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Message concernant la construction de la Source de Lumière Synchrotron Suisse (SLS) à l'Institut Paul Scherrer (IPS) à Villigen
du 20 novembre 1996
Messieurs les Présidents, Mesdames et Messieurs,
Nous vous soumettons le projet d'arrêté fédéral concernant la construction de la Source de Lumière Synchrotron Suisse (SLS) à l'Institut Paul Scherrer (IPS) à Villigen. et vous proposons de l'approuver.
Nous vous demandons par ailleurs de classer l'intervention parlementaire suivante:
1994 P 94.3125 Source de Lumière Synchrotron Suisse: analyse coût/utilité (N 7.10.94, Haering Binder)
Nous vous prions d'agréer, Messieurs les Présidents, Mesdames et Messieurs, l'assurance de notre haute considération.
20 novembre 1996
Au nom du Conseil fédéral suisse: Le président de la Confédération, Delamuraz Le chancelier de la Confédération, Couchepin
1996 - 690 48 Feuille fédérale. 149e année. Vol. I
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Condensé
Par le présent message, le Conseil fédéral propose aux Chambres fédérales deux crédits d'en- gagement d'un montant total de 159 millions de francs pour la construction de la Source de Lumière Synchrotron Suisse (SLS) à l'Institut Paul Scherrer (IPS), sur le site de Villigen. Les moyens financiers sont inscrits dans le budget et le plan financier du domaine des EPF et dans le plan d'investissement des constructions civiles de l'Administration fédérale des finances. Ils n'entraînent aucune charge supplémentaire du budget fédéral. Les fonds provenant du domaine des EPF seront mis à disposition grâce à des réallocations internes.
La SLS est un accélérateur d'électrons qui produit un rayonnement électromagnétique d'un spectre allant de la lumière ultraviolette jusqu'au domaine des rayons X durs. Elle sert à la recherche dans les domaines de la biologie, de la médecine, de la chimie, des sciences des matériaux et de la physique. L'IPS a développé une conception qui la met au premier rang sur le plan mondial. C'est un grand projet, qui revêt une importance notable pour la stratégie de la recherche de notre pays. Il contribue à préserver la place de la Suisse dans les sciences et les techniques et attire ainsi de chercheurs de qualité. Cette installation donne accès aux dé- couvertes les plus récentes dans des branches des sciences naturelles et de l'ingénieur ayant un impact marqué sur la recherche et l'emploi en Suisse. Après un examen approfondi du projet, le Fonds national suisse de la recherche scientifique et le Conseil suisse de la science se sont déclarés favorables à la réalisation de la SLS. Ils relèvent que l'excellente qualité de cet ouvrage d'avant-garde lui assurera un rayonnement qui dépassera largement nos frontières. Des experts internationaux, issus des milieux industriels et universitaires, ont également émis des avis favorables.
Il était prévu d'installer la SLS à l'IPS, à Villigen (Argovie), mais le Canton de Neuchâtel ayant également fait part de son intérêt, le Département fédéral de l'intérieur a chargé le Conseil des EPF de procéder à une étude d'implantation tenant compte des aspects architecturaux, de la fonctionnalité des installations en service, des répercussions sur le calendrier et le budget ainsi que des implications sur la recherche scientifique et l'activité économique. L'expertise a montré que le site de Villigen est préférable à celui de Cernier, dans le canton de Neuchâtel. Le canton de Glaris a lui aussi posé sa candidature et soumis une proposition d'implantation. La décision du Conseil fédéral en faveur de Villigen est motivée essentiellement par les notables synergies scientifiques que l'on peut attendre de la réunion à Villigen de la source de neutrons de spalla- tion (SINQ) et de la source de lumière synchrotron (SLS).
L'IPS a été conçu en tant que laboratoire national de recherche. Mais l'éventail de ses tâches et l'expérience acquise en s'ouvrant aux utilisateurs extérieurs le prédestinent à exploiter de telles installations pour le bénéfice d'une large communauté de spécialistes des sciences naturelles et des sciences de l'ingénieur, et à leur fournir le soutien voulu en matière de recherche. La déci- sion du Conseil fédéral de construire la SLS dans le cadre de l'IPS favorise la réorientation stratégique de l'IPS et l'octroi d'un mandat de prestations par le Conseil des EPF. La réalisation de la SLS entraîne l'IPS dans un processus de profonde restructuration qui a d'ores et déjà commencé en vue de dégager les ressources nécessaires. Il est prévu de réduire la part des moyens fédéraux affectée aux activités de recherche sur l'énergie nucléaire, tout en continuant à assurer les activités ayant une importance nationale dans le domaine de la sécurité des réacteurs et de l'élimination des déchets radioactifs. Des changements sont par ailleurs programmés dans les sciences biologiques, où certains sujets de recherche médicale seront transférés à des cliniques universitaires et où, par ailleurs, l'application du rayonnement
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synchrotron est planifiée (p.ex. biologie moléculaire). La recherche générale sur l'énergie conservera une place importante.
En outre, le Conseil des EPF étudie actuellement les conditions juridiques et financières qui permettraient de rattacher progressivement, d'ici fin 1999, une grande partie de l'actuel IPS de Zurich (recherche appliquée sur les solides) au Centre Suisse d'Electronique et de Microtech- nique (CSEM) de Neuchâtel.
Le recentrage de l'institut vise aussi à promouvoir de manière intensive les transferts de techno- logies. Fin 1996, le secteur privé, sur proposition de la direction de l'IPS, fondera la société SLS-TechnoTransfer SA, chargée de vendre à l'industrie des prestations de recherche et de service sur la SLS, créant ainsi un instrument qui permettra notamment de recueillir des fonds industriels. Cette société anonyme témoigne aussi de l'intérêt que porte l'industrie à la SLS. Pour des motifs d'ordre politique, aucune participation n'est prévue au financement de l'installation proprement dite, qui servira surtout à la recherche universitaire. Mais dans la perspective d'une utilisation de la SLS à des fins d'application, l'industrie interviendra certainement à un stade ultérieur dans la construction de lignes de faisceaux destinées aux applications industrielles. La société anonyme pourrait aussi se charger, à plus long terme, de commercialiser d'autres innovations de l'IPS.
Les deux crédits d'engagement sont répartis comme suit:
a. un crédit d'engagement de 63 millions de francs pour le volet construction, dont 60 millions pour la construction et l'infrastructure technique et 3 millions pour l'acquisition de terrain, inscrit au budget de l'Administration fédérale des finances;
b. un crédit d'engagement de 96 millions de francs pour le volet système (source et infra- structure d'expérimentation), inscrit au budget de l'IPS.
Sur les 60 millions de francs du volet construction, 13 millions de francs peuvent être récupérés par compensation, au bénéfice de la SLS, sur l'abandon d'un projet déjà approuvé de construction d'un laboratoire à l'ouest de l'IPS (FF 1991 / 253). Les 47 millions de francs restants figurent déjà dans le plan d'investissement des constructions civiles de l'Administration fédérale des finances.
Le financement du volet système est entièrement assuré par les moyens financiers du domaine des EPF, qui figurent déjà dans le budget 1997 et la planification financière des années sui- vantes. Ces 96 millions de francs, qui incluent une contribution de 42 millions de francs de l'IPS, seront dégagés par une claire définition des priorités et postériorités au sein du domaine des EPF. 4 des 96 millions de francs sont obtenus par compensation de crédits pour premiers équipements de nouvelles constructions du fait du renoncement, en faveur de la SLS, à la construction du laboratoire initialement prévu à l'ouest de l'IPS.
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Message
1 Partie générale
11 Situation initiale
L'objectif de notre politique nationale de la science doit être de conserver à la Suisse le haut rang qu'elle détient dans les technologies de pointe et de maintenir la qualité de son enseigne- ment et de sa recherche. Il convient simultanément de renforcer encore les étroites relations que la Suisse entretient traditionnellement avec la recherche et l'éducation européennes. Une re- cherche de haute qualité attire les spécialistes suisses et étrangers qualifiés; elle dynamise tant l'éducation que l'économie, ce qui favorise l'emploi. La politique gouvernementale en matière de science définit aussi d'importantes conditions-cadre pour la recherche privée. Elle doit en particulier prévenir le départ de la recherche à l'étranger en garantissant une formation d'excel- lente qualité.
Mais la recherche ne peut prospérer et attirer des scientifiques de très haut niveau que si les in- frastructures et les éléments nécessaires sont en place, ou du moins prévus et en préparation. Citons par exemple les installations et équipements de recherche de très grande qualité qui per- mettent de contribuer au développement des sciences et des techniques. Il importe de rester à la pointe du progrès sur le plan international.
