Les accélérateurs de particules sont utilisés notamment pour observer le cœur de la matière. Ce sont les “supers microscopes” pour la recherche fondamentale afin d’étudier les constituants élémentaires de la matière. Ils sont aussi utilisés comme source de rayonnement pour approfondir nos connaissances en biologie, en science des matériaux... ou même en archéologie. De nombreuses personnes travaillent dans le domaine des sciences et technologies des accélérateurs de particules en Europe et ont ressenti le besoin de structurer la Recherche et Développement (R&D) dans ce domaine avec le soutien de la Commission européenne. Ceci a donné naissance au projet TIARA, Test Infrastructure and Accelerator Research Area. Cofinancée par l'Union européenne dans le cadre du 7ème programme-cadre, la phase préparatoire de TIARA (TIARA-PP) a débuté le 1er janvier 2011 pour une durée de 3 ans. Ce projet est coordonné par une équipe du CEA/Irfu dont Roy Aleksan, coordinateur, François Kircher, coordinateur adjoint, et Céline Tanguy, assistante du coordinateur de projet.
Les accélérateurs de particules sont des instruments de pointe, indispensables pour la recherche fondamentale et pour la recherche appliquée, notamment en physique des particules, en physique nucléaire, ou encore en physique des solides et en biologie grâce à l’utilisation du rayonnement synchrotron intense et de faisceaux de neutrons. Ils sont également utilisés dans de nombreux domaines comme l’industrie ou le milieu médical. Le « marché » des accélérateurs est très étendu et affiche une croissance constante d’année en année. D’autre part, la R&D dans le domaine de la science et technologies des accélérateurs, ainsi que ses applications sont souvent à l’origine d’innovations ayant un fort impact socio-économique.
-dans le domaine médical : Traitement des cancers par radiothérapie ou proton et hadron thérapie, production de radio-éléments.
-En ingénierie des matériaux : l’implantation ionique est utilisée dans la fabrication des dispositifs à semi-conducteurs, pour le traitement de surface des métaux, ainsi que pour la recherche en science des matériaux.
De nos jours, les projets impliquant des accélérateurs nécessitent en général la mise au point de concepts avancés et de composants innovants toujours plus performants.
Cela se traduit sur trois niveaux de R&D:
- phase exploratoire : validité des principes, faisabilité conceptuelle
- phase ciblée : démonstration technique
- phase d’industrialisation : transfert vers l'industrie et optimisation.
Ces développements impliquent des prototypes de plus en plus sophistiqués et coûteux ainsi que des infrastructures de test de grande ampleur.
L’implémentation et la structure du projet TIARA sont le fruit d’une réflexion débutée il y a 10 ans avec le rapport ECFA de 2001 (ECFA/01/213) et avec la création du European Steering Group on Accelerator R&D (ESGARD) en 2002.
Cette décision s’est confirmée par le biais de la stratégie européenne pour la physique des particules en 2006. L'objectif principal est d’amplifier et d’optimiser les efforts fournis en matière de R&D dans le domaine des sciences et technologies des accélérateurs de particules.
Cette stratégie a été élaborée et mise en œuvre dans le cadre des 6ème et 7ème programmes-cadres, grâce à des projets tels que CARE, EUROTeV, EURISOL, EuroLEAP, SLHC-PP, CIT-HiGrade, EUROnu et EuCARD. Ces programmes représentent un investissement total de 190 M€ environ pour la période couverte par les 6e PC et 7e PC (2004- 2012), dont environ 60 M€ provenant de la CE.
L'objectif principal du projet TIARA est d’amplifier, d’optimiser et de structurer de façon pérenne la Recherche et Développement dans le domaine des sciences et technologies des accélérateurs de particules.
A cette fin, il est proposé de regrouper les infrastructures existantes et futures, d’envergure européenne et mondiale nécessaires à cette R&D, en une infrastructure européenne distribuée unique et de mettre en place un programme coordonné conjoint de R&D de grande ampleur.
La structure organisationnelle ainsi crée permettra d’une part l'intégration des infrastructures existantes, leur bon fonctionnement et leur modernisation mais aussi, si nécessaire la construction de nouvelles infrastructures. Ce projet implique un nombre élevé de partenaires dans plusieurs pays européens, y compris les universités ainsi que les organismes nationaux et internationaux gérant de grands centres de recherche.
Le démarrage de TIARA-PP qui a eu lieu le 1er janvier 2011, s’est concrétisé lors d’une première réunion entre tous les participants du projet au CERN les 23 et 24 février. L’ensemble des participants se réunira à nouveau du 12 au 15 juin 2012, à l’occasion de la réunion à mi-parcours qui sera organisée par le CIEMAT (à Madrid).
• Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA), France
• European Organization for Nuclear Research (CERN), INO
• Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), France
• Centro de Investigaciones Energeticas, Mediombientales y Technologicas (CIEMAT), Espagne
• Stiftung Deutsches Electronen-Synchrotron (DESY), Allemagne
• Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH (GSI), Allemagne
• Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Italie
• Paul Scherrer Institut Villigen (PSI), Suisse
• Science and Technology Facilities Council (STFC), Royaume-unis, représentant également :
Crockcroft Institute (CI), Imperial College London (ICL) and John Adams Institute (JAI).
• Uppsala Universitet (UU), Suède, représentant également :
Universities of Aarhus (AU) au Dannemark, Helsinki (HU) and Jyväskylä (JYU) en Finlande, Oslo (UIO) en Norvège, and Lund (LU) and Stockholm (SU) en Suède.
• The Henryk Niewodniczanski Institute of Nuclear Physics, Polish Academy of Sciences (IFJ PAN), Pologne, représentant également :
the University of Science and Technology (AGH) in Krakow, the Cracow University of Technology (CUT), the Technical University of Lodz (TUL), the Andrzej Soltan Institute (IPJ) in Swierk, the Warsaw University of Technology (WUT) and the Wroclaw University of Technology (PWR).
26 instituts, laboratoires ou universités sont également associés au projet.
Voir le lien ci-dessous :
Le projet TIARA-PP est doté d’un budget de 9.1 M€. La Commission européenne contribue à hauteur de 3.9 M€ dans le contexte du 7ème Programme-Cadre (FP7).
Cette phase préparatoire aura une durée de 3 ans et mobilisera au total 677 personnes-mois.
Pour plus d’informations:
• Site internet : http://www.eu-tiara.eu/
• Article CERN Courrier (paru fin mai)
Contact Irfu :
• Physique et technologie des accélérateurs
• Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers (Irfu) • Le Département de Physique des Particules (DPhP) • Le Département des accélérateurs, de cryogénie et de magnétisme (DACM)
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