J’ai été amené à visiter à Saint Aubin sur le plateau de Saclay, à coté de Paris, le “synchrotron  SOLEIL”  et les laboratoires de recherche correspondants, installation extraordinaire qui a été mise en service en 2006 et j’ai pensé qu’un petit compte-rendu vous intéresserait peut être, à condition que je simplifie le plus possible les explications.



    “Soleil” est un sigle qui veut dire “Source Optimisée de Lumière d'Énergie Intermédiaire du LURE”, le LURE étant le laboratoire de recherche qui a précédé Soleil, mais cela ne vous apprend pas grand chose.
    SOLEIL, son nom est évocateur, car c’est une source de lumière extrêmement puissante (ponctuellement 10 000 fois plus puissante que notre soleil), qui permet d’explorer la matière afin de mieux connaître sa structure et ses propriétés. Mais c’est non seulement de la lumière “visible”, mais surtout des ultraviolets et rayons X (donc plus énergiques).
    Plus concrètement, c’est un centre de recherche au service de nombreux chercheurs, mais aussi de l’industrie, dans de nombreux domaines.

    Dans un anneau d’un peu plus de 100 mètres de diamètre et 354 mètres de circonférence, des électrons de très haute énergie sont soumis à l’action de champs magnétiques pour courber leurs trajectoires. Ils perdent alors de leur énergie, libérée sous la forme d’un rayonnement lumineux, de l’infrarouge aux rayons X, en passant par les ultraviolets et la lumière visible.



    Dans les divers emplacements de recherche, les photons émis viennent frapper un échantillon (objet, matériau, cellules vivantes, surface…) et permettent ainsi d’étudier d’une part sa géométrie en surface ou en volume, et d’autre part ses propriétés physico-chimiques.
    Sonde exceptionnelle pour étudier la structure de matériaux, Soleil est notamment utilisé en physique, pour l’étude des propriétés électroniques et magnétiques,  et fait progresser les recherches fondamentales et appliquées, par exemple vers une nouvelle électronique et le stockage magnétique d’informations à ultra-haute densité.
    En médecine et en biologie, il est utilisé pour la recherche de nouveaux médicaments, l’imagerie des vaisseaux sanguins, des tissus osseux ou des constituants de la cellule.
    La chimie profite aussi de cette technologie de haut niveau : détection de substances polluantes dans l’environnement, optimisation du fonctionnement des pots catalytiques des voitures, élaboration de nouveaux matériaux.....
    La géophysique bénéficie également des performances de cet outil, pour approfondir la connaissance de la structure des matériaux du manteau terrestre.
    L’étude d’objets d’Art et du Patrimoine permet de caractériser leur composition et par exemple de vérifier l’authenticité de tableaux de maîtres.
    Dans le prochain article, je vous expliquerai comment on produit ces rayonnements.

    “Soleil” est une société civile, dont les deux actionnaires sont le Centre National de Recherche Scientifique (CNRS) et le Commissariat à l’Energie Atomique (CEA), mais elle est aussi aidée par la région Ile de France.
    Elle emploie 350 personnes dont 80% sont des personnels de haut niveau, chercheurs, ingénieurs et techniciens. et en outre une cinquantaine de doctorants ou post-doctorants.
    De plus, près de 2000 scientifiques extérieurs viennent chaque année faire des expérimentations, de France et de l’étranger, du monde de la recherche public et privé, et de l’industrie.

    Soleil a été implanté sur le plateau de Saclay car l’anneau du synchrotron doit être d’une stabilité exceptionnelle et la géologie du plateau permettait d’assurer cette stabilité (à grand renfort de béton et de piliers enfoncés dans le sol; la dalle de béton ne doit pas se déformer de plus de 0,1 mm dans le temps)..
    Il est implanté à coté du centre du CEA et près des grandes écoles regroupées sur le plateau et de la faculté d’Orsay, ce qui représente une concentration favorable au plan scientifique.

     Il existe d’autres synchrotrons dans le monde et en Europe (cf la carte ci contre) et notamment à l’ERSF, en France à Grenoble, qui fonctionne depuis 1994.
    L’ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), auquel la France contribue à hauteur de 25%, ne permettait malheureusement pas de couvrir l’ensemble des besoins de la communauté scientifique française.
    Le synchrotron SOLEIL apporte donc une seconde source de rayonnement synchrotron de très haute technologie.

    Je vais essayer de vous décrire l’installation dans mes deux prochains articles, le plus simplement possible, et avec des images, pour que, même si vous n'avez pas de connaissances dans ce domaine, vous sachiez comment fonctionne ce synchrotron..