Les milieux politiques, scientifiques et économiques doivent y travailler conjointement. Or les contraintes budgétaires actuelles limitent les ressources à consacrer à cet effort. Il convient donc de veiller à ce que l'engagement de ces ressources soit toujours optimal en définissant des prio- rités. Seule une planification à long terme permettra d'abandonner des usages désuets et d'innover. Au cours des dernières années, le domaine des EPF a su suivre l'évolution et se tour- ner vers l'avenir en optant pour des stratégies ciblées et en collaborant avec d'autres hautes écoles comme avec l'industrie.
Le Conseil des EPF se propose de construire à l'Institut Paul Scherrer (IPS) à Villigen une source de lumière synchrotron, à partir de 1997. Cette Source de Lumière Suisse (SLS) produira des rayonnements électromagnétiques allant de l'ultraviolet jusqu'aux rayons X, de longueur d'onde variable et de forte intensité. Ce type de rayonnement est de plus en plus employé, dans la recherche en sciences naturelles, pour des analyses de structures de la matière, par exemple en physique et en chimie, ainsi que pour l'analyse des substances biologiques dans les sciences de la vie et en médecine. Cette installation permettra d'acquérir de nouvelles connaissances fonda- mentales et d'explorer de nouvelles méthodes de recherche appliquée, appelées à devenir des outils analytiques industriels. Les recherches menées sur cet équipement devraient aboutir à de notables innovations, qui joueront un rôle clé dans le développement de produits et de procédés compétitifs.
De nombreux pays investissent dans ce type d'équipement de recherche en prévision de l'avenir afin de s'assurer une place de choix dans les domaines concernés, et de rester indépendants et compétitifs. Les centres nationaux de rayonnement synchrotron représentent un avantage pour le pays hôte dans la concurrence internationale et font aujourd'hui partie de l'infrastructure de tout pays soucieux de fabriquer et de commercialiser dans une optique scientifique des produits de haute technologie et à forte valeur ajoutée. En Allemagne, par exemple, trois nouvelles sources synchrotron sont actuellement en construction. Une autre vient d'être mise en service en Italie.
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La France et l'Angleterre (avec lesquelles des discussions portant sur la coopération sont égale- ment menées au niveau politique) prévoient chacune une installation de plus, ne serait-ce que pour satisfaire une vive demande nationale. La Suède possède depuis peu une seconde source. Plusieurs centres nouveaux sont aussi opérationnels, à l'étude ou en construction aux Etats-unis et au Japon. Taiwan, la Chine et la Corée du Sud exploitent également des sources synchrotron modernes. La Chine en prévoit une de plus, une première se trouve en phase d'études en Thaï- lande, et le Brésil en construit une.
La SLS constitue pour la Suisse le premier équipement de cette nature. Par sa conception, elle fera avancer la technologie de ce type d'installation au plan mondial. Une prompte réalisation permettra de tirer pleinement avantage des innovations qu'apportera le projet et placera la re- cherche suisse à la pointe du progrès.
12 Importance et analyse des besoins
121 Importance nationale de la SLS
L'IPS a préparé son projet de source de lumière synchrotron suisse (SLS) sur la base de l'ordon- nance sur l'IPS et du plan stratégique approuvé par le Conseil des EPF. La SLS tient compte des besoins et de la situation du pays. C'est un équipement lourd utilisable par de petits groupes de recherche universitaire et par l'industrie. Elle permettra d'effectuer un travail d'avant-garde dans de nombreux domaines de recherche et de développement et, plus tard, dans la fabrication de produits de haute technologie et d'instrumentation complexe, dans la collecte et le traitement d'énormes masses de données ainsi que dans le traitement et l'animation des images. C'est pour- quoi elle contribuera à doter le pays d'un haut niveau de formation ainsi que d'un dispositif compétitif de recherche, de développement et de production, ce qui y maintiendra des emplois à forte valeur ajoutée. La conception élaborée permet de satisfaire avec une très grande souplesse les besoins spécifiques des utilisateurs, à la fois en ce qui concerne l'accès au temps d'expéri- mentation et la nature de la lumière synchrotron offerte. Conjuguée à la source de neutrons de spallation (SINQ) qui vient d'être mise en service à l'IPS et aux faisceaux de muons qui sont une des spécialités de l'IPS. la SLS marquera profondément la politique de la recherche en Suisse.
Dans la plage d'énergie envisagée. l'intensité et l'extrême concentration du rayonnement de la SLS seront à la pointe de ce qui se fait dans le monde. Le potentiel de l'installation en est d'au- tant plus prometteur. Celle-ci ouvre en effet de nouvelles possibilités de traiter avec plus de pré- cision d'importantes questions touchant les sciences naturelles, et de développer de nouvelles méthodes de production de structures infimes. Cela concerne par exemple la production de pro- duits chimiques industriels (polymères, verres, cristaux liquides, céramiques. etc.), la fabrication ciblée de certains produits pharmaceutiques ( .. rational drug design"), l'étude de matériaux ma- gnétiques utilisables dans les technologies de l'information ou de structures moléculaires inté- ressant la biochimie et la biologie moléculaire, l'amélioration de matériaux résistant à la corro- sion, la production de catalyseurs plus efficaces pour les réactions chimiques et les techniques de l'énergie et de l'environnement, ou encore le développement et la production de capteurs élec- triques. mécaniques. optiques. chimiques et biologiques et d'actuateurs d'intelligence technique à l'échelle micrométrique et nanométrique.
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Le fascinant univers nanométrique (de l'ordre du millionième de millimètre) est à notre portée. Nous nous trouvons au seuil d'une révolution technologique, comparable à celle de la micro- électronique qui avait commencé avec le transistor dans les années cinquante. La Suisse de de- main, pays de haute technologie, ne saurait négliger la maîtrise des nanotechnologies. La SLS est un instrument indispensable pour l'avenir. C'est une chance qu'il faut saisir maintenant, afin de conserver notre avance - ou, mieux encore, de l'accroître.
La SLS occupe aussi une place de choix dans la stratégie de la recherche: elle constitue un ins- trument essentiel de la biologie moderne, par exemple dans l'étude des macromolécules biolo- giques. Elle contribuera énormément à développer des substances et des matériaux nouveaux. Elle pourra insuffler un dynamisme considérable au développement des microtechniques et des nanotechniques et ouvrir de nouvelles possibilités à la médecine, dans la recherche sur le cancer notamment.
Posséder une SLS permettra à la Suisse de disposer, dans des domaines qui sont pour elle d'une grande importance, du meilleur accès possible à des rayonnements synchrotron. Elle nous offrira de notables avantages pour ce qui est des utilisations industrielles. Elle mettra mieux encore en valeur la science suisse et servira de pôle d'attraction pour les scientifiques étrangers - sans ou- blier enfin les jeunes chercheurs qui assureront la relève. Sa conception lui garantit une place privilégiée dans l'avenir: sa brillance1) exceptionnelle lui assure une place particulièrement fa- vorable dans le domaine des nanotechniques, qui auront une importance capitale.
L'importance d'un équipement de recherche de ce type dans un pays aussi industrialisé que la Suisse ressort également des discussions menées avec une délégation française fin 1995 et dé- but 1996. La France projette de construire une nouvelle source nationale, baptisée SOLEIL, bien qu'elle dispose déjà d'installations à Orsay, près de Paris (Super-ACO, équipement national) et à Grenoble (ESRF, European Synchrotron Radiation Facility, installation européenne). Les spécia- listes français estiment que les besoins vont prendre un essor considérable. La France a proposé au Conseil des EPF de resserrer la coopération dans le domaine des sources synchrotron, le pro- jet suisse l'intéressant de par sa conception technique. La Grande-Bretagne et l'Advanced Light Source Center à Berkeley, USA, sont eux aussi intéressés à collaborer avec la SLS.
Comme d'autres sources nationales, la SLS couvre un spectre allant de la lumière ultraviolette jusqu'aux rayons X durs; elle complète donc fort judicieusement l'installation européenne de Grenoble (ESRF), elle-même optimisée pour les rayons X durs.
En renonçant à la SLS, la Suisse perdrait une chance de participer en première ligne au dévelop- pement d'une innovation sur le plan international, de faire donc oeuvre de pionnier, tant dans le domaine de la recherche que dans celui du développement de nouveaux procédés et produits. Le Conseil des EPF souhaite expressément saisir cette chance, et il est disposé à procéder aux trans- ferts de ressources internes nécessaires.
