Un vaste chantier vient de commencer pour augmenter les capacités du grand collisionneur de hadrons.

Le grand collisionneur de hadrons (LHC) de l’organisation européenne pour la recherche nucléaire (Cern) fait l’objet, depuis le mois d’avril, de travaux visant à multiplier par 10 sa luminosité, soit sa capacité à provoquer des collisions de particules. « À titre d’exemple, le LHC produira chaque année, au moins 15 millions de bosons de Higgs, contre environ 3 millions en 2017 », explique le Cern sur son site internet. De quoi augmenter significativement le nombre de données exploitables par les scientifiques.

Le chantier doit s’étaler sur plus de quatre ans, avec des travaux souterrains et de surface. La partie souterraine a déjà démarré et concerne les sites de l’expérience Atlas à Meyrin, en Suisse (point 1 du LHC) et de l’expérience CMS à Cessy, en France (point 5 du LHC). « Sur chaque site, les constructions souterraines consistent en un puits d’une profondeur d’environ 80 mètres, un hall souterrain de service qui abritera notamment les équipements de cryogénie de 40 mètres, une galerie de 300 mètres de long pour les équipements électriques, les convertisseurs de puissance, ainsi que quatre galeries d’environ 50 mètres de long reliant les nouveaux ouvrages d’art au tunnel de l’accélérateur. Ces dernières abriteront des équipements spécifiques, comme les équipements de radiofréquence. Environ 100 000 mètres cubes de terre vont être excavés », détaille Isabel Bejar Alonso, responsable configuration, qualité et sourcing du Cern, également chargée de communication.

Entreprises locales

Le gros œuvre s’étalera jusqu’en 2020, voire 2021 avec les finitions. Suivront alors les travaux de surface, jusqu’en 2023. Il s’agira de construire cinq nouveaux bâtiments, représentant une surface totale de 2 800 mètres carrés. « Ceux-ci abriteront les équipements de refroidissement et ventilation ou encore des équipements électriques, précise Isabel Bejar Alonso. Deux groupements d’entreprises ont remporté les appels d’offres pour le génie civil. Ils emploieront chacun en moyen 50 personnes et jusqu’à 70 personnes sur chaque site pendant les pics d’activité. Le Cern fait beaucoup appel à des entreprises locales pour ses travaux. En 2017, 200 entreprises françaises ont travaillé sur le projet, dont 85 % sont des PME. »

Innovation

Ces travaux n’ont d’autre objectif que de permettre d’installer sur le LHC, des équipements plus performants, notamment de nouveaux aimants quadripôles à la fois plus puissants et plus compacts, avec une intensité de 12 teslas contre 8 auparavant, de nouvelles cavités supraconductrices et de nouveaux collimateurs dont le matériau engendre moins de perturbations électromagnétiques sur le faisceau. « Toutes ces technologies sont nouvelles. Il a fallu les inventer. Nos ingénieurs y travaillent depuis 2011. Cela peut paraître long, mais c’est en fait assez rapide. En l’espace de quatre à cinq ans, nous sommes passés de quelque chose de théorique à quelque chose de démontré et qui fonctionne », note Isabel Bejar Alonso.

Et ces innovations trouveront sans doute de nouvelles applications. « Généralement, les avancées du Cern profitent au secteur médical, soit aux outils de diagnostic, soit à la lutte contre le cancer », relève Isabel Bejar Alonso pour qui les nouveaux aimants pourront servir à l’imagerie médicale. « Les scanners 3D en couleur que l’on trouve aujourd’hui sont nés au Cern, il y a 25 ans. » Quant aux matériaux supraconducteurs, ils pourraient servir à améliorer les performances des éoliennes ou être appliqués au transport de l’énergie.

Le budget matériel pour l’accélérateur est de 950 millions de francs suisses entre 2015 et 2026, avec un budget du Cern constant.

Formation

C’est l’autre valeur ajoutée de ces travaux de recherche. Le Cern forme énormément. Quelque 200 étudiants et jeunes ingénieurs passent entre ses murs chaque année. Ils pourront plus tard apporter leurs connaissances à l’industrie de pointe, en électromécanique, en mécatronique, etc.

Par Sébastien Jacquart