ESS, European Spallation Source, Lund (SE)

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La source européenne de spallation ESS (European Spallation Source ESS) est en cours de construction à Lund, en Suède. Cette installation de recherche constituera une source de neutrons de forte intensité. Contrairement aux rayons X utilisés habituellement dans les sciences des matériaux, le rayonnement neutronique n’interagit pas avec l’enveloppe électronique des atomes des matériaux analysés. Il permet de faire des recherches sur la structure et la dynamique de matériaux à l’échelle de la molécule et de l’atome, ce qui n’est pas possible avec les rayons X.

L'ESS constituera la source de neutrons la plus puissante du monde et offrira un potentiel unique pour les problématiques de la recherche appliquée et fondamentale de pointe. Qu'il s'agisse de faire la lumière sur des artéfacts archéologiques ou des composants métalliques, d'analyser les processus biomoléculaires, de comprendre la nature et la dynamique électronique de supraconducteurs d'un nouveau genre ou d'examiner plus en profondeur les causes de la violation de parité dans la physique des particules élémentaires, l'ESS permettra d'acquérir de nouvelles connaissances et de réaliser des progrès technologiques dans de nombreux domaines de la recherche.

Cette infrastructure de recherche internationale est basée en Suède et au Danemark, et établie sous la forme légale d’un consortium pour une infrastructure européenne de recherche (European Research Infrastructure Consortium, ERIC). La Suisse a adhéré en tant que membre fondateur à l'ESS ERIC le 13 juillet 2015, alors que les travaux de construction démarraient.

Les coûts de construction et d'exploitation de l'ESS jusqu'en 2026 sont estimés à 2,65 milliards d'euros, dont 1,84 milliard pour la seule construction (état des prix en 2013). Une première phase d’exploitation a commencé en 2019, en parallèle de la fin de la construction de l’infrastructure. Il est estimé que la pleine exploitation à partir de 2026 coûtera quelque 140 millions d'euros par an.

Au contraire des sources de rayonnement neutronique classiques (par exemple la source exploitée par l’Institut Laue-Langevin – ILL – à Grenoble), les neutrons ne seront pas produits par fission nucléaire dans un réacteur, mais par le bombardement du métal (tungstène) avec des protons (spallation). Tant au niveau de la technologie utilisée qu'à celui des performances nominales, l'ESS pénètre en terre inconnue et de grandes avancées dans la connaissance sont escomptées.

Les sources de neutrons sont déjà exploitées aux États-Unis, notamment par le réacteur HFIR et l'installation SNS (spallation), au Japon par l'accélérateur JPARC (spallation), en Allemagne par les réacteurs FRM II et BER II notamment, en France par le réacteur de l'ILL et également en Suisse par l'installation SINQ (spallation). En raison de ses performances plus élevées, l'ESS sera complémentaire de ces installations en ouvrant de nouvelles perspectives de recherche qui ne peuvent pas être abordées par les sources de neutrons actuelles.

Participation suisse

La Suisse a participé dès le départ à la planification et à la construction de l'ESS et s'engagera également dans l'exploitation de l'installation. Avec l'arrêté fédéral du 20 mars 2015 sur la participation de la Suisse à l'ESS ERIC, les chambres fédérales ont ouvert un crédit de 130 millions de francs jusqu'en 2026, ce qui correspond à environ 3,5% des montants requis pour achever la construction d'ESS et assurer son exploitation partielle jusqu'en 2026. Ce crédit a été augmenté de 35,6 millions de francs, avec l’arrêté fédéral du 16 septembre 2020. Des chercheurs et des institutions suisses comme le PSI ou l'EPFL se sont déjà beaucoup impliqués dans la phase de planification de l'ESS et s'investiront également fortement à l'avenir. La Suisse verse une partie de ses contributions à ESS ERIC en nature, sous forme de composants développés dans des institutions de recherche suisses.

La participation suisse à l'ESS vient compléter les investissements réalisés dans les installations de rayonnement neutronique au niveau national (SINQ) et international (ILL) et garantit ainsi aux chercheurs suisses le meilleur accès possible à de telles infrastructures de recherche à la pointe du progrès. La participation de la Suisse à l'ESS relève de la responsabilité du Secrétariat d'État à la formation, à la recherche et l'innovation SEFRI.

La participation de la Suisse à l'ESS permet aussi aux entreprises industrielles suisses de participer à des appels d'offre de l'ESS. Les entreprises et institutions intéressées peuvent s'adresser au «Swiss ILO Office».

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