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Questions-réponses sur l'ILL

L'Institut Laue-Langevin (ILL) est un institut de recherche international, à la pointe de la science et de la technologie neutroniques. Situé à Grenoble, capitale des Alpes françaises, il exploite une des sources de neutrons les plus intenses au monde.

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Questions-réponses sur l'ILL

Pour poser vos questions concernant :

° Les recherches scientifiques effectuées à l’ILL recherche(at)ill.eu

° Le réacteur à Haut Flux de l’ILL suretereacteur(at)ill.eu

° La radioprotection et la surveillance de l’environnement environnement(at)ill.eu


Les réponses à vos questions seront regroupées par thème et publiées dans la Foire aux Questions disponible sur notre site.

L'ILL en quelques questions

Quelle est la mission de l'ILL ?

L’ILL est un institut de service. Son rôle est de fournir à la communauté scientifique internationale :
•    les faisceaux de neutrons les plus intenses possible
•    des instruments scientifiques de pointe
•    l’expertise de ses chercheurs, ingénieurs et techniciens.

A l’ILL, l’essentiel du temps de faisceau est consacré à l’étude des matériaux. Les recherches couvrent un large champ d’investigation, des applications technologiques à la biologie et à la santé.
Les neutrons sont aussi une clé pour répondre à de nombreuses questions liées aux lois fondamentales qui gouvernent l’univers. Ils font eux-mêmes l’objet de recherches d’un grand intérêt scientifique.

Qu'est-ce qu'un neutron ?

Les neutrons sont des particules élémentaires dotées d'une masse pratiquement identique à celle d’un atome d’hydrogène (qui est constitué d'un proton et d'un électron.)

Electriquement neutres, ils pénètrent aisément la plupart des matériaux et constituent une sonde non-destructive de grande précision.

Quelles informations peuvent apporter les neutrons ?

Les neutrons inter-agissent avec les noyaux de matière. En observant comment ils sont déviés et comment leur vitesse est modifiée, on identifie très précisément la position des atomes et leurs mouvement. Dotés d'un micro-aimant, les neutrons se comportent comme les aiguilles d’une boussole et peuvent donner des informations uniques sur les propriétés magnétiques.

Que nous apportent ces connaissances ?

Les sociétés contemporaines sont par nature technologiques. Dans de nombreux domaines scientifiques, le progrès dépend de la compréhension des matériaux à l’échelle moléculaire. C’est vrai des composants des circuits électroniques, des membranes et des contacts dans les cellules piles à combustible, des protéines dans les cellules biologiques... Sur ces sujets et bien d’autres, les neutrons donnent souvent des informations décisives

Ces informations pourraient-elles être obtenues différemment ?

Aujourd’hui la science dispose de nombreuses méthodes analytiques pour explorer la structure et la dynamique des matériaux. Chacune a ses avantages et ses inconvénients.

Les atouts des neutrons sont nombreux:

  • grand pouvoir de pénétration, non-destructive
  • sensibilité au champ magnétique
  • sensibilité aux atomes légers, comme l’hydrogène. (essentiel pour les recherches sur les échantillons biologiques ou les plastiques, riches en hydrogène. )

Sans les neutrons les chercheurs avanceraient à l’aveugle sur certains phénomènes à l’échelle microscopique. Les avantages des neutrons sont incontestables aux yeux de la communauté scientifique internationale. C’est pourquoi de gros investissements sont faits sur les sources de neutrons, dans le monde entier. A l’ILL l’investissement total se monte à près de 2 milliards d’euros, et le budget annuel est d’environ 80 M€.

Qui utilise l’ILL ?

Les expériences menées à l’ILL sont sélectionnées suivant un processus très sélectif, impliquant des experts internationaux. L’ILL reçoit chaque année près de 1500 demandes de temps de faisceau, mais seule la moitié peut être acceptée.

Quelque 1500 chercheurs viennent à l’ILL chaque année, du monde entier, pour y effectuer leurs expériences.

Comment est financé l'ILL ?

L’ILL est un grand équipement international. Il est géré par ses trois associés principaux – France, Allemagne, Grande-Bretagne - , qui contribuent chacun à un quart de son budget. Le reste vient des pays à participation scientifique : Espagne, Suisse, Autriche, Italie, République Tchèque, Suède, Hongrie, Belgique, Slovaquie, Danemark, Pologne et Inde.

