant la capacité de milliers d’ordinateursindividuels. Ainsi, onze grands centres répar-tiront l'information brute à deux cents sites àtravers le monde, qui la stockeront et l'analy-seront. Rappelons que c’est au Cern que futinventé dans les années 1990 le World WideWeb, combinaison d’Internet et du systèmepermettant d’y lier des documents, afin d’aiderles chercheurs à échanger des informations. Lagrille est peut-être une préfiguration de l’infor-matique du futur.

Une lente montée en puissanceLe LHC devrait atteindre sa vitesse de croisièreen 2010. Aussi les premières découvertes duLHC, notamment celle du boson de Higgs oude la mystérieuse matière noire, ne sont-ellespas attendues avant 2010 ou 2011. Qui sait ?Les physiciens se prennent à rêver que lesfutures découvertes du LHC se voient confir-

mées un jour par d’autres grands instrumentscomme le télescope Hess ou l’expérience sou-terraine Edelweiss qui traquent chacun à leurmanière la matière exotique ! Aristote définissait la science comme une façonde passer d’un étonnement à un autre. Quelleque soit la moisson du LHC, cette définitions’applique parfaitement à ce que l’hebdoma-daire Newsweek avait qualifié en couverturede « plus grande expérience jamais conduite »,en ajoutant « et elle est européenne ». En cedébut de XXIe siècle, elle devrait nous per-mettre d’en savoir un peu plus sur un universdont la matière visible – ce que nous voyons –n’est qu’un pâle reflet.

Laurent Lemire


LHC, machinedes records

1/ CERN : organisation européenne pour la recherchenucléaire. Le CERN est situé près de Genève, à lafrontière franco-suisse.2/ L’électronvolt (eV) est défini comme l'énergiecinétique d'un électron accéléré depuis le repos parune différence de potentiel d'un volt. Il vaut environ1,6X10-19 joule. Un GeV (gigaélectronvolt) est égal àun milliard d’eV.3/ Large Hadron Collider : grand collisionneur dehadrons. Un hadron est une particule formée de quarkssoudés par des gluons. Le proton est un hadron.4/ Robert Aymar a été directeur des sciences de lamatière au CEA de 1990 à 1994.5/ Phénomène par lequel certains matériaux voient leurrésistance électrique tomber à une valeur proche de zéroà basse température. 6/ Boson : particule fondamentale ou atome obéissant àla statistique de Bose-Einstein. Les photons et les atomesd’hélium sont des exemples de bosons.7/ D’autres chercheurs ont participé à ces travaux(Engelt, Brout, Guralnik, Hagen, Kibble).8/ Atome dépouillé d’une partie de ses électrons.9/ En dehors de ces conditions extrêmes, il n’est en effetpas possible de séparer les quarks qui composent chaqueneutron et chaque proton.

Circonférence26,659 km à 100 mètres sous terre.

Température de fonctionnement-271,3 °C. Le LHC consomme 120 tonnesd’hélium, en circuit fermé, pour maintenirses aimants à température.

Vitesse des protons0,999999991 fois celle de la lumière.

Nombre de collisions600 millions de collisions par seconde.

Énergie maximale14 TeV (millions de millions d’électronvolts),soit 7 TeV par faisceau. Chacun des deuxfaisceaux de protons aura une énergie totaleéquivalente à un TGV lancé à 150 km/h.

Durée de vie du faisceau de particules10 heures, parcourant plus de 10 milliardsde kilomètres ou deux fois la distance Terre-Neptune.

Données recueilliesLes données enregistrées par chacune desquatre expériences du LHC représententquelque 15 000 000 gigaoctets par an, soitl’équivalent de 100 000 DVD chaque année.

Coût3,8 milliards d’euros pour ce projet auquel ontcontribué les pays européens mais aussi lesEtats-Unis, l’Inde, la Russie et le Japon. Il s’agitplus précisément du coût de construction del’accélérateur (hors détecteurs). Il est du mêmeordre de grandeur que celui du démonstrateurde fusion nucléaire Iter (Cadarache).

Consommation énergétiqueEnviron 120 MW (230 MW pour tout le Cern),soit à peu près la puissance consommée parl’ensemble des ménages du canton de Genève.La facture énergétique annuelle est de19 millions d’euros par an.

ÉquipesEnviron 5 000 scientifiques ont collaboréau LHC dans 500 instituts de recherche.

5

© C

ERN

© C

ERN

/ PET

ER C

RO

WTH

ER


6


La physiqueà l’épreuve du LHCEn véritables pionniers, les physiciens théoriciensélaborent très en amont divers concepts que lesexpériences du LHC vont arbitrer.

u cours de la seconde moitié du XXe siècle,les « conquérants du minuscule » que sont

les physiciens des particules ont accompli desprogrès spectaculaires. Voilà déjà plus detrente ans, ils ont mis sur pied leur « modèlestandard », qui a fait montre d’une remar-quable robustesse et d’une très grande cohé-rence. À ce jour, aucune expérience n’estparvenue à mettre ses prédictions en défaut.

Des questions en suspensLa messe est-elle dite pour autant ? Non, pourau moins deux raisons. La première tient à ceque des questions de plus en plus pressantesdemeurent sans réponse claire. Certaines pro-viennent du modèle standard lui-même : d’oùvient que les particules ont une masse ?D’autres proviennent de l’astrophysique : quelssont les « objets » constitutifs de la matièrenoire, qui semble agir gravitationnellement sur

les galaxies mais n’émet ni n’absorbe aucunelumière ? D’autres encore surgissent de la miseen relation de la physique des particules et dela cosmologie : qu’est-il advenu de l’antima-tière présente dans l’Univers primordial ?

Un cadre conceptuel à renouvelerLa seconde raison tient à ce que le modèle stan-dard ne saurait constituer l’ultime théorie, lafin de l’histoire. D’abord parce qu’à très petitedistance, ses principes entrent en collision lesuns avec les autres, de sorte que les équationsne fonctionnent plus : c’est l’indice qu’un nou-veau cadre conceptuel devient nécessaire pourdécrire les phénomènes qui se sont déroulés àplus haute énergie, dans l’Univers primordial.Ensuite, parce qu’il laisse à la marge la qua-trième force, la gravitation, décrite par la rela-tivité générale. Comment l’intégrer ? Ou, si onne peut pas l’intégrer, comment construire un

cadre synthétique permettant de décrire àla fois la gravitation et les trois autres forces(électromagnétique, nucléaire faible, nucléaireforte) ? L’affaire s’avère fort délicate, carl’espace-temps de la physique des particules estplat et rigide tandis que celui de la relativitégénérale se montre... souple et dynamique !

Les conjecturesau contact du réelDes physiciens tentent de relever tous cesdéfis. Ils osent des hypothèses, avancent desconjectures. Certains envisagent par exempleune « super-symétrie » qui nous serait restéecachée, d’autres imaginent l’existence dedimensions supplémentaires d’espace-temps.Mais de ces nouvelles théories nous n’avonsencore nulle preuve concrète. Or, jusqu’ànouvel ordre, la physique demeure une scienceexpérimentale : ses hypothèses, ses concepts,ses équations ont besoin de tests qui les met-tent en contact avec le réel. C’est là tout l’intérêt du LHC : les données expé-rimentales inédites qui seront obtenues grâceà lui mettront au pied du mur les conjecturesaudacieuses de théoriciens : certaines finirontpar mourir, d’autres seront encouragées, voirevérifiées. À coups d’immenses gerbes de parti-cules, la nature s’apprête à faire le ménagedans le champ des idées.

Etienne Klein

2

1

1/ Peter Higgs a donné son nom au « boson »(ou particule) qui confère de la masse aux autresparticules. Produire le boson de Higgs est lamission la plus médiatisée assignée au LHC.

2/ Simulation numérique d’un événementimpliquant le boson de Higgs dans Atlas.

A

© C

ERN

- C

LAU

DIA

MAR

CEL

LON

I

© C

ERN

- J

. PEQ

UEN

AO



7

Montage du détecteur Alice. Cette expérience a pour butd’étudier comment s’assemblent les composantes des

neutrons et des protons (quarks et gluons).

Journal de Saclay : Quelle est la

participation de l’Irfu dans le LHC ?

Philippe Chomaz : L’institut s’est impliquésans faiblir tout au long du projet, d’abord dansla définition de la machine et des détecteurs,ensuite dans la construction de l’accélérateuret de trois des quatre grands détecteurs duLHC : Alice, Atlas et CMS. Nous avons égale-ment apporté nos compétences dans lesdomaines du traitement des données et de l’ar-chitecture informatique, notamment dans l’éla-boration de la grille de calcul. Enfin, nousparticipons à la phase actuelle de démarrageet d’extraction de la physique des signaux enre-gistrés. Dans la phase de construction de 1995à 2008, environ la moitié des effectifs de l’ins-titut a été, de près ou de loin, impliquée dansce projet, soit l’équivalent d’une centaine depersonnes à temps plein.

Comment se situe cette activité par

rapport aux missions de l’institut ?

