À Saint-Aubin, SOLEIL II se fabrique dans ses aimants

À Saint-Aubin, le Synchrotron SOLEIL vient de publier deux marchés publics pour les aimants du futur anneau de stockage de SOLEIL II. L’un concerne des électroaimants, l’autre des aimants permanents. Dans une grande infrastructure scientifique, ce genre d’achat n’a rien d’accessoire : ces pièces décident de la trajectoire des électrons, donc de la qualité de la lumière que les chercheurs utiliseront pour observer la matière.

SOLEIL fonctionne déjà comme un microscope géant pour la physique, la chimie, la biologie, l’environnement, les matériaux ou le patrimoine. Des électrons circulent dans un anneau et produisent un rayonnement très intense, de l’infrarouge aux rayons X. Avec SOLEIL II, l’objectif est de reconstruire la machine pour obtenir un faisceau beaucoup plus fin, plus brillant et plus cohérent. Ce gain doit permettre de voir plus petit, plus vite, ou avec moins de signal, par exemple dans des matériaux avancés, des dispositifs en fonctionnement, des échantillons biologiques ou des polluants à très faible concentration.

Les deux avis de marché montrent que le projet entre dans sa phase la plus concrète. Les aimants permanents recherchés portent sur des dipôles et des quadrupôles. Les électroaimants concernent notamment des sextupôles, des octupôles et des quadrupôles correcteurs. Dit plus simplement : certains aimants courbent le faisceau, d’autres le resserrent, d’autres encore corrigent ses défauts. Les durées prévues, 18 mois pour les aimants permanents et 24 mois pour les électroaimants, donnent l’échelle industrielle de la commande.

Le défi est de moderniser un instrument national sans repartir d’une page blanche. SOLEIL II doit remplacer le booster et l’anneau de stockage dans une installation existante. Le CNRS décrit une première étape de construction de 2025 à 2030, évaluée à 186 millions d’euros, avec un arrêt de 24 mois avant un retour des utilisateurs prévu en octobre 2030. La seconde étape doit ensuite pousser la machine vers sa pleine performance.

Les aimants résument bien l’arbitrage technique. Les aimants permanents consomment moins d’énergie en fonctionnement et permettent des champs forts dans un volume compact. SOLEIL indique que leur usage systématique doit contribuer à réduire de moitié la consommation électrique de l’anneau de stockage. Mais ils se règlent moins facilement qu’un électroaimant. Pour corriger finement le faisceau, il faut donc garder des aimants alimentés, pilotables, sensibles aux effets d’hystérésis et aux interférences entre pièces voisines.

À cette échelle, la machine devient une affaire de micromètres. Une présentation technique de SOLEIL II évoque 144 quadrupôles permanents, 116 dipôles, 196 dipôles inversés et 408 sextupôles. Elle mentionne aussi un alignement magnétique de l’ordre de 10 micromètres entre certains sextupôles et quadrupôles correcteurs. L’image est parlante : dans l’Essonne, une partie de la science de demain dépend d’une montre de 354 mètres de circonférence, avec des pièces massives mais ajustées comme de l’horlogerie.

Ces marchés racontent le moment où une grande ambition scientifique devient une suite de pièces à fabriquer, contrôler, aligner et intégrer. À Saint-Aubin, SOLEIL II avance par les aimants qui tiendront son faisceau.