122 Etude des besoins suisses
Une information sur les possibilités de la SLS a été fournie à ses utilisateurs potentiels, dans les universités et les instituts de recherche. De plus, le 15 mars 1996, la source a été présentée à ses futurs utilisateurs, qui ont reçu des informations détaillées. Cette réunion, organisée à Fribourg,
1 ) Les termes techniques sont définis dans le glossaire en annexe
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visait aussi à stimuler la formation de groupes de chercheurs venant de divers organismes qui projetteraient ensemble des lignes et du matériel d'expérimentation, les réaliseraient, les exploi- teraient et les cofinanceraient. Quelques 35 déclarations d'intention (letters of intent) et des propositions concrètes de lignes ont été reçues jusqu'à la fin du premier semestre 1996, à la suite de l'invitation à adresser de telles déclarations concernant l'utilisation de la SLS et à définir des caractéristiques techniques de canaux et d'infrastructures envisageables; d'autres déclarations arrivent encore. Ces propositions proviennent aussi bien de chercheurs travaillant seuls que d'un ou de plusieurs instituts (jusqu'à sept) collaborant ensemble.
Au total se sont constituées jusqu'à présent huit équipes de ce genre, qui couvrent un large spectre d'applications possibles du rayonnement synchrotron et sont adaptées aux caractères spécifiques de la SLS: étude des structures de cristaux de protéines, recherche sur les matériaux et les surfaces, analyses de structures cristallines avec résolution temporelle, production de mi- crostructures par procédé LIGA. Certaines propositions provenant de chercheurs travaillant seuls sont par ailleurs très prometteuses. Des contacts personnels ont été pris avec des utilisateurs po- tentiels de grandes entreprises. L'industrie chimique et de grandes sociétés de technologies de pointe s'intéressent à la SLS. Relevons que de petites et moyennes entreprises (PME) ont éga- lement manifesté leur intérêt pour la SLS. Ce succès montre que l'IPS doit prévoir à la SLS une prestation de service capable de fournir aux PME une assistance depuis la préparation des échantillons jusqu'à l'exploitation des données.
123 Participation de l'industrie
La question de la participation de l'industrie a été très soigneusement examinée. Pour des rai- sons d'ordre politique, nous partons de l'idée que le financement des bâtiments et du système de la SLS sera entièrement couvert par des fonds publics, la source devant principalement être utili- sée pour la recherche universitaire, qui relève de la phase préconcurrentielle. Des contacts avec l'industrie chimique, électronique et mécanique ont toutefois révélé un vif intérêt pour l'instrument de recherche industriel de pointe et de développement de nouveaux produits que constitue la SLS. L'industrie et l'IPS ont donc dès aujourd'hui un intérêt à créer une structure qui intensifie leur coopération et qui développe et organise la communauté d'utilisateurs indus- triels de la SLS. Suite à une discussion étendue avec des représentants du secteur privé sera constituée, d'ici à fin 1996, la société anonyme SLS-TechnoTransfer (SLS-TT SA) qui devra favoriser les transferts de technologies et pourvoir à la création de lignes de faisceaux spéci- fiquement destinées à la recherche industrielle à la SLS. La société appartient au secteur privé, avec une participation du canton d'Argovie et une option de participation de la Confédération.
La SLS-TT SA
commercialise et vend les prestations de la SLS à l'industrie (temps d'utilisation, équipe- ment):
favorise la formation de personnel industriel;
construit et exploite des lignes spéciales et des détecteurs à utilisation industrielle;
conseille l'industrie et fournit des prestations de service en rapport avec l'utilisation indus- trielle de la SLS (par exemple pour les PME);
organise des ateliers à l'intention de l'industrie;
subventionne et aide des étudiants candidats au doctorat;
pourra. le cas échéant, assurer d'autres activités pour l'IPS à un stade ultérieur.
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Les conditions de coopération entre l'IPS et la SLS-TT SA seront réglées par un contrat distinct. Les partenaires industriels de la société bénéficieront par rapport aux autres utilisateurs indus- triels de l'IPS de certaines conditions-cadre avantageuses et qui seront proportionnelles à leur participation à la SLS-TT SA: priorité de disponibilité du rayonnement, conditions financières avantageuses sur les services de l'IPS et les temps d'utilisation, consultation dans le choix des lignes et des détecteurs.
124 Concept d'utilisation de la SLS
On peut distinguer deux groupes parmi les utilisateurs du rayonnement synchrotron de la SLS:
les institutions universitaires (universités, hautes écoles, instituts de recherche d'utilité pu- blique) de Suisse et de l'étranger;
l'industrie et les services publics (entreprises industrielles et artisanales du secteur privé, et leurs laboratoires de recherche, ainsi que des hôpitaux).
Le premier groupe utilisera le rayonnement synchrotron de la SLS principalement pour la re- cherche exploratoire et la formation, avec l'intention de communiquer les résultats à la collecti- vité dans un bref délai (habituellement un an ou moins) par publication dans la presse spécialisée ou dans des congrès et colloques. L'accès aux équipements de recherche de la SLS est normale- ment octroyé aux utilisateurs sur demande dûment fondée, qui est examinée par un groupe d'experts et reçoit un ordre de priorité temporelle. La SLS sera gratuite pour ces utilisateurs, comme le veut la pratique internationale courante.
Dans le deuxième groupe, on trouve des utilisateurs qui souhaitent recourir aux applications du rayonnement synchrotron à des fins analytiques ou proches du stade de la fabrication, pour la re- cherche, le développement et la fabrication de leurs produits. Ils entendent que les résultats ob- tenus restent confidentiels au sein de l'entreprise, et ne souhaitent pas qu'un groupe d'experts examine leurs projets d'utilisation. C'est pourquoi une contribution financière leur sera deman- dée.
L'expérience acquise dans d'autres centres de rayonnement synchrotron montre que le nombre des institutions universitaires l'emporte nettement sur celui de l'industrie. Un sondage effectué auprès des institutions universitaires qui utiliseront la SLS donne le tableau représenté dans la figure 1. La plus grande partie de ces utilisateurs requiert du temps de mesure lié à un projet, avec des équipements expérimentaux spécifiques. sur des lignes de faisceaux existantes et cons- truites en accord avec les utilisateurs. Une partie des utilisateurs de la SLS apportent le savoir- faire technique ou scientifique qui leur permet de construire eux-mêmes des lignes de faisceaux ou d'adapter des lignes existantes. Celles-ci peuvent alors être mises à la disposition d'autres utilisateurs.
Pour l'industrie et les services publics. deux aspects sont prépondérants lors de l'utilisation du rayonnement synchrotron:
Essais de rupture des matériaux, inclusions, dislocations, composition chimique Utilisateurs: industrie mécanique et horlogère, entreprises de transport. laboratoires d'essai des matériaux. entreprises d'enregistrement de son et d'image. etc.
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Diagnostic de la distribution des éléments et analyses d'oligo-éléments Utilisateurs: techniques médicales, hôpitaux, patients, services de santé, protection et con- trôle de l'environnement, industrie chimique, industrie alimentaire;
Cristallographie des protéines; synthèse de nouveaux produits biologiques et médicaux Utilisateurs: industrie chimique, biotechnologie, etc.
.
Microstructures et nanostructures, transformations à l'échelle nanométrique Utilisateurs: sociétés d'optique et de micro-électronique, techniques médicales, microméca- nique, industrie horlogère.
Institution
Collaborations
Hôpital Cant. d'Argovie
IBM Rüschlikon
Univ. d'Ulm
Univ. de Zurich
Univ. de Neuchâtel
Univ. de Lausanne
Univ. de Genève
Univ. de Fribourg
Unlv. de Berne
.
Univ. de Bâle
IPS
EPFL
.
EPFZ
0
2
4
+00
6
8
10
12
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nombre de propositions par institution
Fig. 1: A la suite d'une analyse des besoins menée auprès des institutions universitaires inté- ressées, un grand nombre de déclarations d'intentions concernant la création ou la co-utilisation de lignes de faisceaux ont été faites. La figure présente le nombre des propositions reçues jusqu'au milieu de l'année 1996 et venant d'organismes intéres- sés. On notera le grand intérêt manifesté par l'EPF de Zurich et par l'IPS.
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125 Coopération avec des centres étrangers, développement international
Des équipes de recherche suisses utilisent déjà intensément le rayonnement synchrotron. Le plus souvent en étroite coopération avec d'autres groupes d'utilisateurs (p.ex. aux sources suédoise MAX et italienne ELETTRA). Une ligne franco-suisse a été construite à Super-ACO (Orsay); à l'ESRF de Grenoble, dans lequel la Suisse possède une participation de 4 % (contribution fédé- rale de 3,8 mio. de fr. par an), est actuellement exploitée une ligne de faisceau helvético-norvé- gienne construite avec l'aide du Fonds national suisse. Ces deux lignes couvrent diverses plages d'énergie et sont fort utiles, pour la recherche comme pour la formation d'étudiants en doctorat. Un sondage a montré qu'en 1994 il y avait en Suisse 30 équipes de recherche, qui avaient con- sommé 75 semaines de temps de rayonnement sur des sources étrangères.
