mise à jour le 21 Octobre 2004

FÊTE DE LA SCIENCE UNIVERSITÉ PARIS 7 LABO IN2P3
Visite de l'accélérateur Van De Graaf du LPHNE
par Bernard LELARD

Le 15 Octobre 2004

Photos : B Lelard et D Magarian.

BREF COMPTE RENDU

L'accélérateur linéaire installé dans les sous sols de l'Université de Paris 7 est sous la conduite du laboratoire de" la Physique des Solides ", situé au département des Hautes Énergies ( vu la vitesse des particules utilisées ) et dans les locaux de l'IN2P3 parce qu'il concerne justement des particules ( à grandes énergies donc et intéressant les astronomes que nous sommes car l'astronomie d'aujourd'hui est de comprendre l'évolution de la Matière dans l'Univers ( les nébuleuses étant des nuages d'atomes résultant d'implosion d'étoiles ayant brûlé leur hydrogène par effondrements successifs.

L'accélérateur en question a une utilisation bien précise et une seule : il sert à étudier les bords de matière au niveau atomique afin de déterminer la nature exacte - au niveau atome - de l'ultime couche de matière d'un matériau. Pour cela on extrait des ions en les dotant d'une grande énergie afin de les faire percuter un petit bout de matière et d'analyser les éclats consécutifs à la collision provoquée.

Il faut donc guider les ions énergétiques dans des tuyaux ( guides de particules ) dans les lesquels on fait le vide, puis de les emmener dans une chambre où se trouve leur cible ( le petit bout de matière dans le vide le plus complet ( pour ne pas analyser des parasites ) et des capteurs qui vont analyser la différence d'énergie avant et après impact et donc le pouvoir d'absorption de la cible ). Les résultats sont matérialisés par un logiciel sous forme de courbe d'énergie résiduelle et de ions absorbés. En image cela donne :

Salle de commande: à gauche au fond panneau gauche commandes du générateur d'ions Van de Graaf, toujours à gauche mais à droite commande du vide selon les 6 chambres possibles avec aiguillage magnétique ( seul le champ magnétique dévie les particules )

à droite : commande des chambres de cibles

devant : PC restituant les résultats ( à gauche ), à droite écran de visualisation des caméras se trouvant dans la chambre de cible

Vue d'ensemble : au fond en vert le générateur d'ions, suivi du champ magnétique en gris pour dévier les ions énergétique dans les guides corresponds aux chambres choisies, ensuite en suivant un tuyau : sa pompe à vide, puis la pompe de la chambre et les baies d'analyse de la chambre

l'accélérateur Van de Graaf producteur d'ions accélérés par un système de courroie, le tout protégé par une cloche de pression

les guides d'ions vers les cibles (ci dessous)

une des 6 chambres de cible

intérieur de la cible ( photo de gauche ) privilège de voir à l'intérieur grâce à Didier qui a fait devant nous une manip en réel ( en refermant la chambre ! )

caméra à l'intérieur de la cible

résultat final sur l'écran du PC  courbe de gauche courbe d'énergie des atomes de surface( se reporter ensuite au tableau de Mendeleïev pour déterminer le corps analysé, ici du bismuth , courbe de droite perte d'énergie du support détectant des traces d'oxygène ( oxydation dans la chambre ) 

À la fin j'ai la chance de me mettre aux commandes de l'accélérateur et de rien faire exploser.

Belle journée, belle visite.

LIENS INTERNET SUPPLÉMENTAIRES SUR LES ACCÉLÉRATEURS ET LA MATIÈRE :

Les accélérateurs, diaporama par l'IN2P3.

Les descriptions des divers types d'accélérateurs (en anglais)

Comment ça marche (How stuff works) sur les accélérateurs (en anglais)

Bernard LELARD