Baptisé SLS 2.0, le projet d’upgrade de la Source de Lumière Suisse SLS, qui doit durer plusieurs années, est en cours à l’Institut Paul Scherrer PSI. Dès 2025, la grande installation de recherche SLS produira de la lumière de type rayons X encore plus intense qu’aujourd’hui. Les premiers aimants décisifs à cet égard viennent d’arriver. Par ailleurs, le Canton d’Argovie a débloqué 9,75 millions de francs pour le budget.
(Photo: Institut Paul Scherrer/Mahir Dzambegovic)
Des mesures sont encore en cours à la Source de Lumière Suisse SLS. Mais les préparatifs de transformation vont bon train depuis longtemps en arrière-plan. Ce n’est qu’à l’automne 2023 que la période appelée «dark time» doit commencer: les machines seront alors arrêtées et, pendant une bonne année, il n’y aura plus de lumière de type rayons X ni dans les lignes de faisceau ni dans les différentes stations expérimentales alors que l’anneau de stockage d’électrons de la SLS et d’autres composants seront complètement démantelés et reconstruits.
Le point central est le renouvellement des systèmes magnétiques. La SLS génère une lumière de type rayons X pour la recherche en accélérant d’abord des électrons, puis en les maintenant sur une trajectoire circulaire à 99,999 998 % de la vitesse de la lumière au moyen d’aimants particuliers dans l’anneau de stockage des électrons et en les stimulant pour qu’ils émettent les rayons X dont la recherche a besoin. La précision des aimants est alors décisive pour que les électrons se maintiennent exactement sur la trajectoire dans un faisceau très étroit.
Des aimants qui maintiennent les électrons sur leur trajectoire
En tout, plus de 1000 nouveaux aimants seront intégrés à l’anneau de stockage d’électrons durant la mise à niveau. Environ 400 d’entre eux sont des aimants permanents, les quelque 600 autres sont différents types d’électroaimants. Tous ces aimants ont été conçus et seront assemblés en partie au PSI, les électroaimants étant produits par une entreprise externe. Depuis avril 2022, ces derniers sont en cours de qualification au PSI. Des spécialistes de la section Aimants, placée sous la direction de Stéphane Sanfilippo, réceptionnent et mesurent actuellement les composants et le champ magnétique qu’ils produisent à l'aide de méthodes ultramodernes.
«Actuellement nous mesurons le champ magnétique des premiers électroaimants quadripolaires en utilisant, entre autres, la méthode de la bobine tournante, explique Stéphane Sanfilippo. Chacun de ces quelque 1000 aimants portera un numéro d’identification unique, pour lequel nous saisirons dans une banque de données les propriétés magnétiques et d’autres résultats de mesure. Chaque fois que la SLS 2.0 devra être ultérieurement corrigée ou optimisée, les données nécessaires seront disponibles à tout moment.»
L’upgrade de la ligne de faisceau TOMCAT est assuré
Une autre nouveauté témoigne de l’avancement du projet SLS 2.0: le Canton d’Argovie a annoncé le 6 mai 2022 qu’il débloquait les 9,75 millions de francs nécessaires pour le renouvellement de la ligne de faisceau TOMCAT où, ces dernières années déjà, des recherches de pointe en microscopie tomographique et en examens radiologiques cohérents ont été menées avec succès. Le Canton d’Argovie et le PSI travaillent ainsi main dans la main pour créer un écosystème technologique vivant qui accélère les innovations et stimule la croissance économique.
Le financement de la transformation fondamentale de la SLS est d’ores et déjà assuré par la Confédération à hauteur de 129 millions de francs dans le cadre du message FRI 2021–2024 et contient l’adaptation d’une sélection de lignes de faisceaux.
Depuis sa mise en service en 2001, la SLS occupe une place dans le peloton de tête international et est à la disposition de chercheurs invités du monde entier selon le principe de l’excellence scientifique. Les résultats de recherche obtenus ici ont déjà contribué à différents prix Nobel. Diverses lignes de faisceaux de la SLS permettent par exemple d’étudier les propriétés électroniques et magnétiques des matériaux qui pourraient s’avérer utiles pour la prochaine génération d’appareils électroniques. Auprès d’autres stations expérimentales, les chercheurs sont spécialisés dans les visualisations 3D non destructives avec une résolution de quelques nanomètres. Ailleurs encore, il est possible de décrypter la structure de protéines, ces importants éléments constitutifs vitaux dont la connaissance précise contribue au développement de nouveaux principes actifs médicaux et de vaccins. Le projet de mise à niveau SLS 2.0 permettra de multiplier par 40 la qualité des rayons X utilisés pour la recherche. Ainsi, une recherche extrêmement actuelle restera possible ici dans les décennies à venir.
Texte: Institut Paul Scherrer/Laura Hennemann
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