Le projet de SLS a suscité un vif intérêt parmi les utilisateurs de lumière synchrotron étrangers, dont on a déjà reçu des propositions de lignes et d'expériences.
On sait que les expériences véritablement cruciales sont menées sur place par des équipes loca- les. Ces dernières ont plus facilement accès aux installations, maîtrisent mieux le réglage fin de l'ensemble du matériel et peuvent travailler avec la confidentialité voulue sur des idées nova- trices. C'est pourquoi les universités et les organismes de recherche nationaux, de même que l'industrie du pays, sont particulièrement attirés par une source nationale.
L'OCDE a créé le ler juin 1992 le „Forum mégascience“ (reconduit à l'occasion de la confé- rence des ministres de la science en septembre 1995) dans le dessein de resserrer la coopération scientifique sur les grandes initiatives de recherche nationales et internationales et de tirer un meilleur profit des synergies dans leur réalisation. Ce forum a soigneusement examiné l'état ac- tuel de développement des sources de neutrons et synchrotron et évalué leur évolution future. Selon cette étude, il faut s'attendre pour le début de la prochaine décennie à une multiplication par deux du volume des utilisateurs de lumière synchrotron pour la recherche et le dévelop- pement. Pour la Suisse, on s'attend aussi à un accroissement des applications du rayonnement synchrotron, en raison de la complexité croissante des expériences et du développement de nou- velles méthodes. On devrait compter en 2001 plus de 70 équipes (dont plus d'une dizaine à l'IPS lui-même), ce qui représenterait quelque 350 semaines de temps de rayonnement. Un tel besoin ne saurait être satisfait par les sources étrangères. Avec les cinq lignes prévues pour la mise en service, l'ensemble de la SLS serait ainsi déjà surchargé de plus de 100 pour cent. A elles seules, les déclarations d'intentions reçues jusqu'au milieu de l'année 1996 suffiraient à exploiter plei- nement les cinq lignes de faisceaux.
A l'échelon international, l'évolution se présente ainsi: il existe des centres de rayonnement syn- chrotron nationaux, voire déjà régionaux, dans des pays comme les Etats-Unis, le Japon et l'Al- lemagne, qui satisfont les besoins locaux des instituts de recherche et de l'industrie. Ils permet- tent aussi de former et de faire monter de jeunes chercheurs en toute première ligne de la recher- che, de se familiariser avec une instrumentation extrêmement complexe et avec les dispositifs de sécurité. Les nouvelles techniques de mesure, le développement de nouveaux appareils et les tests sont en majeure partie réalisés dans ces centres locaux. La source synchrotron européenne (ESRF) de Grenoble sert actuellement de centre régional aux utilisateurs suisses, avec une offre considérable de possibilités de formation et de perfectionnement pour les chercheurs. L'extraordinaire qualité de l'installation et les travaux de recherche qu'elle permet de réaliser font que les expériences proposées sont évaluées selon des critères très stricts, et seul le temps absolument nécessaire est octroyé. Sur quelques-unes des 27 lignes de l'ESRF les réservations sont déjà dix fois supérieures aux disponibilités.
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13 Evaluation du point de vue de la politique de la science
131 Enquête menée par le Conseil des EPF auprès d'experts
A la demande du Conseil des EPF, une équipe d'experts internationaux a examiné le projet SLS et a rendu un avis très favorable. Une analyse coût/utilité a été menée dans ce cadre. Il en ressort que le projet proposé permet d'explorer à un coût raisonnable un grand nombre de nouveaux domaines, et qu'il pourrait déboucher sur des résultats porteurs et inattendus aux plans scienti- fique et technique. Les experts lui ont reconnu un caractère d'avant-garde à l'échelle inter- nationale, qui pourrait se révéler extrêmement utile à la politique scientifique du pays une fois le projet réalisé.
132 Avis du Conseil suisse de la science et du Fonds national suisse
Le Conseil suisse de la science (CSS) et le Fonds national suisse de la recherche scientifique (FNRS) ont aussi examiné le projet dans le détail et donné un avis favorable. Selon le CSS, il constitue dans son état actuel une oeuvre de pionnier qui lui confère un grand attrait à l'étranger aussi; il est à la pointe du progrès dans la plage inférieure d'énergie de rayonnement et constitue un heureux complément à la source européenne de Grenoble (ESRF). De nouvelles études de besoins et de potentiels d'utilisation permettent dès aujourd'hui de conclure que l'installation sera d'emblée bien exploitée. L'expérience d'autres pays montre que les volumes d'utilisation croissent très rapidement dès qu'une installation est mise en service. Le fait que le domaine des EPF soit disposé à consentir à d'importants sacrifices financiers en faveur du projet prouve enfin qu'il est convaincu de sa qualité et de son importance à long terme, considère en outre le CSS.
Le FNRS parvient, dans son avis, à la conclusion que la SLS constitue un excellent instrument qui répond bien aux besoins suisses de la recherche à moyen et à long terme. En attirant des re- cherches interdisciplinaires réalisables en coopération internationale, il pourrait susciter des ef- fets de synergie novateurs. Le FNRS constate d'autre part que l'IPS engage un volume impor- tant de ses propres ressources dans le projet, et qu'il souhaite pourvoir ensuite sur son propre budget à son exploitation. Il indique qu'avec la SLS, l'IPS doit fixer ses priorités en fonction de ce recentrage. La source de neutrons de spallation (SINQ) et la SLS devraient revêtir une impor- tance particulière à cet égard. Le site de Villigen/Würenlingen pourrait ainsi devenir un centre de réputation internationale. La SLS serait un bon investissement et répondrait aux besoins du réseau scientifique et technologique suisse et européen.
14 Le mandat de prestations de l'IPS et la SLS
141 Situation initiale
Selon la loi sur les EPF du 4 octobre 1991 (RS 4/4.110). l'IPS est un institut fédéral autonome de droit public possédant une personnalité juridique propre. Selon l'ordonnance du 13 janvier 1993 sur l'Institut Paul Scherrer (RS 414. 163. 1), l'IPS est un institut national pluridisciplinaire de recherche en sciences naturelles et de l'ingénieur. Il est stipulé dans l'ordonnance que l'IPS assume des tâches de recherche dans les domaines spécialisés suivants:
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Physique nucléaire et physique des particules;
Radiologie médicale, radiologie biologique et radiologie de l'hygiène;
Recherche sur les solides et sciences des matériaux;
Techniques de l'énergie nucléaire (notamment dans les domaines de la sécurité nucléaire et des déchets radioactifs);
Techniques de l'énergie non nucléaire et sciences de l'environnement liées à l'énergie
Une importance particulière revient à la mission de créer des infrastructures déjà définie dans l'ordonnance en vigueur: l'IPS développe, construit et exploite des installations de recherche qui dépassent, en grandeur et en complexité, les possibilités des institutions des hautes écoles. Ces installations sont utilisées par un cercle national et international de chercheurs des hautes écoles et de l'industrie.
Les domaines dans lesquels l'IPS s'engage sont en étroit rapport avec les équipements de l'insti- tut. L'IPS exerce des activités de recherche complémentaires à celles des hautes écoles et offre aux nombreux utilisateurs extérieurs le soutien nécessaire à leurs travaux. Les scientifiques qui utilisent les installations avec le soutien de l'IPS sont actuellement au nombre de 600 par an. L'IPS joue aussi, dans cette collaboration avec les hautes écoles, un rôle très important en ma- tière de formation: 230 doctorats y sont actuellement en préparation. En tant que „Laboratoire de recherche national“, l'IPS offre également une plate-forme à des projets internationaux et inter- disciplinaires, en associant des partenaires des hautes écoles et de l'industrie. Cela a pour effet de stimuler la coopération entre différents groupes des hautes écoles et avec l'industrie.