Ph.C. : La construction et l’exploitation duLHC sont en parfaite adéquation avec les mis-sions essentielles de l’institut : la compréhen-sion des lois fondamentales de l’Univers. Levolet construction a pu être mené à bien grâceà un incroyable effort d’innovation et de déve-loppement technologique. Il faut souligner

que l’Irfu n’est pas seulement un institut dephysique fondamentale mais aussi une plate-forme de développement de haute technologie.Sans une étroite collaboration avec les entre-prises partenaires, nous n’aurions pu mener àbien les réalisations technologiques de pointedu LHC. En retour, les industriels ont très sou-vent dû acquérir des compétences et des équi-pements nouveaux, qui ont renforcé leurcompétitivité dans leur domaine d’activité.Quand on sait qu’un euro investi par l’État fran-çais pour le LHC a produit près de deux eurosde contrats industriels en France, on mesurel’impact économique d’un grand équipementde recherche fondamentale comme le LHC.

Quel bilan collectif et quel regard

personnel tirez-vous de cette aventure

internationale ?

Ph.C. : Le LHC a été imaginé il y a un quart desiècle ; la construction a commencé il y a unequinzaine d’années ; l’exploitation de cettemachine ne fait que commencer, mais dureradix, quinze ans... Un projet de cette ampleurrassemble hommes et femmes par-delà lesgénérations. Pour certains, elle aura rempli unevie professionnelle entière ! Pour tous, les dif-ficultés de l’entreprise s’effacent devant lafierté d’avoir pu construire une machine qui est

en soi un événement dans l’histoire deshommes. On pourrait aller jusqu’à parler d’unenouvelle mythologie, d’une anti-Babel mobili-sant des hommes de tous pays et de toutes cul-tures au service de la connaissance, parlant unseul langage, celui de la physique. Depuismon arrivée en août dernier à la tête de l’Irfu,je suis heureux de pouvoir servir une si belleaventure scientifique.

Saclay, Orsay, Palaiseau : ces trois communes du Plateau de Saclay forment un triangleimpressionnant pour ce qui concerne la recherche en physique des particules.L’Irfu à Saclay, le Laboratoire de l’accélérateur linéaire (LAL) et l’Institut de physiquenucléaire d’Orsay (IPNO), le Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR) à Palaiseau constituentune composante importante de la force française de recherche au service du LHC.Propos recueillis par Laurent Lemire et Sophie Astorg.

IRFUInstitut de recherche sur les lois fondamentales de l’UniversCEA. Effectif : 580 personnesPhysique des particules, physique nucléaire, astrophysique

Le Plateau de Saclay,haut lieu de la physiquedes particules

« Acteurs d’une nouvellemythologie, une anti-Babel »Interview de Philippe Chomaz, directeur de l’Institut de recherchesur les lois fondamentales de l’Univers (Irfu) du CEA.

© CERN - MAXIMILIEN BRICE


8


Journal de Saclay : Quelle est

la contribution du LAL au LHC ?

Guy Wormser : La contribution principaledu LAL est le « calorimètre électromagné-tique » d’Atlas. Ce détecteur d’électrons et dephotons mesure leur énergie et leur position.Jusqu’alors, ce type d’instrument étaitconstitué de plaques parallèles perpendicu-laires à la direction des particules incidentes.Pour répondre aux exigences du LHC (vitessede réponse, herméticité du détecteur), nousavons imaginé un calorimètre « en accordéon ».Quinze ans de travail et la mobilisation d’unecentaine de personnes ont été nécessairespour concevoir et réaliser cet instrument com-plexe, en collaboration avec d’autres labora-toires français (dont l’Irfu) et étrangers.

Nous sommes également impliqués dans l’ex-périence LHCb qui explorera les différencesentre matière et antimatière en étudiant uneparticule appelée « quark beauté ». Une denos spécialités est en effet la « physique dessaveurs », c’est-à-dire la physique propre auxdifférentes familles de particules élémentaires,quarks et leptons (voir tableau p.15).Un autre point important de notre participa-tion est le traitement des données grâce à lagrille de calcul.

Que retirez-vous de l’expérience de

votre participation au LHC ?

G.W. : Elle a permis d’asseoir la place du LALau premier plan dans le domaine de la phy-sique des particules et de ses technologies de

pointe. On s’aperçoit que lorsqu’on mobilisecomplètement un laboratoire sur un objectifdans la durée, ce qui fut le cas pour le LAL pen-dant quinze ans, les résultats sont à la hauteurdes enthousiasmes et des engagements. Le LHC nous a obligés à innover : en ce sens, ila déjà produit des retombées avant même samise en service ! Ainsi par exemple, la techno-logie d’un oscilloscope du commerce doit beau-coup au travail que nous avons fourni pour leLHC (à nouveau avec l’Irfu). Pour ce quiconcerne la physique, le LHC devrait dévoilerdes phénomènes nouveaux, en tous cas, c’estl’espoir que nous fondons tous. C’est un puissantstimulant pour inventer de « nouvelles physi-ques ». Une partie des physiciens du laboratoires’est d’ores et déjà projetée dans l’après-LHC.

« Le LHC a déjà produit desretombées technologiques ! »Interview de Guy Wormser, directeur du Laboratoirede l’accélérateur linéaire (LAL).

1/ Descente d’une partie dudétecteur Atlas, avant montage dansla « caverne » (février 2008).

2/ Installation du « tube à faisceau »du détecteur CMS (juin 2008).

2

1

LALLaboratoire de l’accélérateur linéaireUnité mixte CNRS, Université de Paris-sud 11Effectif : 340 personnesPhysique des particules, cosmologie et astrophysique

© C

ERN

- C

LAU

DIA

MAR

CEL

LON

I

© C

ERN


Montage d’Atlas (février 2008).


9

Journal de Saclay : Quelle est votre

contribution au projet LHC ?

Dominique Guillemaud-Mueller : L’IPNOest le seul laboratoire du CNRS impliqué direc-tement au niveau du collisionneur.En collaboration avec l’Irfu, il est intervenutechniquement à deux niveaux : sur les sectionsdroites « courtes » du tunnel et sur la thermo-métrie. Nous avons étalonné et calibré 6 500thermomètres répartis sur les 27 kilomètres del’anneau. Par ailleurs, nous sommes naturelle-ment très impliqués dans l’expérience Alice,notamment dans la construction du « brasdimuon ». C’est l’instrument qui permet dedétecter la présence d’une paire de particulessemblables aux électrons, mais beaucoup plusmassives : les muons.

Qu’est-ce que cela vous a apporté ?

D.G-M. : Tout d’abord, cela a permis au labo-ratoire de développer de nouvelles compé-tences, notamment sur la cryogénie et sur labasse température. Ensuite, nous avons dûexpérimenter une nouvelle façon de travailler,en ce qui concerne en particulier le suivi et lafabrication des instruments.

Comment envisagez-vous

la suite du LHC ?

D.G-M. : Comme nos collègues de l’Irfu, nousallons être associés à la montée progressive enénergie du LHC, en raison de notre expertisedans le développement d’accélérateurs de par-ticules. L’exploitation future du LHC va nousoccuper encore de nombreuses années !

« L’exploitation du LHC va nous occuperencore de nombreuses années ! »Interview de Dominique Guillemaud-Mueller,directrice de l’Institut de physique nucléaire d’Orsay (IPNO).

IPNOInstitut de physique nucléaire d’OrsayUnité mixte CNRS, Université de Paris-sud 11Effectif : 390 personnesPhysique nucléaire

© CERN - CLAUDIA MARCELLONI


10


Cristaux en tungstate de plomb du calorimètre électromagnétique deCMS. Voir « Un étalon à 100 000 fibres optiques », page 12.

Journal de Saclay : Quelle est votre

implication dans le LHC ?

Henri Videau : Nous avons collaboré, en par-tenariat avec l’Irfu, au calorimètre électroma-gnétique1 de l’expérience CMS, et plusprécisément, à la mécanique, à l’électroniqueet aux logiciels de ce détecteur. Nous avons enparticulier réalisé des sortes de « chaussettes »en fibres de verre et de résine, destinées àenserrer les cristaux du calorimètre. Il estintéressant de noter que cette innovation a étéreprise, avec succès, dans le télescope Fermi(voir p.18). L’électronique de déclenchement,quant à elle, s’est révélée d’une difficultéextrême, sa mise au point n’est d’ailleurs pasencore entièrement achevée. Enfin, notrecontribution logicielle consiste à sélectionner,parmi tous les signaux enregistrés par ledétecteur, ceux qui correspondent aux dépôtsd’énergie les plus significatifs.

Quel regard portez-vous sur cette

collaboration ?

H.V. : Le travail de construction a mobilisé unefraction importante des effectifs du laboratoirependant près de quinze ans et donnera dugrain à moudre aux physiciens encore pendantquinze ans au moins ! Le LHC a incontestable-ment « pesé » beaucoup plus lourdement sur leplan de charges des laboratoires impliqués

(Cern compris) que son prédécesseur le LEP.Chacun était à la limite de ses capacités, sans« réserve » pour les coups durs imprévus. Cettetension a rendu la gestion du projet un peustressante.

Qu’est-ce qu’un physicien des

particules ?

H.V. : Au cours de la phase de conception, lephysicien traduit ses besoins en termes de spé-cifications techniques, grâce notamment à dessimulations numériques.Il participe ensuite pleinement à la phase deconstruction, avec une approche d’instrumen-taliste, car le moment venu, la connaissance« intime » des instruments lui sera indispen-sable pour interpréter les résultats de manièrepertinente. La double casquette physicien etinstrumentaliste est, de mon point de vue, unprofil à préserver absolument.

« Chaque laboratoire était aumaximum de ses capacités »Interview d’Henri Videau, directeur du LaboratoireLeprince-Ringuet de l’Ecole polytechnique

Le saviez-vous?