90 % des neutroniciens européens bénéficient ainsi d’un accès privilégié à l’ILL.

L’ILL est un modèle de coopération européenne réussie, pour le plus grand bénéfice de chacun des partenaires et pour le succès d'une science multi-culturelle.

Y a-t-il d'autres sources de neutrons dans le monde ?

Etant donné l'importance des neutrons, il n'est guère étonnant qu'un réseau très compétitif de sources de neutrons existe aux quatre coins du monde. 

Outre l'ILL la France compte une autre source au Laboratoire Léon Brillouin (LLB) de Saclay.

Parmi les sources de neutrons existant dans le monde, l'ILL est aujourd'hui la plus performante. Il offre en effet les faisceaux de neutrons les plus intenses du monde, et un large éventail de techniques de caractérisation. 

Leader mondial en sciences et techniques neutroniques, l'ILL est un des grands atouts de la science grenobloise.

Pourquoi l'ILL est-il toujours resté leader mondial ?

Fournir à la communauté scientifique internationale des innovations de pointe dans tous les secteurs de la science neutronique : c’est une des missions de l’ILL. L’Institut a constamment fait progresser ses performances, en profitant des derniers développements technologiques. C’est vrai pour le transport des neutrons (service d’optique des neutrons) et pour leur détection (service des détecteurs de neutrons) : dans ces deux domaines l’ILL a toujours été particulièrement créatif.
La source de neutrons elle-même a été conçue de façon très innovante. Le cœur a été totalement refait à neuf en 1993-1995.

En l’an 2000, un programme de modernisation très ambitieux a été lancé avec des résultats qui vont bien au-delà des attentes. A ce jour, avec plus de 50 M€ d’investissements, le taux moyen de performance a été multiplié par plus de 19 !

Pourquoi un réacteur nucléaire ?

Tous les neutrons de l'univers sont liés dans des noyaux atomiques. Certains de ces noyaux  libèrent des neutrons lorsqu’ils se désagrègent : c’est le cas de l’uranium. Dans les centrales nucléaires de production, ce processus de désagrégation, ou fission, est utilisé pour produire de l’énergie.

A l’ILL, le but est d’optimiser l’extraction des neutrons pour un usage scientifique. Cela explique la petite taille et la conception du réacteur de l’ILL. (Voir questions-réponses sur le réacteur de l’ILL).

Y a-t-il d’autres moyens de produire des neutrons ?

Les neutrons peuvent aussi être obtenus en bombardant des noyaux lourds comme le mercure avec des protons. Ce procédé a l’avantage de permettre un fonctionnement pulsé de la source. Jusqu’ici les sources de neutrons de ce type, dites sources à spallation, sont moins performantes que l’ILL en termes de flux total de neutrons. L’ILL ne sera dépassé que par la future source européenne à spallation (ESS), qui ne sera pas totalement opérationnelle avant 2025. Elle sera construite en Suède à Lund, pour un investissement total d’un milliard et demi d’euros.
Jusqu’à cette date de 2025, l’ILL est indispensable pour fournir aux utilisateurs de neutrons toutes les possibilités expérimentales dont ils ont besoin.

Comment Grenoble contribue-t-il au succès de l’ILL ?

La ville de Grenoble, qui abrite de nombreux organismes de recherche et universités, offre les conditions idéales pour des collaborations scientifiques fructueuses. Malgré son fort caractère international, l’ILL bénéficie largement des synergies scientifiques locales.

Au-delà de l’environnement scientifique, Grenoble propose un environnement et des infrastructures idéales pour attirer les visiteurs étrangers et le personnel non-français, qui à leur tour enrichissent la vie culturelle et économique de la région.

Qu'apporte l'ILL au développement de la vie scientifique locale ?

L’ILL a été le premier organisme de recherche international à s’installer à Grenoble. Il est l'aîné des équipements de recherche internationaux de l’EPN science campus : l’ESRF (installation européenne de rayonnement synchrotron), et une antenne de l’EMBL, le Laboratoire Européen de Biologie Moléculaire.

Cette idée de faire cohabiter des infrastructures scientifiques complémentaires a servi de modèle et a été souvent été imitée dans le monde.

L’EPN campus reçoit plus de 6000 visiteurs par an, et donne ainsi une forte dimension internationale à la vie scientifique grenobloise.

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