L'importance respective des différents champs d'activité de l'IPS a beaucoup changé depuis la fusion du SIN et de l'EIR en 1988. Les moyens financiers ont été redistribués en conséquence. Environ deux tiers des moyens dont l'IPS dispose vont aujourd'hui aux axes prioritaires que sont la recherche sur les solides et les sciences des matériaux, les sciences biologiques et la physique des particules élémentaires. Un tiers des ressources annuelles ordinaires de l'IPS sont affectées à la recherche sur l'énergie. L'IPS assume à cet égard la tâche d'un laboratoire national de recher- che sur l'énergie. Dans le domaine de l'énergie, il fournit par ailleurs des services scientifiques, précisément là où il est particulièrement apte à le faire en raison de ses installations uniques en leur genre et de ses connaissances spécifiques; cela dans l'intérêt de l'Etat, de l'économie et de la société.
Au cours des années 1992 à 1995. la Commission de gestion du Conseil des Etats (CG-CE) s'est penchée sur l'évolution de l'IPS (FF /993 1 1361). En mars 1995. le Conseil fédéral a remis son rapport final à la CG-CE et répondu aux questions qui avaient été soulevées. Dans sa réponse, le Conseil fédéral a présenté l'orientation stratégique que le Conseil des EPF a assigné à l'IPS et rappelé que l'IPS a effectivement orienté sa planification en ce sens. Dans son rapport final du 29 juin 1995. la CG-CE s'est déclarée satisfaite pour l'essentiel des mesures prises. mais a no- tamment relevé que le mandat de prestations de l'IPS devrait préciser les objectifs de recherche définis par le Conseil des EPF. Le Conseil des EPF a défini les orientations stratégiques du do- maine des EPF et orienté la planification financière des prochaines années en ce sens. L'IPS a formulé ses objectifs stratégiques sur cette base et adapté en conséquence sa planification à moyen terme. Le développement du personnel dans les axes de recherche prioritaires (fig. 2) met en évidence les modifications intervenues à l'IPS au cours de ces dernières années. et l'évolution que l'Institut prévoit pour l'avenir compte tenu de cette réorientation.
756
142 Nouvelle orientation stratégique de l'IPS
Voici quelques-uns des éléments essentiels de la nouvelle orientation stratégique de l'IPS:
L'extension de la fonction de l'IPS en tant que „laboratoire ouvert aux utilisateurs exté- rieurs“ des hautes écoles et de l'industrie (cela inclut la construction et l'exploitation de grandes installations de recherche complexes). Ce mandat absorbera à l'avenir nettement plus de la moitié des ressources de l'institut.
L'attribution d'une plus grande importance à la recherche sur les solides et les sciences des matériaux, ce qui revêt une importance particulière pour le futur développement techno- logique et la compétitivité de l'économie suisse.
La concentration des sciences de la vie sur le diagnostic du cancer et son traitement à l'aide des faisceaux de particules très spécifiques offerts dans les installations de recherche de l'IPS, en collaboration avec des cliniques.
L'orientation de la recherche énergétique sur des projets qui tiennent particulièrement compte d'un développement durable et des objectifs de la Commission fédérale sur la recher- che énergétique (CORE). La recherche sur l'énergie compte donc, aujourd'hui encore, parmi les tâches importantes de l'IPS. Dans le domaine de la recherche énergétique générale, il est prévu de renforcer la coopération avec l'industrie pour que les nouveaux résultats de la re- cherche puissent être exploités plus rapidement et efficacement dans la pratique. Dans le do- maine de la recherche sur l'énergie nucléaire, l'IPS se concentre sur les secteurs de la sécurité et de l'élimination des déchets.
L'exploitation d'équipements de base destinés aux travaux de physique des hautes énergies par les hautes écoles qui préparent et réalisent des expériences, notamment au CERN.
1200
1200
1100
1100-
1000-
1000
énergie nucléaire
900-
900-
personnes / années
800-
physique des particules
800-
énergie nucléaire
700-
sciences de la vie
physique des particules
800-
600-
sciences de la vie
500-
recherche générale sur l'énergie
500-
recherche générale sur l'énergie
SLS
SLS
300-
300-
200-
recherche sur les solides et sciences des matériaux
recherche sur les solides et sciences des matériaux
100-
100-
SINQ
SINQ
04
0
1980
1986/87
1993-
1996
2000
1980
1986/87
1996
2000
ans
ans
Fig. 2: Evolution du personnel de l'IPS conformément aux orientations stratégiques et compte tenu de la SLS (moyens fournis par des tiers pris en considération dans le diagramme de gauche, exclus de celui de droite).
757
400
400-
200-
personnes / années
700-
Pour ce qui est de la pratique et de l'utilisation des résultats de la recherche appliquée, l'IPS in- nove. C'est ainsi par exemple que la recherche sur l'énergie se pratique de plus en plus large- ment dans le cadre d'un partenariat avec les autorités et l'industrie privée - sans engagement financier de leur part, une recherche appliquée n'est plus prévue que sous certaines conditions très strictes. Mais il est vrai que cette règle ne peut pas encore être appliquée systématiquement aux recherches importantes à long terme, comme celles qui se font dans le domaine des énergies renouvelables. Dans ce contexte, l'IPS s'est fixé pour objectif de fournir d'importantes contri- butions à la production et à l'utilisation d'énergie dans une optique de développement durable. Un autre nouvel élément du domaine de la recherche sur l'énergie est le Centre pour l'économie énergétique intégrée de l'EPF Zurich, prévu par les deux EPF et l'IPS. Ce centre a pour objectif d'élaborer les bases (recherche comprise) de la politique énergétique et de l'économie énergé- tique par une étroite coopération entre économie d'une part et technique, psychologie, écologie, sociologie et politique de l'autre. Les activités de ce centre reposent avant tout sur des mandats de l'administration et de l'industrie. Les deux EPF assurent la direction des opérations et l'IPS ainsi que les universités mettent à la disposition du centre leurs connaissances spécifiques et lar- gement interdisciplinaires.
143 IPS et SLS
La SLS est une partie essentielle de la nouvelle orientation stratégique de l'IPS et du mandat de prestations prévu. La construction et l'exploitation de la SLS renforceront la fonction de l'IPS en tant que laboratoire ouvert aux utilisateurs extérieurs. Comparativement à la situation actuelle (45 %), 55 pour cent environ des moyens mis à la disposition de l'IPS en l'an 2000 seront af- fectés à cette fonction dès que la SLS sera opérationnelle. Les universités et les hautes écoles en profiteront notamment dans de nouveaux domaines de recherche en biologie, médecine, chimie, sciences des matériaux et physique. On attend également, grâce à la SLS, de nouvelles impul- sions au plan de la recherche générale sur l'énergie. Plusieurs centaines de chercheurs de l'exté- rieur, de l'industrie et du monde scientifique, notamment d'universités cantonales, utiliseront chaque année la SLS. Du fait que l'IPS est déjà équipé de la source de neutrons de spallation (SINQ) et de faisceaux de muons, la construction de la SLS fera de ce laboratoire un centre de compétences unique pour l'étude des structures de la matière et pour la spectroscopie. Villi- gen/Würenlingen deviendra, à l'échelle internationale, un pôle d'attraction pour les meilleurs chercheurs, ce qui mettra notre pays en mesure de fournir à la communauté scientifique euro- péenne une contribution très importante à long terme.
La SLS accélérera l'orientation de l'IPS vers les nouveaux domaines de recherche d'avenir. Pour réaliser la SLS, l'IPS devra fournir des ressources importantes en personnel et en matériel, pré- levées sur son budget ordinaire (en augmentation jusqu'en l'an 2000: annuellement 110 per- sonnes-années et environ 10 mio. de fr.). Ce transfert de moyens entraîne des changements con- sidérables dans les priorités de recherche à l'IPS et une révision de l'éventail des tâches qui lui sont dévolues. Il est prévu de réduire la part des moyens propres à l'IPS affectée aux activités de recherche sur l'énergie nucléaire, tout en maintenant les activités d'importance nationale dans le domaine de la sécurité des réacteurs et de l'élimination des déchets radioactifs, ainsi que l'offre de services scientifiques aux autorités (notamment à l'Office fédéral de la santé publique, à l'Office fédéral de l'énergie et à la Division principale de la sécurité des installations nucléai- res). Il faut souligner qu'avec la SLS, les capacités de recherche propres à l'IPS dans le domaine de la recherche énergétique continueront, proportionnellement, à représenter près de la moitié de la capacité totale. Cela étant, le Conseil des EPF examine actuellement les conditions juridiques et financières qui permettraient au Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique (CSEM)
758
de Neuchâtel de reprendre progressivement d'ici 1999 une grande partie de l'actuel IPS de Zurich (recherche appliquée sur les solides) dans le cadre du recentrage de la mission de l'IPS. Le site de Zurich serait néanmoins maintenu et il n'en résulterait pas de coûts supplémentaires pour la Confédération. D'autres réductions seront obtenues par la réorientation partielle de la recherche en physique des particules et par la concentration des activités IPS actuelles dans les sciences de la vie. Dans ce domaine aussi, on attend de nouvelles impulsions pour d'autres do- maines de recherche (la biologie moléculaire par exemple). Lorsque la source de neutrons de spallation SINQ sera terminée, une grande partie du personnel du domaine „ingénierie et ate- liers“ sera libre, et pourra mettre son expérience au service de la SLS. La figure 3 montre com- ment il est prévu de couvrir les besoins en personnel de la SLS avec les ressources de l'IPS. La réorientation des priorités de recherche de l'IPS en rapport avec la SLS n'entraînera aucun licen- ciement.
