Sirius, nouvelle étoile dans l’univers des accélérateurs (2). Rencontre avec Bruno Boizot

L'accélérateur du projet Sirius. Crédit : Ecole polytechnique.
Vous avez été nombreux à apprécier la première « visite » de Sirius, un système d’irradiation, unique au monde de par les capacités de mesure in situ des effets de l’irradiation des matériaux, inauguré en novembre dernier au Laboratoire des Solides Irradiés (LSI), sur le Campus de l'Ecole polytechnique. Nous vous proposons de faire la rencontre avec Bruno Boizot, le chef de projet.

Pour accéder à l’article précédent consacré à Sirius, cliquez ici.

- Que recouvre exactement le projet Sirius ?

Il comporte le renouvellement de l’accélérateur du LSI par un accélérateur Pelletron de nouvelle génération, conçue par la société américaine NEC ; la conception et la mise en œuvre d’un nouveau système de cryogénie pour la réalisation d’irradiations à basse température ; la réalisation de deux lignes d’irradiation associées à un système de repositionnement rapide et fiable de différents bâtis expérimentaux sur les postes d’irradiation ; la mise au point de méthodes d’analyse in situ à partir de mesures électriques, optiques et électrochimiques. Pour les besoins de sécurité, nous avons également conçu des contrôleurs automatiques – des procédures d’ouverture et de fermeture des salles, de mesure de paramètres comme le débit d’eau, la pression, la température…). L’installation peut ainsi être stoppée à tout instant, en cas de non conformité du moindre paramètre

- Est-ce que ces exigences de sécurité sont inhérentes à votre domaine d’activité ou sont-elles rendues plus drastiques par l’environnement du campus de l’École polytechnique, appelé à être fréquenté par d’autres populations ?

Notre installation émet par définition des radiations qui produisent du rayonnement gamma qui, comme chacun sait, est particulièrement nuisible ! Par conséquent et conformément à la réglementation, un zonage de sécurité a dû être défini, ne serait-ce que pour la sécurité du personnel. Car, de fait, nous travaillons dans un environnement humain avec des chercheurs, des ingénieurs et techniciens d’ici ou d’ailleurs, qui seront amenés à faire des expériences, sans oublier le personnel administratif. Il faut permettre à chacun de circuler au sein du laboratoire le plus simplement possible.

- Pouvez-vous rappeler la finalité d’un accélérateur comme le vôtre ?

De façon générale, un accélérateur sert, comme son nom le suggère, à provoquer le vieillissement des matériaux afin de savoir comment leurs propriétés évoluent dans le temps sous l’effet d’irradiations et de rayonnements…. Les résultats de nos études intéressent au premier chef l’industrie nucléaire ou spatiale, qui, pour le bon fonctionnement de leurs équipements et appareils, ont besoin de savoir comment les propriétés physiques des matériaux évoluent sous l’effet des irradiations et des rayonnements auxquels ils sont soumis. La solution la plus simple consiste à effectuer des mesures sur des équipements plusieurs décennies après leur démarrage. Ce qui suppose donc d’attendre très longtemps, de 30 à 50 ans ! Une autre solution consiste à prélever des échantillons de matériaux entrant dans la composition d’un équipement et d’en accélérer le vieillissement sous irradiation pour voir l’évolution de leur structure et de leurs propriétés. Ce vieillissement pouvant porter, suivant les besoins, sur une année, dix ans, cent ans, voire plusieurs milliers d’années. L’avantage de cette solution est de permettre d’anticiper l’évolution des structures et des propriétés des matériaux et d’identifier ainsi les plus résistants pour de futurs équipements.

- En quoi votre système est-il unique au monde ?

Les études portant sur les effets des irradiations procèdent d’ordinaire en deux temps : un premier qui consiste à irradier, un second qui consiste à étudier les effets, mais après coup. Seulement, les matériaux irradiés ne conservent pas forcément la même structure ou les mêmes propriétés après l’étude. Le fait d’observer ce qui se passe pendant l’irradiation permet de gagner en précision sur leur comportement. C’est précisément ce que notre équipe est en mesure de faire en développant des outils d’analyse en temps réel. Cette installation est également unique car elle dispose d’une cellule d’irradiation à très basse température (20K/-250°C).