Un retour financier très favorableaux entreprises françaisesPour un euro dépensé par l'Etat français pourl’accélérateur du LHC, 1,8 euro a financé des activitésindustrielles en France. L'accélérateur, géré par le Cern,a coûté environ 3 milliards d'euros. Les expériences,prises en charge par les communautés de collaboration,ont coûté 1,2 milliard d'euros.

Alstom, l’industriel français du câble supraconducteurAlstom a fabriqué 400 aimants dipolaires (sur 1 200)et fourni les câbles des 400 aimants quadripolaires del’accélérateur. Ce savoir-faire stratégique renforce leprojet CEA d’aimant à champ très intense, destiné àl’imagerie cérébrale à très haute résolution par IRM(NeuroSpin).

Retour d’expérienceGrâce à leur retour d’expérience, un tiersdes industriels sous-traitants du LHC ont pumettre en œuvre de nouveaux modes deproduction ou pénétrer de nouveaux marchés.

Les Franciliens à l’œuvre36 entreprises franciliennes ont participéà la construction du LHC !

Un marché mondialIl existe 17 000 accélérateurs de particules aumonde, dont 9 000 médicaux. Un marché loind’être négligeable !

en bref...

Répartition descommandes passées

par le CERN auxindustriels français

ÉLÉMENTSMAGNÉTIQUES

ÉQUIPEMENTSCRYOGÉNIQUES

INFRASTRUCTURESTECHNIQUES POUR

LES DÉTECTEURS

INFRASTRCTURESTECHNIQUES

GÉNIE CIVIL POURL’ACCÉLÉRATEUR

INJECTION DESPARTICULES

AUTRESCOMPOSANTS

D’ACCÉLÉRATEUR

GÉNIE CIVIL POURLES DÉTECTEURS

millions d’euros

Montant totaldes commandes :

500©

CER

N

LLRLaboratoire Leprince-RinguetUnité mixte CNRS, Ecole polytechniqueEffectif : 100 personnesPhysique des particules et astrophysique

1/ Calorimètre électromagnétique : instrument demesure de l’énergie déposée par le passage d’électrons etde photons. Voir le paragraphe « Un étalon à 100 000fibres optiques », p.12.



CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL 11

La machinequ’on croyait impossible...Physiciens, ingénieurs et techniciens du CEA, aux côtés de leurs partenairesinstitutionnels et industriels, ont déployé des trésors de créativité et d’ingéniositétechnologique pour relever les défis du LHC qui leur incombaient.

n 1983, les ingénieurs du Cern étaientconfiants en leur capacité à réaliser un

accélérateur cent fois plus « lumineux » que cequi existait jusqu'alors. La luminosité, qui aug-mente avec le nombre de collisions parseconde, est en effet une spécification clépour la chasse aux particules rares. Lerésultat ? Deux mille huit cents « paquets » de1011 protons, qu'il faut imaginer sous la formede cylindres de cinq centimètres de longueuret de la section d'un cheveu fin, voyagent danschaque sens à l'intérieur du tunnel. Toutes les25 nanosecondes, deux paquets s'entrecho-quent, ne produisant qu'une vingtaine de col-lisions ! Mais pendant une seconde, on endénombre près d’un milliard...

Les défis des détecteursSi la faisabilité de l’accélérateur semblaitacquise, il en allait tout autrement des détec-teurs de particules. Réaliser un instrumentassez rapide pour n'être sensible qu'à un seul« paquet », assez segmenté pour distinguer lacentaine de particules engendrées par une col-lision unique et enfin assez résistant pourfonctionner sous le bombardement de cesrayonnements : le défi paraissait fou. Au pointque Carlo Rubbia (Prix Nobel de physique en1984) proposa à l'époque de construire autourdu point de collisions une sphère en fer d'unmètre d'épaisseur, d'où ne sortiraient que lesmuons, des sortes d'électrons très lourds. Cettesuggestion de la dernière chance en dit long surle scepticisme qui prévalait alors. Le Cern adonc lancé à cette époque un grand pro-gramme de recherche et développement pourfaire évoluer la technologie des détecteurs auniveau exigé par le LHC.

Des détecteurs très rapidesPremier défi : la rapidité des détecteurs ! Lechoix d’un nouveau matériau « scintillant »,très dense, est une illustration de ces efforts.

Un cristal scintillant absorbe les rayonnementsionisants qui le traversent et réémet des pho-tons, visibles par des capteurs lumineux ultra-sensibles. La densité du matériau permet deraccourcir la longueur des « gerbes » de parti-cules, et donc la durée de détection. Les cris-taux en tungstate de plomb, développés pourCMS, ont d’ores et déjà été utilisés pour denombreuses autres expériences scientifiques.La structure originale du calorimètre électro-

magnétique d’Atlas, dite en accordéon, en estun autre exemple. Elle vise à accélérer letransit, à l’intérieur de l’appareil, des signauxissus des différents segments du détecteur.

Une retombée commercialeinattendueIl a fallu également développer une électro-nique ultra-rapide capable d’effectuer un pre-mier tri des signaux les plus significatifs,

E

© CEA - IRFU

Montage d’Alice (novembre 2007).

12 CENTRE CEA DE SACLAY Le Journal


correspondant souvent à des particules trèsénergétiques et dont la vitesse est proche duplan perpendiculaire au faisceau de protons.Un tri qui ne doit pas excéder la durée pendantlaquelle la mémoire temporaire du détecteurretient les données brutes avant d’accueillircelles du « paquet » suivant (quelques micro-secondes)… Un tri très sélectif puisqu’il réduitdéjà d’un facteur 4 000 le nombre de collisionsà analyser ! Cette réalisation en partenariatavec le CNRS (LAL) a donné lieu à une valo-risation industrielle : un oscilloscope numé-rique au catalogue de Chauvin Arnoux.

Des détecteurs très segmentésDeuxième défi : la segmentation des détec-teurs ! Dans Atlas, l’accent est porté sur ladétection la plus externe, celles des muons. Eneffet, un détecteur comme Atlas peut être vucomme un emboîtement de poupées russes,composé de détecteurs spécialisés révélantchacun un type de particules. Les muons, cessortes d’électrons très lourds, sont les der-nières1 particules à émerger et elles sont ana-lysées grâce au champ magnétique produit parl’immense aimant toroïdal d’Atlas. Ils se trahis-sent en arrachant des électrons aux atomes surleur passage, dans quelque 350 000 tubes degaz. Pour que les physiciens puissent inter-préter les mesures, chaque tube doit être posi-tionné à cinq centièmes de millimètre. Une« chambre » de détection est composée de 50à 300 tubes, préréglés en laboratoire.Or, au cours du temps, la position de chacunedes mille deux cents chambres va fluctuer sousl’effet de forces magnétiques et des variationsde température. Imaginez qu’elle doit êtreconnue et donc mesurée en continu avec lamême précision ! La mise en place au Cern deschambres d’Atlas et de leur instrumentation amobilisé des dizaines de personnes pendantprès de deux ans et demi sous la responsabilitéd’une équipe de l’Irfu.

Un étalon à 100 000 fibresoptiques !La spécialité de CMS est son « calorimètre élec-tromagnétique », une sorte de cylindre tapisséde près de cent mille cristaux de tungstate deplomb, destiné à analyser les électrons et lesphotons. Il a fallu concevoir un dispositif decontrôle individuel des cristaux. Associant une

© CERN - CLAUDIA MARCELLONI

Montage d’Atlas(juin 2008).

12 CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL


13

fibre optique à chaque cristal, il analyse la trans-mission de la lumière à la fois pour étalonnerla réponse du cristal et pour suivre l’évolutionde sa transparence au cours du temps.En effet, les rayonnements dus aux gerbes departicules tendront à opacifier les cristaux. Lalecture des coefficients d’étalonnage en tempsréel mobilisera à elle seule une « ferme2 » deprocesseurs !

Des détecteurs géantsUne autre difficulté provient du changementd’échelle du détecteur par rapport à l’existant.Le LHC ambitionne de traquer des particulesplus massives que ses prédécesseurs, avec uneprécision extraordinaire. Pour cela, il faut enpratique augmenter l’intensité du champmagnétique chargé de dévier les muons pro-duits lors des collisions et également la taillede l’aimant, ce qui explique le gigantismed’Atlas. Il faut noter qu’au démarrage du projet,l’Irfu était le laboratoire moteur dans l’étude etla conception d’une structure cryomagnétiqueaussi complexe.

Apprendre à souder des surfacesénormes !Cette échelle démesurée a soulevé des pro-blèmes pratiques qui semblent aujourd’hui

anodins mais ne l’étaient pas avant leur réso-lution, comme, par exemple, la soudure de sur-faces inhabituellement grandes (un quart dem2). En effet, un aimant n’est rien d’autre qu’unbobinage de « fil » supraconducteur, noyé dansun épais « boîtier » en aluminium qui lui tientlieu de réfrigérateur. Comme on ne sait pascouler au-delà d’un certain tonnage d’alumi-nium, il est impossible de fabriquer le boîtierd’un seul tenant pour une bobine et il faut doncsouder les tronçons d’aluminium pour les« rabouter ». Une première pour les entre-prises du secteur, qui ont dû se doter de nou-veaux moyens de production et apprendredes mois durant à les exploiter au mieux !