domaine de la physique des particules et des sciences de la vie 21%
ingénierie et ateliers (principalement dû à la finition de SINQ) 42%
domaine de la physique des solides et des sciences des matériaux 8%
domaine de la recherche sur l'énergie nucléaire 23%
domaine de la recherche générale sur l'énergie 6%
Fig. 3: Répartition du personnel de la SLS provenant des ressources de l'IPS en 2001, selon l'état de la planification en 1996 (activités terminées, focalisées, réduites)
144 Complémentarité de la SLS, de la source de neutrons de spallation SINQ et des autres méthodes d'étude des structures à l'IPS
La SLS permet notamment de déterminer les propriétés du nuage électronique dans les corps solides, c'est-à-dire leur chimie, et de les mettre en relation avec les mesures structurelles. D'où la possibilité de suivre et de fixer temporellement - notamment avec des mesures à résolution temporelle fine - des réactions chimiques, des processus de diffusion, des processus de crois- sance biologique, etc. La source de neutrons de spallation SINQ dont l'IPS dispose sert avant tout à la détermination géométrique et magnétique des structures de substances et complète la
759
détermination de la structure auprès de la SLS. Les neutrons, qui sont très lents, peuvent en effet détecter des excitations énergétiques beaucoup plus petites que les rayons X de la SLS. On par- vient par exemple de cette manière à mesurer les oscillations très lentes d'atomes ou de groupes d'atomes. L'installation IPS des faisceaux de muons se prête particulièrement bien à la détermi- nation de propriétés magnétiques de matériaux. SLS, SINQ et installation de faisceaux de muons sont des installations complémentaires. Le fait de disposer au même endroit de ces équipements crée des synergies d'une valeur exceptionnelle sur la scène soientifique internationale. Nombre de problèmes multidisciplinaires ne peuvent être résolus qu'avec la mise en oeuvre de plusieurs de ces méthodes. C'est le cas, par exemple pour la combinaison de l'European Synchrotron Ra- diation Facility (ESRF) et de la source de neutrons de l'Institut Laue-Langevin (ILL) à Greno- ble.
15 L'emplacement de la SLS
151 Evaluation du site
Par lettre du 9 février 1996, le Conseil d'Etat du canton de Neuchâtel invitait le Département de l'intérieur à examiner la possibilité de construire la SLS dans le canton de Neuchâtel. Par la suite, le Délégué du Conseil des EPF a chargé un bureau d'ingénieurs d'évaluer les emplace- ments potentiels. En accord avec les représentants du canton de Neuchâtel, ce bureau a choisi trois sites possibles par comparaison avec la réalisation du projet à l'IPS à Villigen. Après une étude détaillée, les experts ont tiré les conclusions suivantes:
„A considérer tous les éléments, il convient, suite à l'évaluation réalisée, de donner la préférence à l'emplacement de Villigen relativement aux sites neuchâtelois, compte tenu des bâtiments existants, des aspects fonctionnels, des délais, des données financières et économiques du pro- blème, ainsi que des conséquences pour la recherche scientifique régionale.“
Le Grand Conseil du canton de Neuchâtel a adopté le 2 octobre 1996, par 92 voix sans opposi- tion, une résolution de tous les partis sur la construction d'une source de lumière synchrotron à Cernier NE.
Par lettres du 21 août et du 7 octobre 1996, le Conseil d'Etat du canton de Glaris a fait part lui aussi à la direction de l'IPS de l'intérêt du canton de Glaris et de la Suisse orientale à accueillir la SLS sur leur sol. Il laissait entrevoir la possibilité de proposer une alternative dans les envi- rons de Niederurnen pour la réalisation de l'installation. On n'a pas procédé à une comparaison spécifique des sites dans ce cas. Mais une transposition de la comparaison précitée conduit à des résultats comparables.
Le Conseil des EPF a donné son avis sur les sites proposés par les cantons de Neuchâtel et Gla- ris. Il a notamment tenu compte dans sa réflexion de considérations stratégiques et de politique scientifique, de l'utilisation de synergies scientifiques à attendre de la concentration d'instal- lations à Villigen ainsi que des questions ayant trait à l'infrastructure existante. Le 14 octobre 1996, le Conseil des EPF a décidé de proposer au Conseil fédéral de construire la SLS sur le site de l'IPS à Villigen.
760
152 Décision au sujet de l'emplacement
On a reconnu que l'offre du canton de Neuchâtel méritait d'être examinée et que les activités industrielles variées qui y sont développées, notamment dans le domaine de la microtechnique, sont effectivement attrayantes. Mais on a également souligné que les considérations de coûts et celles qui ont trait à la promotion des économies régionales ne sont pas décisives pour le choix de l'emplacement. Ce qui est déterminant, c'est l'influence que peut avoir l'emplacement, cen- tralisé ou décentralisé, de la SLS sur l'enseignement et la recherche. Il faut aussi prendre en compte les effets du transfert de connaissances, scientifiques et techniques, venant d'autres grandes installations de recherche, tout aussi complexes. L'IPS exploite déjà des installations analogues dans le domaine de l'étude des structures, de sorte que son personnel scientifique et technique possède un savoir-faire qui lui confère une avance considérable; il en résulte donc des synergies décisives pour la recherche et les expériences. Inversement, ce milieu spécifiquement favorable au développement de la SLS ferait défaut sur un site décentralisé. De grandes installa- tions de recherche de ce genre doivent par ailleurs être constamment développées une fois mises en service si - ce qui est important pour de tels investissements - l'on veut qu'elles gardent plu- sieurs années leur avance sur le plan international. La centralisation apporte des synergies dé- terminantes de ce point de vue également. Mais la concentration en un même lieu - à Villigen - de la source de neutrons de spallation déjà réalisée et de la source de lumière synchrotron revêt à cet égard une importance décisive, car elle permet à ce centre d'atteindre, sur le plan scientifi- que, une masse critique qui lui conférera une grande importance internationale.
Les percées scientifiques ne sont plus guère obtenues aujourd'hui à l'intérieur d'une discipline, mais bien plutôt à l'interface entre plusieurs disciplines; ce qui fait que l'on peut observer dans la recherche interdisciplinaire des synergies supplémentaires entre des activités apparentées.
Au vu des résultats parfaitement clairs de ces évaluations et compte tenu des considérations de politique scientifique et de politique de la recherche susmentionnées, le Conseil fédéral s'est prononcé contre la décentralisation de la SLS et pour sa construction sur le site de l'IPS à Villi- gen. Les synergies scientifiques subséquentes font nettement pencher la balance en faveur de ce choix initialement prévu.
16 Interventions parlementaires
Un postulat et une interpellation ont été présentés en mars 1994 au Conseil national (postulat . Haering Binder; interpellation Leemann). Il y était dit que le projet de SLS constituait un impor- tant jalon dans la politique de la science et de la recherche suisse. Le postulat invitait le Conseil fédéral à charger des experts de procéder à une ample analyse coût/utilité, puis à en rendre compte au Parlement. L'interpellation demandait une information sur le calendrier et le contenu de la procédure d'approbation; elle priait également le Conseil fédéral, compte tenu de la portée du projet, de soumettre en temps utile au Parlement un dossier complet. Le Conseil fédéral a ac- cepté le postulat et, en réponse à l'interpellation, indiqué que les Chambres fédérales recevraient par message une information complète sur l'ensemble du projet et sur son financement, même si celui-ci n'était que partiellement assuré par des ressources fédérales, afin de rendre transparente la portée de la décision en termes de politique de la recherche. Le présent message répond ainsi au postulat et à l'interpellation. Nous proposons donc de classer le postulat.
