Le professeur Christian Rüegg est le nouveau directeur de l’Institut Paul Scherrer

Le PSI développe, construit et exploite des grandes installations de recherche complexes et les met à disposition de la communauté scientifique nationale et internationale. Les domaines de recherche de l’institut sont centrés sur la matière et les matériaux, l’énergie et l’environnement ainsi que la santé humaine. Au total, le PSI emploie 2100 personnes, ce qui fait de lui le plus grand centre de recherche de Suisse. Le PSI fait partie du domaine des EPF, les autres membres étant l’ETH Zurich, l’EPF Lausanne, l’Eawag, l’Empa et le WSL.

Dans les milieux scientifiques du monde entier, l’institut jouit d’une excellente réputation. Ses quatre grandes installations de recherche n’ont pas leur équivalent en Suisse et certains appareils du PSI sont même uniques au monde.

Plans d’avenir

Christian Rüegg a déjà des plans pour maintenir l’institut à la tête du classement international: un upgrade sera ainsi offert à la Source de Lumière Suisse SLS pour que, dans dix ans, elle continue de figurer, comme aujourd’hui, parmi les meilleures installations du genre. Pour ce faire, la concentration de la lumière de type rayons X qu’elle produit devrait être améliorée d’un facteur 40. L’upgrade permettra de rétrécir le diamètre du faisceau de rayons X et donnera la possibilité aux chercheurs qui travaillent à la SLS d’affûter encore leur regard sur l’intérieur des matériaux pour analyser leurs propriétés. Les connaissances ainsi obtenues sont susceptibles d’être utilisées pour le développement de nouvelles technologies ou de nouveaux médicaments. Ainsi, à l’heure actuelle, la SLS est à disposition des chercheurs qui s’efforcent de déterminer les structures moléculaires et les structures des protéines du coronavirus.

De nouveaux matériaux sont aussi analysés à la source de neutrons de spallation SINQ du PSI. Le fait que les neutrons permettent de bien voir à travers les métaux est particulièrement intéressant, car il est très difficile d’y arriver avec de la lumière de type rayons X. Ces possibilités permettent de contribuer au développement de nouveaux matériaux et d’appuyer les archéologues pour résoudre certaines énigmes historiques. L’optique neutronique dans la SINQ est en train d’être modernisée. C’est elle qui guide les neutrons de la source de spallation jusqu’aux instruments où les expériences ont lieu. Le prochain objectif est de moderniser ces instruments. Quatre d’entre eux sont en train d’être équipés de technologies dernier cri développées directement par les chercheurs au PSI, dans le cadre d’une collaboration internationale.

Le nouveau directeur du PSI a aussi des plans ambitieux pour le SwissFEL, la plus récente des grandes installations de recherche du PSI. «L’expérience montre qu’il faut environ huit ans pour qu’une installation de recherche complexe qui vient d’être mise en service se développe et atteigne sa pleine maturité, rappelle Christian Rüegg. Pendant cette période, le SwissFEL va se hisser parmi les installations de mesure les plus pointues du monde pour l’analyse de processus ultrarapides.» Telle est sa conviction. Ces processus, ce sont des modifications qui se jouent à l’échelle de molécules, voire d’atomes, et qui sont si rapides que jusqu’ici il était impossible de les observer. Le SwissFEL permet non seulement d’observer l’avant et l’après d’un processus, mais aussi le moment de la modification proprement dite, par exemple au cours d’une réaction chimique. Les chercheurs parlent d’«état hors équilibre». Si l’on comprend précisément ce qui se passe dans cet état, ce savoir peut être exploité pour la conception de nouveaux principes actifs pharmaceutiques.

Christian Rüegg estime que le PSI est en tête de file dans l’élaboration de solutions pour les grands défis technologiques dont s’assortit la mise en œuvre de la Stratégie énergétique 2050 en Suisse. Dans le cadre du nouveau programme de soutien SWEET de l’Office fédéral de l’énergie, l’institut va se concentrer sur certaines questions technologiques et l’intégration au système des énergies renouvelables. La priorité est à la recherche sur le stockage de l’énergie et son efficacité ainsi qu’à la recherche sur les services énergétiques qui sont nécessaires pour stabiliser le réseau.

Le nouveau directeur résume ainsi le large éventail thématique sur lequel porte la recherche au PSI: «La combinaison unique de grandes installations de recherche extrêmement puissantes et du savoir-faire réuni de nos chercheurs, de nos ingénieurs, de nos techniciens et de nos apprentis nous permet d’obtenir de nouvelles connaissances dans le domaine de la recherche fondamentale, souligne-t-il. D’un autre côté, grâce à ces connaissances, nous sommes aussi en mesure de développer des applications qui facilitent la vie de beaucoup de personnes et permettent même de sauver des vies.» Le PSI contribue ainsi à améliorer l’efficacité énergétique des batteries, à identifier de nouvelles méthodes thérapeutiques dans le domaine de la protonthérapie ou de la radiothérapie métabolique pour certains patients cancéreux, mais aussi à construire des nanorobots dont les mouvements peuvent être contrôlés par champs magnétiques interposés. En recherche fondamentale, l’institut fait par exemple œuvre de pionnier dans le décryptage des propriétés quantiques de certains matériaux magnétiques et l’élucidation de la structure fondamentale de la matière.

Cette grande diversité de l’activité de recherche génère de gigantesques quantités de données au cours des mesures conduites à cet effet. Si l’on veut pouvoir tirer des enseignements utiles à la société à partir de ces résultats scientifiques, il faut analyser ces données. «Or si les sciences informatiques ne connaissent pas la même progression que les possibilités expérimentales, il existe un risque de goulot d’étranglement, avertit Christian Rüegg. Nous devons tenir compte de cette réalité et donc renforcer notre engagement dans ce domaine. C’est ce que nous faisons en collaborant avec d’autres institutions du domaine des EPF et l’industrie. Cela inclut aussi la formation de la prochaine génération.»

Carrière

Originaire du canton d’Argovie, Christian Rüegg a étudié la physique à l’ETH Zurich et décroché son doctorat en 2005 au Laboratoire de diffusion neutronique de l’ETH Zurich et du PSI. Il a ensuite travaillé de 2005 à 2011 à l’University College London (UCL) au centre de nanotechnologie, où il a été Royal Society University Research Fellow, assistant et professeur associé. De 2011 à 2016, il a dirigé le Laboratoire de diffusion neutronique et d’imagerie au PSI. Depuis 2017, il est à la tête de la division Recherche avec neutrons et muons au PSI et membre de la direction du PSI depuis mai 2018. Il est par ailleurs professeur à l’Université de Genève et occupera désormais une chaire commune à l’ETH Zurich et l’EPFL. Spécialiste de physique des solides, Christian Rüegg travaille sur les phénomènes quantiques dans le magnétisme. Ses travaux ont été récompensés par plusieurs prix scientifiques prestigieux, dont le Lewy-Bertaut Prize et le Nicolas Kurze European Science Prize, ou encore une bourse ERC. Il a contribué de manière décisive à l’utilisation et au développement de l’instrumentation à la source suisse de neutrons SINQ et aux sources européennes de neutrons ILL et ESS. Il représente aussi ce domaine de la recherche dans de nombreux organismes internationaux. Christian Rüegg vit à Aarau avec sa compagne, elle-même anesthésiste, et leur fils. Ils attachent tous les deux de l’importance à l’égalité des chances entre femmes et hommes.

Texte: Institut Paul Scherrer/Dagmar Baroke