Une pose de câbles« supra-délicate » !Autre exemple, en relation avec les forcesd’origine magnétique, elles aussi, colossales.Après son installation à l’intérieur du boîtierd’aluminium, le bobinage doit être fermementmaintenu de manière à ce qu’il ne se déplacepas dans son logement sous l’effet de cesforces magnétiques. En effet, ce seul petitmouvement déposerait une énergie qui« réchaufferait » les câbles au-dessus du seuilfatidique de la supraconductivité3. Pourrépondre à ce besoin, les ingénieurs de l’Irfu

ont dû innover. Ils ont inventé une sorte de« baudruche » métallique, en réalité un tubeaplati, qui s’insère entre le bobinage et le boî-tier en aluminium.Sur place, au Cern, la « baudruche » a été gon-flée sous haute pression puis une résine liquidecontenant des billes de verre a été injectée àl’intérieur. Une fois la résine durcie, les câblessupraconducteurs se sont trouvés comprimésselon le cahier des charges. Pas de droit à l’er-reur dans cette opération délicate, minutieuse-ment préparée et qui a été répétée deux millefois au cours des deux années d’intégration desbobines d’Atlas !

Chaud froid…Concevoir une structure capable de résister auxforces s’exerçant sur les huit bobines d’Atlass’est révélé un défi technique majeur. La défor-mation globale ne doit pas excéder trente mil-limètres, malgré les effets combinés des forcesmagnétiques, équivalentes à 1 200 tonnes, etdu poids des équipements, du même ordre degrandeur. Une structure entièrement refroidieà la température des bobines aurait été tropcomplexe et trop coûteuse.Il a donc fallu se résoudre à « transmettre desefforts » entre des sous-ensembles cryogéni-ques et d’autres, à température ambiante. Cela

Des projets expérimentaux autogérésLa gestion des expériences du LHC estconfiée aux communautés scientifiques(appelées collaborations). Elles sontorganisées en autogestion. Agrégeant chacunedes dizaines de laboratoires et des centainesde personnes, elles élisent démocratiquementleur porte-parole et leurs responsablestechniques et scientifiques. Cette hiérarchieLHC, sans aucun rapport avec celle deslaboratoires et des instituts, opèreexclusivement par consensus, sur le modèleassociatif. Un mode d'organisation originalqui fonctionne bien !

En amont du LHC, la physique théoriqueUn des trois lauréats saclaysiens de l’ERC(voir p.21), David Kosower, collabore à samanière aux travaux du LHC. Par son « travailthéorique technique », il aide les physiciensdes particules à distinguer les événements qui

relèvent du modèle standard et ceux qui leviolent. Sauf coup de chance exceptionnel (enor : gold plated est le terme consacré !), ons’attend à ce que cette discrimination soitdifficile à établir. Alors que chaque collisionengendre plusieurs « jets » d’une vingtaine departicules chacun, il faut simulerminutieusement une sorte de bruit de fondphysique et établir des statistiquesd’événements, pour pouvoir faire LAdifférence !

Services de l’Irfu ayant collaboré au LHC : SPP > Service de physique des particules110 personnesSPhN > Service de physique nucléaire80 personnesSACM > Service des accélérateurs, decryogénie et de magnétisme120 personnesSEDI > Service d’électronique des détecteurset d’informatique150 personnes SIS > Service d’ingénierie des systèmes120 personnes

en bref...

© CERN - MONA SCHWEIZER

Montage d’Alice : protection d’un aimant (août 2008).


14


implique que certaines pièces, très sollicitéesmécaniquement, peuvent être fragilisées par lecontraste thermique. C’est notamment le cas debiellettes4 de 70 kg, supportant 250 tonnes,dont les extrémités sont respectivement à -268,6°C et à la température ambiante de20°C. Chacune de ces 64 biellettes a été testéedans ces conditions, à l’intérieur d’un bunkerconstruit à cet effet en Russie. Si l’une d’entreelles avait cassé pendant ces tests, les moyensd’essais auraient été détruits...

Le rôle essentiel de la simulationPas un seul choix de conception du LHC n'a étéfait sans simulation. Non seulement les struc-tures thermomécaniques ont été modéliséescomme elles le sont dans tous les bureauxd’étude mais c’est toute l’expérience qui a étédécrite avec le plus grand réalisme.Pas à pas, le développement des détecteurs aété guidé par des simulations, de façon à opti-

miser l’observation des événements recherchéspar les physiciens. La compréhension fine dufonctionnement réel des détecteurs passe, elleaussi, par la case simulation. Les physicienscomparent les réponses instrumentales à desparticules bien connues et leurs simulations,pour s’approprier ces instruments complexes.Lors de l’analyse, l’identification d’une parti-cule nouvelle s’appuiera sur la reconstitutionsimulée d’événements attendus.L’interprétation repose ici entièrement sur lasimulation. Une simulation qui contient à lafois la modélisation hyperréaliste de l’expé-rience et une théorie physique ! Plus concrète-ment, elle prend en compte plusieurs dizainesde valeurs de masses du boson de Higgs dansle cadre du modèle standard, et, pour le cas oùcelui-ci serait mis en défaut, plusieurs dizainesde modèles alternatifs. Pour chaque scénario,des événements spécifiques ont été définis : cesont ces « signatures » que les physiciens vontrechercher !

L’Ile-de-France sort sa « Grif » Récapitulons : quelques centaines de colli-sions potentiellement intéressantes serontsélectionnées chaque seconde ! Le traitementde cette masse de données nécessiterait70 000 PC ! La grille permet de mobiliser desordinateurs existants au service du LHC. Desoutils logiciels spécialisés, développés par lespartenaires du LHC, permettent d’organiser cegigantesque réseau de manière transparentepour les utilisateurs. La partie francilienne dela grille, appelée « GRIF », a été mise en serviceprogressivement. Dédiée à 80 % au LHC, elleest également ouverte à des applications quiont des besoins de calcul similaires.

1/ Avec les neutrinos.2/ Ferme de processeurs : ensemble de processeurscommuniquant entre eux pour des calculs communs.3/ Dans ce cas, le câble redevient un conducteurclassique et dissipe instantanément une énergiecolossale. Ce phénomène doit être contrôlé pour éviterdes effets destructeurs.4/ Biellette : tige rigide, articulée à ses deux extrémités,et destinée à transmettre un mouvement entre deuxpièces mobiles.

Le saviez-vous?

GrilleLe terme grille (grid en anglais) estinspiré du réseau électrique quipermet de consommer une puissanceélectrique grâce à une simple priseélectrique. Sans se soucier du lieu deprovenance de l’énergie, ni de lamanière dont elle a été fabriquée !

PuissanceLe LHC sera sept fois plus puissantque son concurrent du Fermilab auxEtats-Unis et trente fois pluslumineux.

© CERN - MONA SCHWEIZER

Simulation numérique d’unecollision produisant un boson deHiggs. L’ensemble du détecteurest modélisé précisément.



15

Forces de l’Univers et théories

GRAVITATION ÉLECTROMAGNÉTISME INTERACTION FAIBLE(RADIOACTIVITÉ)

INTERACTION FORTE(COHÉSION DES NOYAUX

ATOMIQUES)

RELATIVITÉ GÉNÉRALED’EINSTEIN

La théorie de la relativitégénérale d’Einstein établit unlien entre un « espace-temps »et la gravitation. Elle s’imposepour décrire certains astres enrotation très rapide comme les

« pulsars binaires » ou pouraccéder à la précision requise

pour le positionnement par GPS.Elle se distingue radicalement

des théories quantiques (en roseet violet), qui s’appliquent à

l’échelle subatomique.

Les interactions électromagnétique et faible relèvent d’unformalisme identique (théorie électrofaible) qui repose sur des« invariances » ou « symétries ». Cependant, celles-ci restent

énigmatiquement cachées dans notre monde habituel et ne se révèlentque pour des énergies ou des températures très élevées. Le LHCrendra les effets de ces symétries plus manifestes, comme elles

l’étaient quelques fractions de seconde après le Big Bang. Lemécanisme par lequel ces symétries sont cachées est relié à celui quiconfère de la masse aux particules. Pour autant, le LHC ne produira

pas des particules dans leur état « sans masse » : si l’énergieconcentrée ponctuellement est du bon ordre de grandeur, la

température équivalente à cette énergie reste pour longtempsinaccessible aux machines humaines !

Le modèle standard, appelé plus précisément modèle standard des interactions de jauge, décrit toutes lesinteractions fondamentales à l’exception de la gravitation. Elle se fonde sur les invariances (ou symétries) depropriétés quantiques des particules et de leurs interactions. La notion d’invariance joue un rôle essentiel enphysique. L’invariance temporelle, par exemple, stipule que toutes les lois physiques sont identiques au coursdu temps, ce qui implique la conservation de l’énergie. L’inversion de la charge électrique et la symétrie miroir

sont d’autres exemples d’invariance, tirés du monde quantique.

Et au-delà...Des physiciens, dont certains à l’Institut de physique théorique du CEA à Saclay, visent à réunir en un modèle unique la description des quatre

interactions fondamentales. C’est l’objet des théories dites au-delà du modèle standard : supersymétrie, cordes, etc. Cette « grande unification » nese manifesterait qu’à la frontière conceptuelle des énergies ultimes, correspondant à 1019 fois l’énergie d’un proton (énergie et masse étant reliéespar la célèbre formule d’Einstein E = mc2). A titre de comparaison, l’énergie produite au LHC pourra atteindre 14 000 fois l’énergie d’un proton.

