Arnaud Marsollier

Il y a eu deux déclencheurs. Le premier et, je pense, le plus important, c’est qu’en 2012, les travaux du Cern ont permis de confirmer les théories concernant l’existence du boson de Higgs, une particule tellement spéciale et tellement fascinante qu’elle est au cœur des préoccupations des physiciens. En gros, sans elle, l’univers n’existerait même pas, car elle est responsable de la masse de toutes les autres particules. Donc elle est fondamentale, mais les physiciens la cherchaient depuis cinquante ans sans la trouver. Sa découverte grâce au Grand collisionneur de hadrons[ou LHC, NDLR]a ouvert un champ de recherche énorme, mais si nous voulons pouvoir l’étudier dans le détail, il faut une machine à électrons, qui permet d’avoir une image très précise des particules. Or, le LHC est un collisionneur de protons. La deuxième raison motivant le lancement des réflexions sur un nouvel accélérateur, dès 2014, c’est que développer un projet pareil prend des années : il faut environ vingt ans pour faire une machine comme celle-là. L’histoire du Cern l’a prouvé. Et c’est une pratique courante en physique des particules, tout comme dans la recherche spatiale, que de travailler sur des temps très longs et de ne pas attendre qu’un dispositif devienne obsolète avant d’imaginer celui dont on aura besoin ensuite.

Où en est actuellement le projet ?

Nous venons de terminer, l’an dernier, l’étude de faisabilité lancée en 2020. Cela nous a permis de détailler à la fois la partie scientifique, le potentiel d’une telle
machine, mais aussi de regarder tous les éléments techniques, concernant notamment sa taille, son installation potentielle, et les façons de limiter son impact.
L’étude publiée l’an dernier indique que le projet paraît faisable et nous a permis de fixer un choix d’implantation par rapport à la centaine de scénarios différents
qui ont été évalués. Mais les examens se poursuivent, notamment sur les aspects technologiques, et nous allons bientôt entrer dans une phase très importante
de débats publics avec les communautés locales. Nous espérons que tout cela nous permettra d’arriver à une décision finale sur le lancement du projet en 2028.

Comme je l’ai expliqué, la machine dont on a besoin, maintenant, doit être à électrons. C’est un consensus au sein de la communauté scientifique européenne,
l e s A m é r i c a i n s , les Chinois et les Japonais pensent l a m ê m e c h o s e . Donc voilà ce qui est important pour nous . Mais cette nouvelle infrastructure pourrait ensuite accueillir un deuxième collisionneur positon-positon. C’est une question de durabilité et, d’une certaine manière, de responsabilité. Faire des
infrastructures de cette envergure oblige à penser plus loin. C’est pour cela aussi que le scénario retenu pour la machine à électrons a la préférence de la communauté scientifique. C’est d’ailleurs ce qui s’était déjà fait avec le LHC qui a remplacé le LEP dans le tunnel de 27 km que nous utilisons actuellement. Mais notre priorité reste le collisionneur électron-positon, qui nous permettra de faire des collisions très propres, d’avoir des mesures détaillées et d’affiner nos théories. Cela peut indiquer la direction des prochaines découvertes et nous donner un chemin à suivre pour la suite. C’est pour cela que c’est si important. Et nous verrons dans trente ans si l’appareil à protons est toujours raisonnable.

Et que permettrait ce dernier ?

Les machines à protons permettent de faire des sauts significatifs en termes d’énergie. Plus nous accumulons d’énergie dans les éléments que nous faisons collisionner, plus nous sommes capables de fabriquer des particules lourdes, qui n’existent pas à l’état naturel dans l’univers, y compris des particules que nous n’avons encore jamais vues. Voilà pourquoi les physiciens qualifient les dispositifs à haute énergie de machines à découvertes. C’est pour cela que cette machine à protons est une idée séduisante pour les chercheurs, parce que cela veut dire qu’une fois toutes les mesures de précisions affinées, nous pourrions ensuite découvrir de nouvelles particules.

Que deviendrait alors le LHC en 2040 ?