49 Feuille fédérale. 149e année. Vol. I
761
2 Partie spéciale
21 Description du projet
Le rayonnement synchrotron est de nature électromagnétique, comme la lumière visible, les ondes radio et le rayonnement X. Il est produit par des charges électriques accélérées. Portés à une très grande vitesse et déviés par des aimants, les électrons émettent de la lumière à onde courte à chaque changement de direction du faisceau (mouvement accéléré). Dans le cas d'une source de lumière synchrotron, les électrons sont accélérés jusqu'à des vitesses proches de celle de la lumière, puis conduits dans un anneau de stockage fermé. Là, ils sont maintenus sur une trajectoire circulaire à l'aide d'aimants et d'autres composants. A chaque changement de direc- tion, ils émettent un rayonnement électromagnétique. Le rayonnement couvre un spectre de lon- gueurs d'onde des plus courtes, celles des rayons X durs, à l'ultraviolet lointain, qui ne se pré- sente à l'état naturel que dans l'espace, puis à la lumière visible, à l'infrarouge et enfin aux micro-ondes. La lumière émise quitte la trajectoire des électrons dans l'anneau de stockage sous forme de faisceau étroit, dans la direction de vol momentanée des électrons, et seulement là où ils décrivent une courbe. Pour exploiter la lumière émise, des conduits de faisceau à très haut vide sont rattachés tangentiellement à l'anneau de stockage au lieu d'émission. Le faisceau de lumière est très bien focalisé. On pourrait le comparer à un projecteur qui, éloigné de 50 mètres, ne produirait qu'une tache de lumière de 5 mm de diamètre. C'est l'une des propriétés qui confè- rent son grand intérêt à la lumière synchrotron.
Outre le rayonnement synchrotron, on utilise aussi le laser comme source de lumière intense. Il est vrai que la lumière produite par des installations laser de laboratoire ne fournit que des éner- gies lumineuses relativement petites (logiquement dans le domaine visible) d'une intensité extrê- mement élevée, alors que le rayonnement synchrotron fournit des énergies jusque dans le domai- ne des rayons X. Cette énergie lumineuse accessible représente la grandeur essentielle dans la plupart des applications en technique d'analyse et technique des processus, et par conséquent une condition essentielle pour élucider les structures atomiques et moléculaires de la matière.
La particularité de la SLS, par comparaison avec des installations étrangères existantes, est l'intensité extrêmement élevée et la forte focalisation de la lumière produite. Ces propriétés en font un élément d'attraction tout particulier pour certaines recherches. La SLS vise la qualité et la souplesse les plus élevées possibles. Elle est optimisée pour la lumière ultraviolette et le rayonnement X mou, et promet des prestations de pointe jusqu'à proximité du rayonnement X dur. La SLS joue donc un rôle complémentaire à celui des quelques grandes sources inter- nationales - telles que l'ESRF - optimisées pour le rayonnement X dur. La SLS se situe, dans sa plage d'énergie, à la pointe du développement. Dans le domaine du rayonnement X dur aussi, elle n'est surpassée que par quelques rares grandes installations internationales. La structure temporelle du rayonnement SLS rend possibles des expériences dynamiques durant lesquelles - selon le comportement d'un système - les phénomènes peuvent être étudiés jusque dans la plage des picosecondes. Cela signifie que des processus chimiques et biologiques complexes peuvent être observés en temps réel. La SLS est conçue pour obtenir une brillance maximale dans la plage de fréquences de l'ultraviolet lointain et du rayonnement X mou. Ses propriétés surpas- seront nettement celles des sources de lumière synchrotron dites de la troisième génération (ELETTRA, ALS, MAX).
La SLS comprend d'une part le volet constructions et infrastructure technique (ch. 212), d'autre part le volet système, avec l'infrastructure expérimentale (ch. 213).
762
I
212 Volet constructions de la SLS (bâtiments et infrastructure technique)
Le volet constructions de la SLS comprend la grande halle qui abritera la source de lumière et l'infrastructure d'expérimentation, le bâtiment technique immédiatement adjacent pour l'infra- structure technique, ainsi que l'immeuble des bureaux et laboratoires séparé de la halle. L'ensemble du terrain nécessaire à la construction de la SLS se trouve sur le territoire de la com- mune de Villigen (fig. 4a, plan de situation), et a une surface d'environ 32'000 m2. Une partie (environ 20'000 m2) se trouve encore en dehors du périmètre de l'IPS, en zone agricole. La commune de Villigen a autorisé le transfert de ce terrain affecté à la construction de la SLS dans la zone à bâtir; la procédure cantonale d'autorisation est engagée. L'acquisition du terrain sera garantie par une promesse de vente. Il est situé à une centaine de mètres à l'ouest de la rive de l'Aar, sur une imposante basse terrasse de cailloutis qui s'étend tout le long de la vallée infé- rieure de l'Aar et qui repose sur une roche morneuse altérée en surface. La nappe phréatique située en profondeur ne sera pas touchée par le projet.
A proximité immédiate de la SLS se trouvent, sur l'aire ouest de l'IPS, les grandes installations de recherche telles que l'accélérateur de protons et la source de neutrons de spallation SINQ avec leurs halles d'expérimentation, ainsi que les infrastructures techniques nécessaires. Toutes les constructions de la SLS sont alimentées par une prolongation du canal technique de l'IPS.
La source de lumière et les zones d'expérimentation seront abritées dans la grande halle circu- laire d'environ 13'000 m2 et de 14 m de hauteur (fig. 4b, plan de la halle). La halle sera équipée d'un pont-roulant évoluant sur une trajectoire circulaire autour de l'installation. Pour assurer la stabilité requise par rapport aux influences climatiques et aux vibrations, l'enveloppe du bâti- ment, les installations techniques et le radier doivent satisfaire aux exigences les plus élevées. Il ressort d'un mandat d'étude confié à quatre équipes de projet sélectionnées que le concept retenu pour les bâtiments et la technique est la meilleure solution d'ensemble.
Le projet choisi s'intègre harmonieusement dans le paysage en dépit de son volume de construc- tions important. La forme du bâtiment et la façade structurée par des lignes de lumière horizon- tale confèrent à l'ensemble un excellent équilibre optique (fig. 4c, façades, coupe). La disposi- tion des rangées de fenêtres en retrait les unes par rapport aux autres prévient une exposition trop directe à la lumière solaire, tout en assurant un éclairage uniforme des locaux et une atmosphère agréable. La structure porteuse en bois et métal, malgré sa disposition en filigrane, est très stab- le, l'atmosphère agréable. Il sera tenu compte des aspects écologiques dans le choix des maté- riaux; on a par exemple opté pour une charpente en bois.
L'anneau de stockage comme les lignes de faisceaux et les installations d'expérimentation sont placés sur un radier d'une grande stabilité et totalement résistant aux tassements et vibrations. Le plan technique satisfait aux exigences très élevées de stabilité thermique.
Dans un bâtiment attenant à la halle seront installés les bureaux et les laboratoires du personnel d'exploitation, ainsi que - en retrait par rapport à la structure de la halle - toutes les parties de l'installation qui abriteront les pompes de circulation d'eau de refroidissement, les compresseurs frigorifiques et autres composantes sources de vibrations. Les besoins en locaux supplémentaires pour les chercheurs de la SLS peuvent être couverts dans un premier temps - suite au déplace- ment des priorités de recherche - par la mise à disposition de locaux déjà existants qui se libè- rent.
763
764
par raccordement aux installations existantes.
Fig. 4a: Plan de situation. Il est prévu de construire la SLS au sud des actuelles installations de recherche de l'IPS (accélérateur de protons et source de neutrons SINQ) sur l'aire ouest (territoire de la commune de Villigen). La technique du bâtiment sera assurée
IP$ EST (commune de Würenlingen)
Aar
pont
,
-maison d'hôtes
agrandissement IPS ouest
source de neutrons
halle d'experimentation accélérateur de protons
bâtiment administratif bibliotheque auditorium
atelier
raccordement au canal technique
bâtiment
-station
bâtiment de technique
0
0
00
000
0
2
nouvelle limite du site
IPS ouest (commune de Villigen)
bâtiment des bureaux- et laboratoires
direction Villigen-
Plan de situation de l'IPS ouest à Villigen 0 10 30 60
ancienne limite du site
canal technique projeté
car-postal
direction Böttstein
Fig. 4b: Plan de la halle avec SLS
prolongation possible du faisceau
agneau-acceler
88
.
bâtiment de technique ..
0
lignes de faisceaux "d'expérimentation
fournisseurs
coupe
bâtiment des bureaux et laboratoires
pont-roulant
Couloir
Plan
SLS Source de Lumière Synchrotron Suisse-
0 5 10
20
765
Unac
766
Fig. 4c: Façades, coupe de l'installation
bâtiment des bureaux et laboratoires
halle
Canal technique, raccordement à l'infrastructure de l'IPS Ouest
anneau-accélérateur
coupe SLS Source de Lumière Synchrotron Suisse
0
5 10
20
213 Volet système de la SLS
Dans le volet système, on distingue la source de lumière (ch. 213.1) et les lignes de faisceaux avec l'infrastructure expérimentale (ch. 213.2).