THÉORIE DE NEWTON ÉQUATIONS DE MAXWELL

ELECTRODYNAMIQUEQUANTIQUE

THÉORIEÉLECTROFAIBLE

CHROMODYNAMIQUEQUANTIQUE

NATURE DELA FORCE

THÉORIESIMPLIFIÉE,

EFFICACE DANSNOTRE MONDE

FAMILIER

THÉORIELA PLUS

« COMPLÈTE »AUJOURD’HUI


PARTENARIAT Tamaris, installation de tests sismiques

16

ne table vibrante de six mètres sur six,capable de « secouer » des maquettes de

cent tonnes et de simuler un séisme majeur :Azalée est le fleuron de la plateforme de testssismiques Tamaris, du Laboratoire d’études demécanique sismique, de la Direction del’énergie nucléaire à Saclay.« Depuis la construction de la première centralenucléaire en France, le CEA réalise des étudesexpérimentales et des simulations numéri-ques sur le comportement des structures sousséisme. En effet, plus de 60 % du territoirefrançais est aujourd'hui classé en zone sis-mique », explique Sandrine Lermitte, une ingé-nieure au laboratoire.

250 capteurs sur la maquette !« En 2006, nous avons démarré le projetSMART avec EDF. Ce projet vise à évaluer l’am-pleur des marges dans le dimensionnement descentrales nucléaires. Nous étudions en particu-lier le comportement sismique de bâtimentsdont la forme asymétrique favorise un risquede torsion en cas de séisme. Depuis la construc-tion de tels bâtiments, la connaissance des ris-ques sismiques s’est affinée et nos capacités decalculs se sont accrues.

Pour concevoir et réaliser la maquette repré-sentative de ces bâtiments à l’échelle 1/4, plusde deux ans ont été nécessaires. Quelque 250capteurs ont été mis en place sur la maquette,qui a ensuite été soumise à une série deséismes d’intensité croissante. Nous sommesallés jusqu’à une accélération cinq fois supé-rieure à celle pour laquelle la maquette a étéconçue, et ce, sans destruction majeure. »Reste maintenant à analyser toutes les donnéesrecueillies et à s’en servir pour mettre au pointdes outils de simulation numérique encore plusprécis.

Emilie Gillet

Tamaris fait tremblerles centrales nucléaires !Une campagne d’essais sismiques menée conjointementavec EDF vise à connaître plus précisément les marges derésistance des bâtiments nucléaires.

1/ Hall d’essais de Tamaris : la maquette SMARTinstrumentée est en place sur la table vibranteAzalée.

2/ Des masses additionnelles de plus de dix tonnesont été fixées à chaque étage pour respecter lasimilitude entre le bâtiment réel et la maquette.

U

1/ SMART : Seismic design and best-estimate MethodsAssessment for Reinforced concrete building subjected toTorsion and non-linear effects.

Nouveau site Internet du centre CEA deSaclay : l’info encore plus accessibleQuelles sont les recherches menées aucentre CEA de Saclay ? Quelle estl'actualité du centre? Quel est leprogramme des conférences organiséespour le grand public ? Quelles sont lesdispositions prises en matière de protectionde l'environnement ? Comment être

accueilli pour préparer une thèse ou pour effectuerun stage ? Tous ces renseignements sont en lignesur le site Internet du centre CEA de Saclay,entièrement renouvelé depuis le mois de juillet. Lesite propose notamment les vidéos de conférencesCyclope et Cyclope juniors.

Vous y trouvez des portraits de chercheurs. Vouspouvez vous familiariser avec les instituts du centreCEA de Saclay, leurs principales plateformestechnologiques, et avoir une idée des partenariatsindustriels et académiques qui y sont développés.Vous pouvez aussi consulter le Journal du centre,vous abonner en ligne pour le recevoir chez vousgratuitement, enrichir sa lecture en suivant desliens, en consultant les dossiers.Le site comporte un glossaire, un moteur derecherche par thèmes et par mots clés. Bonne navigation !www-centre-saclay.cea.fr

Des élus tchèques à SaclayAu cours d’un voyage d’études, organisé parl’électricien tchèque Cez et par l’ambassade de laRépublique tchèque en France, une trentaine demaires de villes tchèques situées près de centralesnucléaires a visité le centre CEA de Saclay le1er octobre 2008. Les élus se sont intéressésnotamment à la surveillance de l’environnementmise en œuvre par le centre.

Une journée scientifique en l’honneurde Jean Zinn-JustinDes scientifiques de stature mondiale sont venus àSaclay le 29 septembre participer à une journéeorganisée en l’honneur de Jean Zinn-Justin, qui anotamment dirigé pendant cinq ans le service dephysique théorique, puis le Dapnia (Irfuaujourd’hui). En particulier, Robert Aymar, directeurdu CERN, Piermaria Oddone, directeur duFermiLab (laboratoire de physique des particulessitué près de Chicago), et deux membres del’Académie des sciences, Catherine Césarsky etJean Iliopoulos, ont livré leur vision de leursdisciplines respectives, en mettant en lumière lesliens entre physique des particules, physiquenucléaire et astrophysique.

en b

ref..

.

1 2

© B

OO

MAH

’CR

EA,

PH

. M

AS

© CEA


Cisbio, une entreprise pharmaceutique sur le centre CEA de Saclay PARTENARIAT

17

évelopper et commercialiser les radioélé-ments artificiels pour le diagnostic, l’ima-

gerie médicale et la thérapie, telle est la missionhistorique de l’ancienne filiale du CEA, créée en1985. L’entreprise s’est ensuite développée àdistance du CEA, devenant notamment unefiliale à 100 % du laboratoire allemandBayer/Schering en 2000. Aujourd’hui, Cisbioappartient au groupe belge IBA, spécialiste dudiagnostic et de la thérapie du cancer.Les activités pharmaceutiques de Cisbio pré-sentes sur le site de Saclay requièrent des ins-tallations sécurisées, adaptées aux risquesnucléaires (« Installation nucléaire de base »),qui sont gérées de la même manière que celles

du CEA, où sont menées des recherches élec-tronucléaires notamment. La Direction deSaclay s’est attachée, en tant qu’exploitantnucléaire, à garantir pour le site de productionde Cisbio un niveau d’exigence de sûreté élevé. Par un décret gouvernemental publié à la mi-décembre, Cisbio est devenu exploitantnucléaire de son installation, l’INB 29.

Poursuivre la collaborationavec le CEAL’entreprise est ainsi entièrement responsabi-lisée dans son rôle d’exploitant mais elle sou-haite continuer, comme par le passé, debénéficier de l’appui et des moyens des équipes

spécialisées du CEA. Le centre CEA fournira enparticulier des prestations dans le domaine dela surveillance de l’environnement, de l’assis-tance incendie et médicale, de la sécurité, dutraitement des déchets radioactifs et deseffluents liquides.

Cisbio devient« exploitant nucléaire »Spécialisée dans la production de médicamentsradiopharmaceutiques, l’ancienne filiale du CEA,appartenant aujourd’hui à l’industriel belge IBA, devientexploitant nucléaire de son installation mais conservedes liens étroits avec le centre CEA de Saclay.

D

Petite histoire de la Matièreet de l'Universd’Hubert Reeves et ses amiséd. Le Pommier.Avec l'avènement de la relativitéet de la physique quantique,

notre regard sur la matière a changé. HubertReeves et ses amis physiciens nous fontpartager à la fois leur émerveillement et leursquestionnements.

Par où passe mon médicament...d’Eric Ezan, éd. Le Pommier.Qu'est-ce qu'une maladie ?Comment fonctionne unmédicament ? Comment doit-onle prendre ? Spécialiste de la bio-

analyse au CEA à Saclay, l’auteur fait découvrir,grâce au Docteur Médicus, à la pharmaciennePilula et à Eric le chercheur, le fabuleuxparcours du médicament dans l'organisme.

Lumières d'étoiles, les couleursde l'invisibled’André Brahic et Isabelle Grenier,éd. Odile Jacob.« Grâce à ce livre, le lecteurtombera amoureux du ciel » :

tel est le dessein des auteurs. Des imagesnouvelles, inouïes, qui font réfléchir, des imagesétonnantes qui invitent à la méditation, desimages extraordinaires qui émerveillent. De quoicomplètement bouleverser notre conception dumonde.

Planète Blanche, les glaces,le climat et l'environnementde Jean Jouzel, Claude Lorius etDominique Raynaud, éd. Odile Jacob.Alors que s'ouvre l'Année polaireinternationale, ce livre est d'abord

un passionnant voyage à travers la « Planèteblanche », du Groenland à l'Antarctique, enpassant par les glaciers des pays tempérés.C'est aussi une pièce essentielle dans le débatautour du changement climatique. Quel climatdemain ? Voici ce que nous disent les glaces.

Atmosphère, atmosphèrede Didier Hauglustaine, Jean Jouzelet Valérie Masson-Delmotte,éd. Le Pommier.Comme l’exposition« Atmosphère... Le climat révélé

par les glaces » (au musée national des arts etmétiers) qu’il accompagne, ce beau livre montreà quel point les régions polaires, fascinantes enelles-mêmes et pour les résultats scientifiquesqui y ont été obtenus, sont aux avant-postes dubouleversement climatique en cours.

Le grand récit de l’Universde Bénédicte Leclercq, Laurent Jolivet,Marc Lachièze-Rey et Roland Lehoucq.Dans ce livre richement illustré,toute l’histoire de l’Univers défilesous vos yeux, à l’envers !

Un grand récit de 14 milliards d’années !Il complète la visite de l’exposition permanentesur la matière et l’Univers ouverte en 2008 à laCité des sciences et de l’industrie.

les livres...

