Un SOLEIL dans la recherche française

Publié le 26 mai 2007 et mis à jour le 28 mai 2007 - 7 commentaires -

Ven­dredi der­nier, j’ai eu la chance de pou­voir visi­ter le syn­chro­tron de lumière SOLEIL, situé au sud du CEA de Saclay, à Saint Aubin, dans l’Essonne. L’occasion m’en était don­née par une inter­ven­tion de Roger Fourme, l’un des deux Direc­teurs Scien­ti­fiques de cet établis­se­ment. Roger inter­ve­nait, comme je venais de le faire la veille sur le thème de “L’anticipation des crises”, devant une tren­taine d’élèves du MBA d’HEC. Nos deux inter­ven­tions avaient lieu dans le cadre d’un élec­tif sous la res­pon­sa­bi­lité de Michel Safars, aussi COO d’INRIA Trans­fert. Son ini­tia­tive d’organiser cette petite esca­pade dans un haut lieu de recherche est assez ori­gi­nale pour être citée.

Le syn­chro­tron SOLEIL sert à géné­rer des fais­ceaux de lumière très puis­sants et très denses dans la bande de fré­quence allant de l’infrarouge aux rayons X. On le clas­si­fie dans les “syn­chro­trons de lumière” par oppo­si­tion aux accé­lé­ra­teurs de par­ti­cules, aussi sou­vent des syn­chro­trons (de forme cir­cu­laire avec accé­lé­ra­tion). Ces der­niers envoient des par­ti­cules élémen­taires les unes contre les autres pour explo­rer et décor­ti­quer la matière dans l’infiniment petit. Tan­dis qu’un syn­chro­tron de lumière sert à étudier le contenu de la matière avec de la lumière. Mais son fonc­tion­ne­ment démarre aussi par l’accélération de par­ti­cules, des électrons.

SOLEIL est un gros pro­jet à l’échelle fran­çaise. Il repré­sente un inves­tis­se­ment d’environ 500m€ - de sa construc­tion jusqu’à 2009 - finan­cés par l’Etat (CNRS, CEA), la région Ile de France et celle du Centre ainsi que par le conseil géné­ral de l’Essonne. Son bud­get annuel de fonc­tion­ne­ment est de moins de 50m€. Par com­pa­rai­son, le CERN qui est le plus gros centre d’accélérateurs de par­ti­cules au monde repré­sente un bud­get annuel de près de 600m€ et il occupe 2400 per­sonnes. La contri­bu­tion de la France à son finan­ce­ment est de 15%, que l’on retrouve dans le bud­get de la recherche publique française.

Le centre de recherche Soleil a été inau­guré par Jacques Chi­rac le 18 décembre 2006. Il a un sta­tut ori­gi­nal de société pri­vée qui lui donne donc une cer­taine auto­no­mie de fonc­tion­ne­ment. Le mana­ge­ment des quelques 400 per­sonnes du centre fonc­tionne ainsi sur des bases que l’on retrouve dans le monde de l’entreprise, notam­ment le recru­te­ment et l’évaluation des collaborateurs.

Il existe une dizaine de centres équi­va­lents à SOLEIL dans le monde, dont un à Gre­noble mais qui ne couvre pas l’ensemble des besoins scien­ti­fiques en France car la France qui n’est qu’un des contri­bu­teurs à son finan­ce­ment ne peut en uti­li­ser que 20% de la capa­cité. Et les deux syn­chro­trons sont com­plé­men­taires: celui de Gre­noble couvre les rayons X “durs” (à forte éner­gie) et celui de SOLEIL des­cend plus bas en fré­quences, jusqu’à l’ultra-violet, au visible et à l’infrarouge.

A quoi cela sert-il?

Le Centre est un outil de tra­vail pour la recherche fon­da­men­tale comme pour la recherche appli­quée. Il est mis gra­tui­te­ment à la dis­po­si­tion des scien­ti­fiques fran­çais et de manière payante pour les autres.

• Dans la recherche fon­da­men­tale, SOLEIL per­met de mener des expé­riences dans la phy­sique, la chi­mie, les sciences des maté­riaux ainsi que celles du vivant. Il couvre égale­ment les sciences de la terre et de l’atmosphère.
• Dans la recherche appli­quée, SOLEIL couvre la phar­ma­cie, la santé, la chi­mie, l’environnement, le nucléaire, l’automobile, mais aussi les nano­tech­no­lo­gies, la micro­mé­ca­nique et la micro­élec­tro­nique. Des entre­prises pri­vées comme L’Oréal viennent tes­ter les inter­ac­tions entre leurs cos­mé­tiques et la peau avec cet outil!

