Faits saillants
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Pleins feux sur le CNRC
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| Lever du jour pour la source de faisceau du CCRS réservée aux essais de diagnostic. La couleur indique l'intensité de la lumière. |
Le 9 décembre 2003, à 18 h 45, dans un petit réduit en béton de Saskatoon, un appareil photo a immortalisé sur la pellicule l'image d'un pinceau chatoyant de lumière d'à peine un millimètre de diamètre. Cette minuscule tache lumineuse constitue un jalon important dans l'aménagement d'une source de lumière de plusieurs millions de dollars dont on se servira pour élucider avec une clarté sans précédent, la structure des matériaux de pointe et des spécimens biologiques. Ce résultat marque l'aboutissement des efforts de centaines de chercheurs – pour la plupart au service du CNRC – et annonce une nouvelle ère d'innovation pour le Canada. En effet, pour la première fois au pays, une installation nationale, le Centre canadien de rayonnement synchrotron (CCRS), donnera accès au rayonnement synchrotron.
Le Centre canadien de rayonnement synchrotron
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Le synchrotron
Source de lumière unique
Les physiciens des hautes énergies utilisent le synchrotron pour amener les particules au plus haut niveau d'énergie possible puis les faire entrer en collision et en apprendre ainsi davantage sur les plus petits constituants de la matière. Lorsque les oscillations d'un champ électrique amènent le faisceau de particules en mouvement aux énergies les plus hautes, on a besoin d'un champ magnétique de plus en plus puissant pour contraindre le faisceau à changer de direction (comme il est plus difficile de faire tourner une automobile quand sa vitesse augmente). Ainsi que le suggère son nom, le synchrotron synchronise l'intensité du champ magnétique avec l'énergie du faisceau. Quand l'aimant de courbure modifie leur direction après accélération, les électrons émettent des rayonnements électromagnétiques (comme si le conducteur de l'automobile perdait son chapeau dans le virage, pour reprendre la même analogie). Ces rayonnements forment le rayonnement synchrotron.
Bien qu'elle pose un problème aux physiciens des hautes énergies, l'énergie perdue par le faisceau lors du rayonnement synchrotron s'avère une bénédiction pour les spécialistes des matériaux, les chercheurs industriels, les biologistes, les chimistes et les chercheurs de l'environnement qui se servent de ce rayonnement à haute énergie pour mieux comprendre les propriétés de la matière.
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De la taille d'un terrain de football, le CCRS est le plus ambitieux et le plus onéreux projet scientifique entrepris au Canada en 30 ans. Le synchrotron fonctionne un peu comme une énorme torche électrique. Il projette une lumière des millions de fois plus intense que celle du soleil sur des échantillons. L'énergie du faisceau varie de celle de l'infrarouge à l'ultraviolet et aux rayons X – l'idéal pour examiner la disposition des molécules et leurs interactions, à l'origine de la structure et des propriétés des matériaux stables et utilisables. Les chercheurs en biomédecine recourent aux rayonnements synchrotron pour créer de nouveaux médicaments tandis que les spécialistes des matériaux s'en servent afin d'améliorer les lubrifiants pour les engins spatiaux et les sociétés minières, pour atténuer la toxicité de leurs résidus.
Auparavant, les scientifiques canadiens devaient quitter le pays et faire la queue dans l'un des synchrotrons déjà surpeuplés des États-Unis ou d'Europe pour collecter leurs données. Puis, en 1999, on a mis le synchrotron canadien en chantier. Situé à Saskatoon, le Centre canadien de rayonnement synchrotron tire parti de l'accélérateur linéaire et du canon à électrons déjà en place à l'Université de la Saskatchewan. Il bénéficie donc d'un personnel qui connaît bien le fonctionnement d'un accélérateur.
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Une installation à la fine pointe de la technologie
Le synchrotron canadien est l'un des plus perfectionnés. Il utilise un faisceau d'électrons à énergie moyenne de 2,9 GeV pour toute une gamme d'applications. Outre les sources de faisceau habituelles associées aux aimants de courbure, le synchrotron canadien a été doté d'ondulateurs, le nec plus ultra en rayonnement synchrotron. Ces appareils agitent constamment les électrons pour qu'ils émettent un faisceau de lumière collimaté dont on peut régler le spectre avec précision et dont l'intensité se compare à celle des meilleures sources de lumière au monde. Pour rendre au faisceau l'énergie qu'il perd avec le rayonnement synchrotron, l'anneau de stockage a été pourvu d'une chambre à radiofréquence supraconductrice - une nette amélioration sur le plan du rendement énergétique comparativement aux premiers synchrotrons.
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Le Centre canadien de rayonnement synchrotron mettra le Canada sur la scène mondiale de la recherche synchrotron. Une trentaine d'expériences radicalement différentes pourront se tenir simultanément aux installations de Saskatoon, une fois la capacité maximale atteinte.
Dans un endroit où des chercheurs de calibre international de spécialités aussi variées que, disons, la physicochimie, l'oncologie pédiatrique et la physiologie végétale se retrouvent devant une tasse de café pour échanger des potins, le potentiel d'innovation est assurément phénoménal. Ce qui augure bien pour le Canada à une époque où l'innovation scientifique est garante de succès et de prospérité.
Le CNRC a joué un rôle prépondérant dans ce projet en le pilotant depuis sa conception. En effet, les scientifiques du Conseil ont siégé aux comités de planification et assuré la coordination au niveau des applications du rayonnement. Des partenariats durables et fructueux ont vu le jour entre ces scientifiques et les chercheurs des universités et des laboratoires du secteur privé. M. Arthur Carty, président du CNRC et depuis peu conseiller scientifique auprès du premier ministre, assure la présidence du conseil d'administration du CCR. « Le CCRS, première installation synchrotron à la fine pointe de la technologie à être bâtie et exploitée au Canada, est un ajout d'une importance majeure à la collection nationale de centres scientifiques. Il permettra à une multitude de chercheurs de maintes disciplines d'entreprendre des travaux à la frontière même de domaines qui progressent rapidement tels la protéomique structurale, les matériaux des nanostructures, la science macromoléculaire, l'imagerie et la spectroscopie à ultra haute résolution », a-t-il affirmé.
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| Le CCRS vu de l'extérieur. Photo gracieuseté du Centre canadien de rayonnement synchrotron, Université de la Saskatchewan. |
Les scientifiques des instituts du CNRC du Canada entier récolteront bientôt les fruits de leurs efforts. La première source de faisceau du CCRS produit d'ores et déjà des résultats. Il s'agit d'un simple faisceau impressionnant la pellicule d'un appareil photo dans la modeste partie visible du spectre aux fins de diagnostic, mais ce qu'il nous apprend au synchrotron national est loin d'être ordinaire. Tous les projecteurs sont braqués et le plaisir ne fait que commencer.
Les liens ci-dessous vous en diront plus sur les projets du CNRC entrepris dans ces installations uniques.
Pour en apprendre davantage sur :
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