L'ESRF,
entouré de montagnes, fait partie du Polygone Scientifique
de Grenoble qui regroupe également l'ILL (institut
Laue-Langevin), centre de recherche international
spécialisé en sciences et techniques neutroniques
et l'EMBL (Laboratoire Européen de Biologie
Moléculaire). Cet accélérateur circulaire d'électrons crée des rayons X extrêmement intenses, utilisés dans divers domaines pour observer et tenter de comprendre les propriétés de la matière. Nous avons eu la chance de passer 2 jours à l'ESRF et de rencontrer divers intervenants... Nous remercions tout particulièrement Chantal Argoud qui s'est occupée du programme de ces deux journées qui resteront pour nous inoubliables !!! |
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Présentation générale :
L'ESRF est le fruit d'une collaboration entre 18 pays. Sa construction débute en 1988 et les premières "lignes de lumière" commenceront à fonctionner en 1994. C'est la source de lumière synchrotron la plus puissante d'Europe à l'heure actuelle. Le synchrotron de Grenoble offre 40 "lignes de lumière" utilisables par les scientifiques depuis 1998.
Nous aprendrons au cours de notre visite que l'ESRF reçoit chaque année des projets d'expériences de multiples laboratoires de recherche, essentiellement européens et que seul un projet sur deux environ sera finalement retenu. L'équipe de recherche prépare alors son expérience à distance en collaboration étroite avec un ingénieur de l'ESRF qui s'occupe de préparer la "ligne de lumière". Les industriels peuvent également louer "une ligne de lumière" pour 24h ou 48h...
On trouve une quarantaine de synchrotrons dans le monde et une dizaine sont en construction, dont le Synchrotron Soleil en banlieue parisienne.
Principe de fonctionnement du synchrotron :
Des
électrons,
émis par un canon à électrons, sont
accélérés dans un
accélérateur linéaire
appelé "linac", puis rejoignent un
accélérateur circulaire, le "booster synchrotron"
qui les accélère jusqu'à une vitesse
proche de celle de
la lumière. Lorsqu'ils atteignent une énergie de
6 GeV, ils sont injectés dans l'anneau de stockage dans
lequel ils tourneront, dans le vide, pendant des heures.
Différents types d'aimants se trouvent tout le long de
l'anneau de stockage avec chacun un rôle
spécifique : - les aimants de courbure : les électrons sont alors déviés de plusieurs degrés et émettent des rayons X, la lumière synchrotron, dans une direction tangente au rayon de courbure. On obtient ainsi "une ligne de lumière". - les ondulateurs : ils sont constitués de petits aimants juxtaposés et forcent les électrons à onduler. Ils permettent d'obtenir des faisceaux de lumière plus intenses. - Les aimants de focalisation : Ils servent à rendre le faisceau d'électrons le plus fin possible, ce qui permettra d'obtenir une lumière synchrotron très intense. |
Après ces quelques explications, nous visitons la Salle de Contrôle. Le lieu est impressionnant : tout un tas d'ordinateurs et d'écrans affichent diverses informations "colorées" et 2 personnes contrôlent l'ensemble du synchrotron qu'il nous reste maintenant à découvrir...
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Nous découvrons d'abord l'anneau de stockage vu du dessus : sa circonférence est de 844 m... Là encore, c'est impressionnant ! Puis nous descendons à l'étage inférieur et surprise ! Des vélos sont à disposition de tous pour se déplacer à l'intérieur du site et rejoindre les lignes de lumière ! |
Nous
pédalons
jusqu'à la ligne "ID14" pour une présentation en
détails
d'une
ligne de
lumière.
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Chaque "ligne de
lumière" se
décompose en 3 cabines :
- la cabine optique :
juste à la sortie de l'anneau de stockage, elle contient des
instruments d'optique qui doivent être
réglés précisément en
fonction des caractéritiques voulues pour
l'expérience.
- la cabine expérimentale : elle contient le dispositif sur lequel on fixe l'échantillon de matière à soumettre à la lumière synchrotron. Cette salle est extrêment sécurisée et il est bien évidemment impossible d'y pénétrer lors d'émission de rayons X ! - la cabine de contrôle : elle permet aux chercheurs de contrôler l'expérience et de recueillir les données en temps réel. |
Vue du dispositif "porte-échantillon" dans une cabine expérimentale |
Un grand merci à toutes les personnes que nous avons rencontrées là-bas : elles nous ont toutes beaucoup appris. Nous avons profité pleinement de ces deux journées et vous conseillons vivement de visiter ce site si vous en avez l'occasion !!!