Il est fas­ci­nant de voir ce que l’on peut faire à par­tir d’un micro­fais­ceau de lumière! Voici un échan­tillon de la diver­sité des appli­ca­tions rien que dans la recherche appli­quées indus­trielle d’un simple fais­ceau de lumière:

• Tran­si­tions de phases des lipides dans le beurre et le chocolat (!)
• Ana­lyse de la fer­men­ta­tion et de la cuis­son du pain
• Ana­lyse de l’architecture molé­cu­laire de la peau et des cheveux
• Suivi après appli­ca­tion de pro­duits cosmétiques
• Effet du condi­tion­ne­ment sur les cosmétiques
• Etude du vieillis­se­ment de médicaments
• Suivi de réac­tions chi­miques en temps réel et mise en évidence de pro­duits transitoires
• Contrôle de conta­mi­na­tion métal­lique dans la micro-électronique
• Vieillis­se­ment des maté­riaux, poro­sité, dif­fu­sion, corrosion
• Ana­lyse de ciments, bétons, notam­ment de l’effet d’additifs lors de leur prise
• Etudes de fibres natu­relles et biomimétiques

Com­ment cela marche?

Le rayon­ne­ment syn­chro­tron est une lumière visible ou invi­sible émise par des élec­trons rela­ti­vistes - dont la vitesse approche celle de la lumière - de très haute éner­gie. Ces élec­trons sont lan­cés par un injec­teur dans un anneau de sto­ckage de 180m de dia­mètre, en fait un poly­gone donc chaque angle est consti­tué de puis­sants aimants qui dévient la tra­jec­toire des élec­trons et entre cer­tains aimants, de sys­tèmes d’accélération des élec­trons pour main­te­nir leur énergie.

En tour­nant dans le syn­chro­tron, les élec­trons perdent de l’énergie sous forme de lumière : « le rayon­ne­ment syn­chro­tron » qui est dirigé, sélec­tionné et condi­tionné par des sys­tèmes optiques vers les sta­tions expé­ri­men­tales au niveau des lignes de lumière. Il y aura plus d’une ving­taine de telles sta­tions autour du syn­chro­tron, cha­cune étant dédiée à une expé­rience donnée.

Le plus mys­té­rieux pour le pro­fane que je suis réside dans le moyen d’analyse des résul­tats des expé­riences. Ils semblent rele­ver à la fois de l’imagerie et de la spec­tro­gra­phie. Le centre est ainsi équipé de divers micro­scopes et spec­tro­graphes per­met­tant de mener l’exploration de la matière comme du vivant : micro-spectroscopie infra­rouge, spec­tro­sco­pie ultra-violette, micro-fluorescence rayons X, micro-diffraction par rayons X, radio­gra­phies à rayons X, UV ou IR à fort contraste, micro-tomographie.

Le détail des expli­ca­tions est ici!

Le bâti­ment qui loge le syn­chro­tron est situé à peine à 1 Km de la natio­nale N118, à la hau­teur de Gif sur Yvette. Il est assez impres­sion­nant tant de l’extérieur (ci-dessous)…

Qu’à l’intérieur (pano­ra­mique ci-dessous). Son archi­tec­ture est à la mode et “écolo­gique” avec un toit en bois. Mais avec force iso­la­tion car la tem­pé­ra­ture interne doit res­ter à 21°C toute l’année pour sta­bi­li­ser le fais­ceau d’électrons. Par ailleurs, les vibra­tions qui pro­viennent de la N118 sont absor­bées par une dalle de béton de 80cm d’épaisseur et des pieux de plu­sieurs mètres de profondeur.

On voit ci-dessous l’une des lignes de lumière pilotes :

Et juste après, dans un coin, quelques babasses, pro­ba­ble­ment les ser­veurs de cal­cul du centre:

Ce qui était éton­nant dans cette visite de SOLEIL qui est tout neuf, c’est de consta­ter le contraste entre l’image pous­sié­reuse et “pauvre” de la recherche fran­çaise et la moder­nité et, au pre­mier abord, les bonnes condi­tions de tra­vail sur le site. Cela montre que tout n’est pas noir dans la recherche fran­çaise! Ou qu’il y a des privilégiés…

La confé­rence de Roger Fourme

Roger nous a sur­tout expli­qué l’origine du centre, son uti­lité scien­ti­fique autant dans la recherche fon­da­men­tale que pour la recherche appli­quée. Il nous a décrit le mode de fonc­tion­ne­ment du centre qui est encore en phase de “bêta test” avec quelques lignes de lumières en test. L’ensemble sera opé­ra­tion­nel cou­rant 2007 et les lignes de lumière seront ajou­tées pro­gres­si­ve­ment pour dépas­ser la vingtaine.

Roger Fourme - tout comme Michel Safars - sou­hai­taient sur­tout faire pas­ser un mes­sage sur le besoin de mieux relier la recherche aux entre­pre­neurs. Les nom­breux exemples d’application des recherches menées au sein de SOLEIL étaient de bons exemples de ce lien potentiel.