© IBA - CISBIO (SACLAY)

Equipe de productiond'un médicament

radiopharmaceutique.


Premières images

de FermiLancé en juin dernier, le télescope spatial Fermiobserve l’Univers en rayons gamma. Et les premièresimages apportent leur lot de surprises !

près deux mois de vérifications et d’éta-lonnage des instruments mis au point en

collaboration avec des équipes du CEA, lesatellite GLAST (Gamma-Ray Large Area SpaceTelescope) a pu débuter ses observations à lami-août. Au même moment, il a été rebaptiséFermi Gamma-Ray Space Telescope, en l’hon-neur du physicien Enrico Fermi (1901-1954),qui a été le premier à suggérer la manière dontles particules pouvaient être accélérées jusqu’àdes énergies élevées par des ondes de choc. Eneffet, ce télescope « observe l’Univers dans ledomaine des rayons gamma, c’est une lumièretrès énergétique qui nous permet d’obtenir desinformations sur les particules de très hauteénergie qui sont produites dans l’Univers et leparcourent », explique Isabelle Grenier, respon-sable du projet au CEA.

« Un véritable arbre de Noël »Principale mission du télescope Fermi : com-prendre le comportement de particuleslorsqu’elles sont soumises à des accélérationsextrêmement puissantes comme dans les jetsde matière1 des trous noirs ou les pinceauxlumineux des étoiles à neutrons2. Autre pointfort de ce télescope embarqué, il observe toutl’univers en trois heures à peine ! Les premièresimages obtenues à la fin août ont apporté deux

surprises aux astronomes. « L’Univers gammascintille comme un véritable arbre de Noël ! Parrapport aux images des années 1990, nous neretrouvons aujourd’hui qu’un quart des grandstrous noirs actifs, les autres sont entrés en acti-vité depuis. D’autre part, on a déjà découvertde nouvelles étoiles à neutrons car celles-ciémettent volontiers en rayons gamma », décritIsabelle Grenier.

Première découverte d’un pulsarpar son « clignotement » gammaD’ailleurs, Fermi vient de découvrir pour la pre-mière fois un pulsar3 grâce à l’observation deson clignotement en rayons gamma. En effet,la plupart des pulsars sont identifiés grâce à

leurs signaux radio, une poignée d’entre euxseulement grâce à leurs très faibles « bips » enlumière visible et en rayons X. Environ trois foispar seconde, l’astre découvert par Fermi envoieun faisceau de rayons gamma en direction dela Terre. Cinq équipes françaises, dont deux duCEA, ont participé à l’analyse et à l’interpréta-tion des résultats4. Les étoiles à neutrons sont des outils de pre-mier choix pour les physiciens lorsqu’il s’agit demettre à l’épreuve certaines données de lathéorie de la relativité générale d’Einstein, carce sont des horloges extrêmement précises : « larégularité avec laquelle ces étoiles tournent surelles-mêmes et clignotent est telle qu’onobserve typiquement un décalage de l’ordre dela seconde tous les millions d’années ».

Emilie Gillet

1

1/ Derniers préparatifs, à Titusville(Floride), du télescope GLAST,rebaptisé par la suite Fermi.

2/ Le télescope Fermi a permis lapremière découverte d’un pulsargrâce à son émission gamma.

3/ Des nuages de particuleschargées électriquement sedéplacent le long des lignes dechamp magnétiques du pulsar (enbleu) et produisent un faisceau derayons gamma (en violet), quiévoque la lumière d’un phare.

position du pulsar

A

ESPACE Astronomie spatiale

18

2 31/ Au centre de nombreuses galaxies, se trouventd’impressionnants trous noirs de centaines de millionsde fois la masse du Soleil. Ils attirent le gaz interstellaireenvironnant qui tombe en spirale, formant un « disqued’accrétion ». Une petite partie du gaz rejaillit dans unjet très énergétique.2/ Une étoile à neutrons est un astre très dense, composéde neutrons, qui résulte de l'effondrement du cœurd'une étoile massive sous l’effet de la gravitation, quandcelle-ci a épuisé son combustible nucléaire.3/ Un pulsar est une étoile à neutrons, tournant trèsrapidement sur elle-même et émettant un fortrayonnement électromagnétique dans plusieursdirections privilégiées.4/ Ces résultats ont été publiés dans la revue « Science »du 16 octobre 2008.

© N

ASA

/ K

IM S

HIF

LETT

© N

ASA


est probablement l’être vivant dont legénome est le plus fluctuant d’un indi-

vidu à l’autre. Au point que les biologistes pei-nent à le classer en une espèce unique ! Présentchez la moitié des humains, Helicobacter pyloriest aussi une redoutable bactérie, responsabledes ulcères de l'estomac et de certains cancersgastriques. Elle possède une aptitude hors ducommun à capter les fragments d'ADN à saportée, qui participe à son extraordinairevariabilité génétique et contribue à renforcersa résistance aux antibiotiques. Chez les bac-téries, cette propriété repose généralement surcertains rouages de la « machinerie » de répa-ration de l’ADN. Les chercheurs ont donc tentéd’identifier, chez H.pylori, l’ensemble des pro-téines impliquées. L’une d’elles était jusque-làintrouvable, parce qu’au cours de l’évolution,elle s’était différenciée de manière trop radi-cale par rapport aux protéines homologues desautres bactéries.

Bioinformatique et génétiquePour la débusquer, il a fallu rechercher parmitoutes les protéines recensées chez H.Pyloricelles dont la séquence en acides aminés (enquelque sorte la formule chimique) était com-patible avec la structure spatiale correspondantà la fonction de réparation recherchée. La

fonctionnalité d’une protéine est en effet avanttout liée à une configuration particulière de lamolécule dans l’espace.C'est le travail qu'a réalisé un bioinformaticiende l'Ibitec-S1 de Saclay : il a réussi à identifier,grâce à l’analyse « in silico » (par simulationnumérique), une protéine jusqu’alors inconnue,dont la structure est très proche du modèleattendu.Les généticiens de l'Ircm2 de Fontenay-aux-Roses ont ensuite pu vérifier que, sans cetteprotéine, le mécanisme de réparation deH.Pylori était altéré. Ils ont cependant eu lasurprise de constater que la capacité de la bac-térie à intégrer de l'ADN étranger était restéeintacte. Ce résultat atypique encourage leschercheurs à élucider ce dernier mécanisme, cequi pourrait déboucher sur des voies thérapeu-tiques prometteuses pour guérir les ulcères del’estomac.

C’

Génétique et bioinformatique SANTÉ

19

1/ Ibitec-S : Institut des biotechnologies de Saclay,de la Direction des sciences du vivant du CEA.2/ Ircm : Institut de radiobiologie cellulaire etmoléculaire de Fontenay-aux-Roses, de la Directiondes sciences du vivant du CEA.

Les métamorphoses deHelicobacter pyloriDes équipes de Saclay et de Fontenay-aux-Roses ont élucidéune énigme du génome de la bactérie H.pylori, ce qui pourraitaider à mieux combattre les ulcères de l’estomac.

1

2

1/ Comptage de colonies de H. pylori résistantes àdifférents stress.

2/ La prédiction de la structure tridimensionnelledes protéines permet de retrouver des protéines deH. Pylori ayant trop divergé au cours de l’évolutionpour être identifiées par les techniques habituelles.

Une nouvelle caméra TEP dans le servicede médecine nucléaire d’Orsay Le Service hospitalier Frédéric Joliot duCEA (SHFJ), qui est aussi le service demédecine nucléaire de l’hôpital d’Orsay,vient de s’équiper d’une nouvelle caméradite « TEP/TDM », couplant un tomographeà émission de positons (TEP) à untomodensitomètre (TDM). Cette technique,

qui, à partir d’un examen unique, permetd’associer des informations fonctionnelles etmétaboliques à des images anatomiques, vabénéficier à tous les patients du secteurLongjumeau-Orsay, dans le domaine del’oncologie notamment.

Magnétoencéphalographie à NeuroSpin NeuroSpin vient de se doter d’un appareil demagnétoencéphalographie (MEG). Le patient oule volontaire sain est coiffé d’un casque, souslequel sont disposés des capteurs mesurant lesvariations de champ magnétique induites parl’activité du cerveau.

Ces infimes variations à l’échelle de dizaines demilliers de neurones ne peuvent être détectéesque si l'appareil est placé dans une chambreblindée, à l’abri de sources parasites.Grâce à son excellente résolution temporelle,la MEG permet de suivre en temps réel lachronologie des opérations mentales, et d’étudierla dynamique des phénomènes cérébraux, parexemple dans des cas pathologiques commel’épilepsie.

Osiris au secours des hôpitaux européensLa panne du réacteur nucléaire de Petten (Pays-Bas), survenue fin août 2008, a entraîné unepénurie de technétium dans les hôpitauxeuropéens. Cet élément nécessaire aux examensscintigraphiques a une durée de vie limitée et nepeut pas être stocké. Le réacteur Osiris de Saclaya contribué à pallier cette défaillance enrenforçant sa production de technétium.

Deux faisceaux sur trois pour JANNUSDeux des trois accélérateurs de JANNUS(Jumelage d’Accélérateurs pour les Nanosciences,le Nucléaire et la Simulation) ont fourni lepremier double faisceau d’ions en septembre2008. JANNUS vise à simuler expérimentalementdes effets d’irradiation par le bombardementsimultané de différents ions. L’ensemble devraitêtre opérationnel en triple faisceau en 2010.

en b

ref..

