Le GANIL place la France parmi les meilleurs laboratoires de recherche mondiaux dans le domaine de la physique nucléaire. Aujourd’hui, la plate-forme ARIBE, son extension pour les faisceaux à très basses énergies, va se moderniser pour décupler les capacités de recherche du grand accélérateur.

Un bâtiment intégré

Un bâtiment intégré
La future extension du bâtiment ARIBE a été dessinée par l’Agence Schneider, Architectes et Urbanistes de Caen. La construction de 150m2 est classique dans sa forme et sa structure. L’extension a été conçue pour s’intégrer dans le site en reprenant la trame verticale du hall D existant. Les architectes ont dû, en revanche, connecter les réseaux (électricité, fibre optique, eau décarbonatée…). La livraison du bâtiment est prévue pour la fin de l’année 2009.

La référence mondiale est caennaise. Depuis 2005, l’Accélérateur pour la Recherche Interdisciplinaire avec les ions de Basse Energie (ARIBE) (1), la plate-forme du GANIL (2) dédiée aux recherches interdisciplinaires avec des ions de basses énergies (moins de 1 MeV d’énergie totale), favorise l’étude des interactions des ions lents multichargés avec la matière. ” Depuis sa création, ARIBE, adossé au Centre de Recherche sur les Ions, les Matériaux et la Photonique (CIMAP – Laboratoire CEA, CNRS, ENSICAEN, UCBN), a ouvert de vastes champs de recherche et d’innovation, de la physique atomique à la biologie, des nanotechnologies aux traitements de surface, souligne Bernd Huber, chercheur responsable d’ARIBE. Aujourd’hui, notre hall d’expérience est l’un des plus performants au monde pour les études sur les interactions ions – atomes, ions -molécules, ions – surfaces et ions – matériaux, induites par des ions multichargés de très basse énergie “.

Les quatre sources d’ions (3) d’ARIBE intéressent, à la fois, les équipes de recherche fondamentale et appliquée qui ont besoin des différents niveaux d’énergie et type d’ions accessibles dans cette installation. ” Nos lignes sont ouvertes à l’ensemble de la communauté scientifique internationale, insiste Laurent Maunoury, ingénieur de recherche CNRS au CIMAP et responsable technique d’ARIBE. Nous accueillons des équipes de recherches interdisciplinaires qui étudient des systèmes complexes, après validation de leur projet par un Comité International de Sélection des expériences, soit celui du GANIL/CIMAP, soit celui du réseau européen ITSLEIF. ” Ensuite, selon un calendrier pré-établi, les expérimentateurs utilisent, pendant le laps de temps accordé à leur manipulation, les faisceaux d’ARIBE.

Un bâtiment neuf en décembre

Afin d’augmenter la capacité d’exploration de l’atome, le GANIL va doter ARIBE d’un nouveau bâtiment de 150 m² environ. Sa mise en service est prévue en décembre. L’une des salles de ce hall sera entièrement dédiée aux servitudes de la future ” GANIL Test Source ” (GTS), qui va remplacer la source SuperShypie, en fonction depuis 1999. ” Elle a besoin d’une telle puissance énergétique que ce bâtiment était indispensable, assure Laurent Maunoury. Nous en avons profité pour installer d’autres salles, toutes aussi nécessaires. L’une d’elles regroupera trois lasers de forte puissance, utilisés pour les tests d’ionisation d’atomes radioactifs pour la future installation SPIRAL 2. “ Une troisième facilitera les recherches en température de cible (2 000°C), celle qui règne au cœur de la machine SPIRAL1 du GANIL.

Les chercheurs pourront aller plus loin dans la structure du noyau atomique, des agrégats ou des biomolécules. ” Nous allons pouvoir produire des structures de taille nanométrique (millionième de mm), très demandées dans le domaine des nanotechnologies, de comprendre comment se sont formées les petites molécules organiques, à l’origine de la vie en simulant les collisions d’ions du vent solaire avec des comètes, par irradiation de surfaces de glace, sous condition interstellaire, explique Bernd Huber. De même, des chercheurs pourront utiliser la source GTS pour accroître leurs connaissances des processus fondamentaux essentiels pour le développement de l’hadronthérapie (traitement de cancers par les ions), à partir de l’interaction des ions multichargés avec des molécules d’intérêt biologique (petits morceaux de l’ADN) “.

Grâce à cette nouvelle installation, qui accroît les intensités de courant d’ions délivrées et la charge de ces mêmes ions, les physiciens réaliseront une expérimentation en une journée, au lieu de 40 auparavant, par exemple. ” De même, nous avons désormais la capacité de réaliser de nouvelles expériences ; pour découvrir des évènements rares ou pour tester les effets des forts flux de particules “, anticipe Laurent Maunoury. Ainsi de nouveaux champs de recherche s’ouvrent, dont la portée peut aboutir à des applications inattendues.

(1) ARIBE fait partie du réseau européen Ion Technology and Spectrometry at Low Energy Ion Beam Facilities (ITSLEIF), dont le management et la coordination sont assurés par Christiane Malot et Bernd Huber.  C’est le CIMAP (Centre de Recherche sur les Ions, les Matériaux et la Photonique), laboratoire mixte (CEA/CNRS/ENSICAEN/Université de Caen Basse-Normandie) qui gère les recherches interdisciplinaires avec les faisceaux d’ions du GANIL.

(2)    GANIL : Grand Accélérateur National d’Ions Lourds – Laboratoire CEA, CNRS. Sa mission première est d’offrir à la communauté scientifique internationale les moyens de conduire des recherches fondamentales en physique nucléaire.

(3)    Une Ligne de Très Basse Energie (LTBE), 7 Lignes de faisceaux de Haute Intensité (LHI), une Ligne Electrospray et une ligne d’Agrégats Sélectionnés en Taille (LAST).

Laurent Maunoury
Responsable technique d’ARIBE CIMAP
Tél. : 02 31 45 47 87