- On devine combien cet équipement peut intéresser des industriels et des équipes de recherche. Est-ce à dire que vous pourrez en accueillir qui sont extérieurs au Plateau de Saclay ?

Non seulement on le peut, mais on le doit. C’est une des conditions du financement du projet. Quoiqu’en phase de tests, nous accumulons déjà des demandes de faisceaux émanant d’équipes françaises ou étrangères, en particulier japonaises et polonaises.

Notre machine est aussi censée être complémentaire avec les autres accélérateurs existant en France. A ce titre, nous faisons partie du réseau d’accélérateurs EMIR. Complémentaire, elle l’est au sens où elle peut aborder des thèmes de recherche et répondre à d’autres questions que celles dont traitent les autres machines existant sur le territoire.

- Sirius aurait-il pu néanmoins exister ailleurs ou l’écosystème du Plateau le prédisposait-il à être développé ici ?

Sirius tire profit de la présence du CEA dont l’irradiation fait partie des métiers historiques. Il y avait donc une logique à s’installer ici en bénéficiant de surcroît de la proximité de l’École polytechnique et de laboratoires du CNRS.

- Pourquoi avoir opté pour un accélérateur de conception américaine ? Manquons-nous en France des compétences pour concevoir ce type d’équipement ?

Le CEA compte bien un service des accélérateurs. Mais il ne développe pas ce type de machine, capable de fonctionner 300 jours par an, 7 jours sur 7. Sa vocation est de créer des machines pour la recherche, la construction faisant partie intégrante de celle-ci. Ses machines ne sont pas conçues pour un usage industriel, mais pour les besoins spécifiques des équipes de recherche. Quant à la société américaine, elle a une longue expérience dans la fabrication d’accélérateurs stables, avec une durée de vie de 35-40 ans. Je précise que nous en avons assuré le montage avec l’assistance d’un de ses ingénieurs, après avoir suivi nous-mêmes une formation pour en assurer le fonctionnement. En revanche, c’est nous qui avons conçu les instruments de mesure et qui assurerons la programmation permettant d’exploiter les données.

- Quelles échéances vous êtes-vous fixés pour l’entrée en phase opérationnelle ?

Nous en sommes encore en phase de test et de réglage. Laquelle nous a déjà mobilisé plus de 200 jours, 7 j sur 7, 24 h sur 24.

Suite à une panne, nous sommes actuellement à l’arrêt. Une pièce de rechange doit arriver prochainement des Etats-Unis. Ce qui explique que vous ayez pu entrer dans la salle qui abrite l’accélérateur et que l’équipe ait pu être aussi disponible !

Une fois que l’accélérateur sera en état de marche, il s’agira d’accueillir les équipes, de les aider à réaliser leur expérience et, le cas échéant, en aval, à interpréter les résultats. Bref, entre la maintenance et l’accueil, nous aurons de quoi nous occuper. Au premier trimestre 2013, un ingénieur d’études de l’École polytechnique doit d’ailleurs nous rejoindre.

- Que se passe-t-il si l’un d’entre vous devait s’absenter durablement ?

Pour être des spécialistes des solides irradiés, nous n’en sommes pas moins des êtres humains susceptibles de prendre des congés, d’être bloqués sur la ligne du RER B… Et l’équipe étant relativement réduite, il nous faut pouvoir pallier des absences. C’est pourquoi, nous avons été formés pour être à la fois complémentaires et interchangeables. Nous avons suivi des formations de radioprotection pour assurer plusieurs métiers au sein de l’installation. Nous sommes tous habilités à intervenir sur la machine, à régler les manipulations, à emmener le faisceau, accueillir des équipes extérieures. Au final, Sirius nous a amenés à élargir notre champ de compétences à d’autres métiers.

- Quelle a été votre réaction, en 2009, quand vous avez réceptionné les premiers éléments de l’accélérateur ? De l’émotion ?

La réception des premiers composants marquait concrètement le début d’un nouveau commencement. Nous étions donc forcément émus, mais aussi soulagés. Tant que les financements n’étaient pas assurés, nous n’étions sûrs de rien. Or, sans ces financements, c’est l’ensemble des axes de travail du LSI qu’il fallait revoir.

Mais si nous mesurions tout le travail accompli, nous étions aussi conscients de tout ce qu’il restait à faire ! Compte tenu des enjeux, il y a toujours encore un peu de stress !

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