.

© C

EA,

LAU

REN

T B

ISÉN

IUS

© C

EA


© C

EA

INTERNATIONAL Conférence européenne sur les grandes infrastructures de recherche

20

Moisson record de Prix de l’Académiedes sciences pour l’Institut rayonnementmatière de SaclayLe Grand Prix thématique Aniuta Winter-Klein 2008, récompensant des travauxcontribuant à la connaissance dessciences physiques et de leursapplications, a été décerné à Eric Vincentpour ses travaux sur les « verres de spinet les systèmes désordonnés ».Le Grand Prix Michel GouilloudSchlumberger 2008, valorisant unchercheur de moins de 40 ans dans ledomaine des Sciences de l'Universappliqué à l'industrie pétrolière, a étéattribué à Jean-Marc Zanotti pour ses

travaux sur la « dynamique de l’eau sousconfinement nanométrique et aux interfaces ».Myriam Pannetier-Lecoeur et Claude Fermon ontreçu le Prix Aymé Poirson 2008, dans le domainedes applications des sciences à l'industrie, pourleurs travaux de développement de capteursmagnétiques ultra-sensibles.

Succès exemplaire d’EuritrackEuritrack (voir ci-contre) a été choisi comme unexemple de succès par la Commission européennequi va le mettre en exergue sur son site :http://cordis.europa.eu

Des chercheurs du CEA et de l’INSERM ont mis enévidence des anomalies anatomiques dans lecerveau d’adolescents atteints de schizophrénie.

Le climat a basculé de façon extrêmement brutaleà la fin de la dernière période glaciaire.

L’activité spontanée du cerveau influencela perception visuelle.

La capacité d’associer un espace à unnombre préexiste à toute éducation enmathématiques.

Les forêts de plus de 150 ans étaientjusqu’à présent considérées comme neutresdans les bilans carbone. Dorénavant leur rôlede puits devra être pris en compte dans lesmodèles climatiques.

Des noyaux atomiques possédant 120 et124 protons ont été créés et identifiés auGanil à Caen (Grand accélérateur d’ionslourds). Le record précédent était détenu parun élément à 118 protons. L’élément naturelle plus lourd est l’uranium (92 protons).

Pour en savoir plus :http://www-centre-saclay.cea.fr/fr/fr/Archives-actualités

dist

inct

ions

...dé

couv

erte

s...

Sélection d’actualités scientifiquesdes laboratoires de Saclay et deleurs partenaires

......

édition 2008 de la Conférence européennesur les infrastructures de recherche (ECRI)

s'est déroulée du 9 au 11 décembre derniers àVersailles et sur le plateau de Saclay, dans lecadre de la Présidence française de l'Unioneuropéenne. Un des succès de cette grandeconférence est d'avoir attiré des industriels,grands groupes et PME, qui manifestent ainsileur intérêt pour les activités des infrastruc-tures de recherche (IR) en tant que marchéspotentiels et sources d'innovation. Les chiffresparlent d'eux-mêmes : au niveau européen,chaque année, les IR représentent un marchéde près de 10 milliards d'euros pour l'industrie,dont 5 destinés à l'instrumentation.

Recherche, industrie, sociétéOrganisée par la Commission européenne et leministère français de l’Enseignement supérieuret de la Recherche, cette conférence a réaffirméle rôle majeur et essentiel des infrastructures derecherche. Piliers de la construction de l’espaceeuropéen, ayant un fort impact sur la science,l’innovation et l’économie, les IR jouent égale-ment un rôle important en tant que lieu de for-mation et d’attraction pour les étudiants et leschercheurs de haut niveau. Une attractivité quiprofite au développement local. La plupartd'entre elles concernent des domaines qui revê-tent une importance vitale pour nos sociétés :études et développement pour la santé, envi-ronnement et changement climatique, énergies,sécurité des territoires, technologies de la com-munication, etc.Près de 16 pays européens sont en train derédiger ou d'actualiser leur « feuille de route »nationale des IR, déterminant des prioritéspour aménager celles qui existent déjà ou encréer de nouvelles. La France a publié la sienneà l'occasion de la conférence ECRI, avec 92infrastructures existantes ou en projets.

ESFRI, la « roadmap » européenneEn parallèle, le centre CEA de Saclay a accueillile Forum stratégique européen sur les infra-structures de recherche (ESFRI). ESFRI est

chargé d’élaborer une feuille de route des IR,au niveau européen. Dix projets de nouvellesinfrastructures ont ainsi été rendus publics,également dans des domaines représentatifsd'enjeux majeurs pour la société, tels la santé,l'environnement et l'énergie. En ajoutant denouvelles IR à celles qui étaient déjà retenues,cette « mise à jour » de la feuille de route euro-péenne porte le nombre de projets prioritairesà 44 infrastructures dans tous les domaines dela science. Reste à définir leur financement etle mode de gouvernance de tels instruments :ceci fait actuellement l’objet de discussionsentre les États de l’Union.Parmi les projets retenus dans lesquels le CEAest largement investi, citons le RJH (RéacteurJules Horowitz) pour l’étude de matériaux sousirradiation, PRACE sur le calcul intensif,SPIRAL2 pour la production de noyaux exoti-ques, ICOS sur le suivi du cycle du carbone, ouencore pour la recherche médicale translation-nelle, c’est-à-dire le chaînon manquant entrerecherche fondamentale et recherche clinique.

Quand la recherchebooste l'économieOn ne dira jamais assez que la recherche booste l'économie.ECRI 2008 le prouve, chiffres à l'appui !

Au CEA, la direction des sciences de la matièreet le centre de Saclay étaient impliqués dans

l'organisation de cette conférence. Les déléguéseuropéens ont pu visiter trois des infrastructures

majeures du centre CEA de Saclay : Neurospin,Orphée-LLB et le Laboratoire des sciences duclimat et de l'environnement (ici, le réacteur

Orphée et le Laboratoire Léon Brilloin).

L’

© C

EA /

UN

ITÉ

CO

MM

UN

ICATI

ON


Fête de la science à l’heure de la Présidence française de l’Union européenne GRAND PUBLIC

21

Les projets européenss’exposent au Grand PalaisDans le cadre de la Ville européenne des sciences qui a été exposée à Paris àla mi-novembre, des chercheurs des centres CEA de Saclay et Fontenay-aux-Roses sontvenus présenter au grand public deux projets phares dans le domaine de la sécurité.

1

l'occasion de la Présidence française del’Union européenne, il a été décidé de

donner une dimension internationale à la Fêtede la science. Et c’est ainsi que l’impression-nante nef du Grand Palais a accueilli unesoixantaine de projets issus de différents orga-nismes de recherche et présenté au public lamanière dont l'Espace européen de larecherche est mis en œuvre.Sur l'espace CEA intitulé « Carrefour de laprévention », des équipes de Saclay etFontenay-aux-Roses ont présenté deux projetsd’envergure. Le premier, Euritrack1, estillustré par une maquette en taille réelle : « ils’agit d’un portique d’une dizaine de mètres dehaut qui, grâce aux neutrons, permet uneanalyse de la composition chimique des conte-neurs maritimes pour déceler la présence dematières illicites sans avoir besoin de lesouvrir », décrit Thierry Roll du Laboratoired’intégration des systèmes et des technologies(LIST) du CEA. Ce portique, développé par leLIST avec le centre CEA de Cadarache et deséquipes européennes (centres de recherche,industriels, service des douanes…) est actuel-

lement en fonctionnement dans le port croatede Rijeka. « Dans les deux ans à venir, dans lecadre d’Eritr@c2, qui est en quelque sorte lasuite du projet, nous allons tester ce portiqueavec des douaniers afin d’affiner le système enfonction de leurs besoins et d’optimiser l’inter-face homme-machine. ».L'espace CEA présentait également, à l’inté-rieur d’une volière, des démonstrations de pilo-tage d'un drone développé par le LIST. Dotéd’une voilure tournante d’un mètre de dia-mètre, ce drone est capable d’effectuer des mis-sions comme la recherche et le sauvetage depersonnes en danger, la lutte contre le terro-risme ou encore l’inspection d’ouvrages d’art,grâce à la transmission en temps réel d’infor-mations provenant des capteurs embarqués àson bord (images, dosimétrie, température,chimie).À

dist

inct

ions

...

Trois chercheurs de Saclay distinguéspar le Conseil européen de la rechercheTrois chercheurs confirmés du CEA ontété sélectionnés par l’ERC (EuropeanResearch Council), dont la vocation estde soutenir les travaux des chercheurseuropéens les plus créatifs. David Kosower est un des pionniers descalculs analytiques de précision enphysique des particules. Christian Glattli s’intéresse à la physiquequantique des gaz électroniques et àcelle des nanotubes de carbone et dugraphène (sorte de feuillet de carbone). Jean-Luc Starck est un expert detraitement d’images et de méthodesstatistiques pour l’astrophysique et lacosmologie.

1/ Euritrack : EURopean Illicit TRAffickingCountermeasure Kit.2/ Eritr@c : European riposte against crimes.

2

1/ Un chercheur du CEA présente le drone bardé decapteurs, destiné principalement à des missions de sécuritécivile, devant le Ministre de l’Écologie, de l’Énergie, duDéveloppement durable et de l’Aménagement du territoire,Jean-Louis Borloo (au centre), et de l’Administrateur généraladjoint du CEA, Hervé Bernard (à droite).