Roger a aussi raconté les aléas poli­tiques qui ont retardé la construc­tion  de SOLEIL entre 1997 et 2000. Claude Allègre qui était alors en charge du Minis­tère de l’Education et de la Recherche s’y était opposé. Il pré­fé­rait une solu­tion de mutua­li­sa­tion avec les anglais de cet inves­tis­se­ment coû­teux, approche au pas­sage simi­laire à celle de sa grande amie Ségo­lène Royal sur la construc­tion du second porte avions nucléaire fran­çais. Mais cette mutua­li­sa­tion n’avait fina­le­ment pas beau­coup de sens au vu de la capa­cité de “pro­duc­tion” de chaque centre et des besoins de chaque pays. Résul­tat, la construc­tion a été relan­cée après le départ d’Allègre, pro­vo­qué pour d’autres rai­sons d’ailleurs, par son rem­pla­çant Roger-Gérard Schwarzenberg.

Roger Fourme a aussi insisté sur le rôle cri­tique de la recherche fon­da­men­tale dans l’innovation et sur le besoin de faire plus confiance aux cher­cheurs dans les équipes de mana­ge­ment des entre­prises. Il dénonce au pas­sage le sys­tème des grandes écoles, qui ont un quasi-monopole d’approvisionnement des “classes diri­geantes”. Mais des établis­se­ments qui ne poussent pas une culture du recherche alors que celle-ci est bien plus valo­ri­sée ailleurs. Aux USA, un PhD a de la valeur. En Alle­magne, un patron est sou­vent un “Doctor”.

Comme chaque maillon de la chaine de l’innovation, il prêche un peu pour sa cha­pelle. J’ai ten­dance à pen­ser que ce qui pour­rait amé­lio­rer la pro­duc­tion et la dif­fu­sion d’innovations  en France relève plus de l’intégration entre les maillons que l’investissement pro­pre­ment dit dans chaque maillon. Il faut rap­pro­cher les cher­cheurs des “gens du busi­ness”, faire décou­vrir le monde de l’entreprise aux cher­cheurs, les décloi­son­ner, créer des pôles d’excellence (com­pé­ti­vité?) où les dis­ci­pline et les métiers se rencontrent.

Le cercle ver­tueux de l’innovation est assez sub­til et entre­mêlé. Si on prend l’exemple sou­vent réfé­rant des USA, nous avons une com­bi­nai­son entre:

• Des uni­ver­sité pri­vées qui font de la recherche de très haut niveau et sont finan­cées à la fois par des entre­prises, des contrats publics, et les anciens élèves dont les dons sont défis­ca­li­sés. Une uni­ver­sité comme Har­vard gère un fond de pla­ce­ment de $20B (20 mil­liards), qui finance son fonc­tion­ne­ment et les bourses des élèves!
• Des uni­ver­si­tés plu­ri­dis­ci­pli­naires capables de ras­sem­bler une masse cri­tique de talents (du monde entier) dans les sciences, le busi­ness, le droit, la santé. Ainsi, il est plus facile là bas de lan­cer un pro­jet, notam­ment de créa­tion d’entreprise, avec les talents néces­saires qui sont “sous la main”.
• Des étudiants qui payent leurs études, sont sélec­tion­nés à l’entrée et sont consi­dé­rés comme étant des clients. Ce qui créé, au moins au niveau des uni­ver­si­tés les plus pres­ti­gieuses, un sys­tème de sélec­tion simi­laire à celui des grandes écoles en France. Et au pas­sage génère un très haut niveau d’exigence pour les enseignants-chercheurs.
• Des prêts ban­caires et bourses qui limitent les effets de la sélec­tion sociale.
• Des pépi­nières d’entreprises autour des uni­ver­si­tés. La plus connue étant la Sili­con Val­ley, située autour de Stan­ford. Mais aussi la région de Bos­ton avec le MIT et Har­vard. Et il n’y en a pas 67…
• Des inves­tis­seurs en capi­tal risque qui en sont à leur dixième géné­ra­tion d’investissements. Leur cadre juri­dique a été créé par le fameux Small Busi­ness Act dont la pre­mière mou­ture a été votée en 1953. Deux ans avant la nais­sance de Nico­las Sarkozy… !
• Le plus grand mar­ché inté­rieur homo­gène au monde. Alors que la France vit dans l’illusion de son mar­ché inté­rieur, ni trop petit pour s’en déta­cher, ni assez grand pour en vivre sainement.

Et j’en oublie sûre­ment. On peut aussi ajou­ter des aspects cultu­rels comme une rela­tion à l’argent et à la réus­site sans com­mune mesure avec celle de la culture fran­çaise. Et puis, bien entendu, le rôle de la langue anglaise.

Mais on sait que le modèle amé­ri­cain n’est ni par­fait ni pérenne. Son ensei­gne­ment secon­daire se porte mal, comme chez nous. Et les pays d’Asie les concur­rencent autant en qua­lité qu’en quantité.

Pour reve­nir à SOLEIL, il a le béné­fice d’un endroit bien choisi: au centre de la sili­con val­ley uni­ver­si­taire fran­çaise avec la Fac d’Orsay, Supe­lec, Poly­tech­nique, le CEA, HEC, tout cela à quelques kilo­mètres à la ronde. Il ne reste plus que des star­tups et quelques CISCO ou Google, et cela serait parfait…

Publié le 26 mai 2007 Post de Olivier Ezratty | France, Technologie | 7 commentaires