Je n’ai pas encore de réponse à cette question. Il y a eu plusieurs idées, mais rien n’est encore décidé. Ce qui est clair, c’est que nous n’allons pas faire tourner deux machines en parallèle, car ce n’est pas réaliste compte tenu de la consommation de ces machines. Le plus probable, c’est que nous démontions la machine
pour la sortir de son tunnel, mais nous sommes encore dans une phase d’étude à ce sujet.

Certaines associations citoyennes et écologistes ont déjà exprimé leurs craintes concernant la réalisation d’un tunnel circulaire de près de 91 km, nécessaire pour le FCC. Qu’avez-vous envisagé pour en limiter les impacts sur l’environnement et les populations ?

Il faut déjà préciser que l’important pour le Cern est que cette machine soit la plus durable possible. Beaucoup d’efforts ont déjà été faits depuis plusieurs années, en ce sens, pour réduire la consommation en eau et en énergie du futur dispositif et pour rendre nos prochaines infrastructures plus efficaces. Des investissements
importants sont aussi prévus dans les technologies, notamment les aimants ou les cavités accélératrices, afin d’augmenter considérablement l’efficacité de l’appareil. Aujourd’hui, nous sommes donc assez confiants dans le fait que la consommation du FCC sera du même ordre de grandeur que celle du LHC, même s’il est trois fois plus grand. Après, il reste beaucoup de questions sur le chantier et nous souhaitons vraiment engager un dialogue détaillé au niveau local pour répondre aux préoccupations légitimes des populations.

Et pourquoi n’avez-vous pas retenu de scénario prévoyant de réutiliser le tunnel de 27 km, occupé actuellement par le LHC ?

Cela peut paraître contre-intuitif, mais plus les accélérateurs de particules sont grands, plus c’est facile de les faire monter en énergie. Les premiers modèles du Cern tenaient dans un hall, puis ils ont grandi, grandi et grandi encore… Nous avons étudié la possibilité d’installer une machine à électrons plus puissante dans le tunnel du LHC, mais cela n’aurait pas permis un saut significatif en termes de précision ou d’énergie, pour un investissement relativement important. Si nous disposions d’aimants plus puissants que ceux que nous avons actuellement, il n’y aurait pas besoin d’un plus grand tunnel, mais, en fait, nous sommes limités par la technologie.

Nous faisons de la recherche fondamentale et les applications peuvent mettre dix, vingt ou trente ans à émerger. Donc le boson de Higgs est une particule
relativement récente et j’aurais bien de la peine à vous dire quelles sont ses applications directes ni même s’il y en aura. Mais dans l’histoire de la physique, lorsque nous avons découvert l’électron, nous n’avions aucune idée de ce qui pourrait être fait avec. Pourtant il a donné l’électricité, l’électronique et à peu près tout ce que nous utilisons aujourd’hui dans la vie moderne… La recherche fondamentale vise vraiment à explorer la matière et l’univers presque de manière indépendante de l’idée de l’application. Mais par contre, l’histoire de la physique, l’histoire du monde, montre que la recherche appliquée se nourrit très largement de la recherche fondamentale pour faire avancer les concepts et les technologies.

Ce n’est donc pas un hasard si le projet de FCC attire d’éminents acteurs du secteur privé. Indépendamment ou via des fondations, des groupes
comme Google, Stellantis ou Iliad ont ainsi promis des dons considérables. C’est une première ?

Nous avons déjà eu un don pour des développements technologiques dans l’informatique, il y a quelques années, mais c’est vrai que pour ce qui concerne le
cœur de l’activité du Cern, c’est la première fois que nous avons de tels dons et en plus d’une ampleur considérable, puisqu’on parle d’environ un milliard de dollars, au total. Cela ne couvre pas la totalité des investissements estimés à 16 milliards d’euros, mais c’est quand même significatif et c’est un bon signe. Cela montre que même des entreprises, des acteurs privés et des fondations liés au monde de la tech, où les développements sont très courts, sont convaincus de l’utilité d’investir dans la recherche fondamentale. Cela prouve que c’est important pour les technologies du futur et cela renforce la pertinence de ce que nous faisons.