2/ Portail de détection de matières illicites développépar le consortium européen Euritrack.

© C

EA L

IST

© C

EA L

IST


JEUNES Une opération pilote au CEA

22 CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL

Accompagner les jeunesvers les métiers de la scienceEn partenariat avec deux lycées de l’académie de Versailles,le centre CEA de Saclay mène une action auprès de jeunespour les guider vers des études scientifiques etles accompagner dans leur parcours professionnel.

1

2

tation. » Cette année, le programme sera com-plété afin d’être pérennisé : « nous reprenonsles mêmes actions que l’année dernière avec lanouvelle promotion d'élèves de 1ère et par ail-leurs, une trentaine d’élèves de terminalerepérés l'an dernier par leurs professeurs enfonction de leur motivation pour la sciencebénéficieront d’une aide aux devoirs par desdoctorants de Saclay et d'un accompagne-ment individuel tout au long de l'année »,s’enthousiasme Danièle Imbault.Nouer des liens entre professeurs, scientifiqueset élèves qui porteront des fruits à long terme,telle pourrait être la devise de ce programmeunique en son genre au CEA.

ener une action sociale tout en motivantles élèves à s’engager dans des études

supérieures scientifiques, c’est la mission duprogramme de Conduite accompagnée vers lesmétiers de la science, initié à la rentrée 2007.« Nous avons commencé l’année dernière, avectrois classes de 1ère S du lycée Jean-PierreTimbaud de Brétigny-sur-Orge et trois du lycéeLéonard de Vinci de Saint-Michel-sur-Orge.Dans un premier temps, nous avons favorisé leséchanges entre les élèves et différents acteursde la recherche scientifique, ingénieurs, cher-cheurs et techniciens, à travers des mini-confé-rences, des visites de laboratoires, desrencontres sur le modèle du speed-dating etdes projets pédagogiques (travaux personnelsencadrés), explique Danièle Imbault, pilote duprojet. Les jeunes ont découvert la diversité desparcours scientifiques et aussi la possibilité defaire évoluer leurs choix au fur et à mesure desrencontres et des opportunités. Ça les rassure,eux qui sont à un moment crucial de leur orien-

M

1/ Le 15 septembre dernier, près de 180 élèves de 1ère Set STI des lycées de Brétigny-sur-Orge et de St-Michel-sur-Orge découvraient la diversité des thématiques derecherche du CEA, à Saclay, par le biais d’un tour decentre commenté et de mini-conférences.

2/ Des élèves de 1ère S des deux lycées essonniens ontvisité des laboratoires d’astrophysique et de physiquenucléaire, le 17 avril 2008.©

CEA

, D

IDIE

R T

OU

ZEAU

Une profession en plein boom :physicien médicalGarantir le bon fonctionnement deséquipements de radiothérapie, de médecinenucléaire et de radiologie, c’est la principalemission des 300 physiciens médicauxfrançais. Pour cette profession, il n’existequ’une seule formation, délivrée en quatorzemois par l’Institut national de sciences ettechniques nucléaires du CEA (INSTN), àSaclay. Composée de deux mois de cours

suivis d’un stage, elle est accessible sur concours àdes titulaires d’un master en physique. L’ambitionaffichée par le ministère consiste à doubler lenombre de ces professionnels d’ici 2012. D’où unehausse déjà perceptible des effectifs des étudiants àl’INSTN : 42 en 2007, 55 en 2008. Et peut-êtreune centaine dès 2009 ?

Lancement du master européenen imagerie moléculaireL’Institut national des sciences et techniquesnucléaires propose cette année un nouveau master,dédié à une science en plein essor : l’imageriemoléculaire in vivo. La maîtrise de différentestechniques d’imagerie médicale (nucléaires, optiques,par ultrasons, IRM) permet de combler le fosséséparant l’échelle des protéines et l’organismemalade. Ce master fait partie d’un programmeinternational, soutenu par la Commissioneuropéenne, prévoyant des formations dispenséesen parallèle en Belgique, en Italie et en Grèce.Les enseignements sont en partie assurés par deschercheurs de l’Institut d’imagerie biomédicale duCEA (NeuroSpin et Service hospitalier FrédéricJoliot). Pour en savoir plus : www.e-mmi.eu

Conférence-débat sur l’énergie nucléaireà Saint-Quentin-en-YvelinesQu'est-ce que l'énergie nucléaire ? Commentfonctionne un réacteur nucléaire ? Pourquoi a-t-ondéveloppé cette forme d'énergie ? Ces questionsseront abordées lors de la conférence débat qui aura

lieu jeudi 12 février à 20h30 à la Maison del'environnement de St [email protected]

FNAC VélizyLes jeudis du CEALHC : un géant pour l’infiniment petitAvec Bruno Mansoulié,chercheur au centre CEA de SaclayJeudi 29 janvier à 18h30

Thérapies innovantesau service des maladies génétiquesAvec Leila Maouche-Chrétienet Emmanuel Payen, chercheursau centre CEA de Fontenay-aux-Roses.Jeudi 26 mars à 18h30

se fo

rmer

......

les re

ncon

tres

......

© C

EA,

DID

IER

TO

UZE

AU

Le diamant, un matériau aux propriétés étonnantes ! JEUNES

Des chercheurs cultivent...

le diamant !

CONFÉRENCE CYCLOPE JUNIORS MARDI 10 MARS 2009Faire pousser dudiamant ? Quelle

étrange idée ! C’estpourtant le travail de

l’équipe du LaboratoireCapteurs Diamant du

CEA LIST1. aillés et polis, les diamants sont des bijouxfascinants. Comment la nature les a-t-elle

créés ? Pourquoi sont-ils si rares ? Nous vousinvitons à étudier avec nous les propriétésméconnues de cette pierre qui intéresse leschercheurs : conduction thermique, propaga-tion du son, isolation électrique, etc. Ces qualités hors-normes la rendent irrempla-çable pour certaines applications industrielles,médicales, électroniques ou chimiques.Quels sont les atomes qui composent ce maté-riau extraordinaire ? Comment sont-ils orga-nisés ? Nous décrirons les différents états de lamatière (solide, liquide, gazeux) afin d’ex-plorer l’univers des cristaux de diamant. Nous

aborderons la science des plasmas, les notionsde vide et de pression, pour mieux comprendreles technologies innovantes développées auCEA LIST.Au travers d’expériences scientifiques, vousdécouvrirez la vie du Laboratoire CapteursDiamant et les machines étonnantes avec les-quelles nous faisons pousser de vrais diamants.Cette conférence vous entraînera du monde dela joaillerie à celui de la recherche fondamen-tale et technologique.

T

2

1/ Laboratoire d’Intégration des Systèmes et desTechnologies du centre CEA de Saclay.

INFOS PRATIQUESAccès / ouvert à tous, entrée gratuite.Lieu / Institut national des sciences et techniquesnucléaires. Entrée est du centre (voir plan d’accèsci-dessous).Date et heure / mardi 10 mars 2009 à 20 heures.Organisation et renseignements / Centre CEA deSaclay, Unité communication. Tél. 01 69 08 52 10.Adresse postale : 91191 Gif-sur-Yvette Cedex.

1/ Avant de démarrer l’équipementde synthèse de diamant, le chercheurrègle ses instruments de mesures.

2/ Photographie d’un plasma utilisépour la synthèse du diamant.

3/ Section d'une couche de diamantvue au microscope électronique.

1

3

Par Bertrand Bazin et Samuel Saada, chercheurs au centre CEA de Saclay.

23

© C

EA -

PATR

ICK

GR

IPE

/ SIG

NATU

RES

© C

EA /

LAB

OR

ATO

IRE

CAPTE

UR

S D

IAM

AN

T

© C

EA /

LAB

OR

ATO

IRE

CAPTE

UR

S D

IAM

AN

T


www-centre-saclay.cea.frCentre CEA de Saclay Le Journal / N° 42 / 1er trimestre 2009 / Editeur CEA (Commissariat à l’énergie atomique) Centre de Saclay 91191 Gif-sur-Yvette Cedex

Directeur Yves Caristan / Directrice de la publication Danièle Imbault / Rédacteur en chef Christophe Perrin / Rédactrice en chef adjointe Sophie AstorgIconographie Véronique Gachet / avec la participation de Véronique Gachet, Emilie Gillet, Sylvie Guigon, Etienne Klein, Laurent Lemire, Didier Vilanova

Conception graphique Efil communication (www.efil.fr) / N° ISSN 1276-2776 Centre CEA de Saclay. / Droits de reproduction, textes et illustrations réservés pour tous pays.Impression Gibert-Clarey, imprimeur labellisé Imprim’vert (charte pour la réduction de l’impact environnemental, la traçabilité et le traitement des déchets).

Photo de couverture : © CERN, Maximilien Brice.

Image de la galaxie M74 recueilliepar le télescope spatial Hubble :

les « mouchetis » roses qui décorentles « bras » de cette galaxie spirale,

sont composés de nuages d’hydrogène,« éclairés » par de jeunes étoiles,

très brillantes, présentes en leur sein.© NASA / ESA / STSCI / AURA (THE HUBBLE HERITAGE TEAM)

EXE CEA JOURNAL42 - CEA Saclay · comme l’a qualifiée Robert Aymar4, le direc-teur général du...

Documents

Transcript of EXE CEA JOURNAL42 - CEA Saclay · comme l’a qualifiée Robert Aymar4, le direc-teur général du...