213.1 Source de lumière
La source de lumière comprend l'anneau de stockage d'électrons - c'est le coeur de l'installa- tion -, un pré-accélérateur et un accélérateur principal (appelé „booster“), qui donnent aux électrons la vitesse finale souhaitée et les dirigent dans l'anneau de stockage. Les figures 4b et 6 montrent le plan de l'installation SLS.
.
Le pré-accélérateur est un accélérateur linéaire d'une énergie de 100 MeV. Le booster reprend les électrons de l'accélérateur linéaire et les accélère à 2.1 GeV. Un conduit de faisceau spécial transfère les électrons accélérés par le booster dans l'anneau de stockage. Dans cette solution in- novatrice et financièrement avantageuse, le booster se trouve dans le même tunnel que l'anneau de stockage. La qualité de son faisceau garantit une injection très efficace dans l'anneau de stockage et ouvre des possibilités de développement futures.
L'anneau de stockage a une circonférence d'environ 288 m. Dans les tronçons courbes sont montés des aimants normaux et des aimants supraconducteurs qui produisent du rayonnement X dur. Il est prévu d'intégrer dans les tronçons droits de l'anneau de stockage - qui peuvent attein- dre 12 m - des ondulateurs et des aimants de déflection permettant de produire des faisceaux d'une intensité encore plus élevée. Comme l'anneau de stockage représente un important inves- tissement financier dans le cadre du projet SLS, l'installation est optimisée de manière à obtenir la meilleure qualité possible des faisceaux pour une grandeur donnée de l'anneau de stockage.
La très haute brillance du rayonnement synchrotron produit (fig. 5) permet de procéder à des ex- périences avec une très bonne résolution et offre ainsi la possibilité d'examiner des échantillons particulièrement petits. Par ailleurs, la possibilité de réaliser des mesures de durée extrêmement brève peut revêtir une grande importance. En outre, une haute brillance est décisive pour obtenir un degré élevé de cohérence du rayonnement synchrotron. Ce dernier a alors des propriétés analogues à celles d'un faisceau laser et permet également l'application de nouvelles techniques d'imagerie comme celles de l'holographie.
767
1021
SLS
ESRF
1020
brillance [photons/sec/mm2/mrad2/0.1% BW]
1019
1018
ELETTRA
10 17
SLS
aimant de déflection
SUPER ACO
normal supraconducteur
1016
1015
1014
0.01
0.1
1
10
100
énergie des photons [keV]
Fig. 5: La brillance du rayonnement synchrotron sortant des ondulateurs et des aimants de dé- flection de la SLS, représentée dans une plage spectrale de quatre puissances de dix. Pour comparaison, le schéma indique aussi les valeurs de brillance sortant des ondu- lateurs d'autres sources de lumière synchrotron modernes. Une brillance élevée est au- jourd'hui particulièrement demandée par les chercheurs dans les centres de rayonnement synchrotron. Elle permet des mesures plus précises de structures et rend possibles des mesures de processus extrêmement rapides. Les propriétés de la SLS surpasseront nette- ment toutes les sources nationales construites à ce jour. En Europe, seul l'ESRF obtient une brillance encore plus élevée aux très hautes énergies des photons. L'ESRF a été optimisé à cet effet. La SLS obtiendra des valeurs de brillance élevées même avec des aimants de déflection normaux et supraconducteurs. Ces lignes de faisceaux sont princi- palement utilisées pour la production de structures à l'échelle du millième jusqu'au millionième de millimètre.
Une propriété importante du projet SLS réside dans la longueur des tronçons droits, qui ouvrent la voie à de nouveaux développements innovateurs. C'est ainsi qu'on envisage le montage d'un très long ondulateur électromagnétique avec une période de 200 mm, capable de fournir une source de rayonnement de la plus haute brillance avec une cohérence totale jusqu'à 100 eV - avec polarisation circulaire ou linéaire. La lumière synchrotron à polarisation circulaire se déve- loppe de plus en plus comme un moyen permettant d'explorer les propriétés magnétiques de la matière, et très recherché à ce titre.
768
C'est tout particulièrement pour les expériences aux exigences très élevées que les mini- ondulateurs offriront des sources d'excellente brillance dans la plage de rayonnement X autour de 10 keV.
Une autre propriété très importante de la SLS est la structure temporelle du rayonnement. Les impulsions de lumière synchrotron de quelques picosecondes peuvent être livrées selon une sé- quence flexible déterminée par les utilisateurs.
213.2 Lignes de faisceaux et infrastructure expérimentale
Une ligne de faisceau se compose de la structure magnétique (p.ex. de ce qu'on appelle un ondu- lateur) dans lequel le rayonnement synchrotron est produit puis conduit hors de la trajectoire des électrons stockés, d'un premier miroir réfrigéré, d'un monochromateur qui choisit la longueur d'onde, d'un deuxième miroir focalisant et d'une ou de plusieurs stations d'expérimentation. A cet ensemble s'ajoutent différentes composantes pour le vide (pompes et soupapes) ainsi que des installations techniques de protection.
La figure 6 montre le plan de l'installation de la SLS avec les différents paramètres essentiels du volet système et un scénario de lignes de faisceaux possibles dès la mise en service de l'instal- lation pour répondre aux souhaits actuellement connus d'utilisateurs externes.
Durant les années qui suivront la mise en service, l'installation répondra aux souhaits d'autres utilisateurs, par exemple:
Développement de la ligne de faisceau pour la spectromicroscopie et les analyses de spin
Ligne de faisceau pour les analyses de structure avec résolution temporelle
Ligne de faisceau pour les processus in situ et pour la production de structures MOCVD
Autres lignes de faisceaux pour répondre à des demandes spécifiques de l'industrie
Les lignes de faisceaux existantes seront développées régulièrement en fonction des besoins des utilisateurs. Il est prévu d'ajouter une ligne de faisceau par année.
Le rayonnement aux aimants de déflection de la SLS tiendra compte des exigences d'un grand nombre d'expériences. Par exemple, les rayons émis aux aimants normaux de déflection se prê- tent bien aux applications de la micromécanique et de la microfabrication. Les études cristallo- graphiques (p.ex. de protéines macromoléculaires) sont encore largement réalisées aujourd'hui sur des installations qui présentent une brillance plutôt modeste. Les chercheurs de ce domaine acceptent des réductions de brillance très importantes lorsque les sources sont sur place et acces- sibles en permanence. Les faisceaux de la SLS issus des aimants de déflection supraconducteurs amélioreront massivement les possibilités de recherche dans ce domaine en Suisse.
Le choix et la marche à suivre détaillée lors de la définition des lignes de faisceaux seront fixés par un comité international institué pour la SLS et dénommé „Scientific Advisory Committee“, ainsi que par le Conseil des EPF, le Fonds national suisse et les utilisateurs. Les demandes d'ac- cès aux possibilités d'expérimentation avec les lignes de faisceaux seront également évaluées par une instance internationale. Le traitement sera le même pour les chercheurs de l'IPS et les chercheurs de l'extérieur. La recherche industrielle sera traitée séparément.
..
769
:
Microstructuration et nanostructuration
5
Accélérateur linéaire
(100 MeV) Accélérateur principal (2.1 GeV)
Ligne de faisceau universelle
Anneau de stockage (2.1 GeV, 288 m)
Ondulateurs
3
Surfaces et interfaces spectromicroscopie
Diffraction de rayons X à haute résolution
Cristallographie des protéines
1
2
Fig. 6: Plan de l'installation SLS avec pré-accélérateur (accélérateur linéaire), booster (accélérateur principal) et anneau de stockage. Les lignes de faisceaux qui sortent des ondulateurs et des aimants de déflection sont esquissées en pointillé. La figure montre une disposition possible lors de la mise en service de la SLS, à savoir:
Une ligne de faisceau (no 1) pour la diffraction de rayons X à haute résolution, attachée à un aimant de diffraction supraconducteur avec flux élevé et énergies photoniques de 5 à 50 keV, pour la diffraction de poudres et la diffraction de Laue, pour l'étude de la structure de matériaux solides et de substances revêtant une importance technologique.
Une ligne de faisceau (no 2), optimisée pour obtenir la plus haute brillance dans la plage des photons de 7 à 17,5 keV pour la détermination des structures des plus grandes protéines et des molécules biologiques.
Une ligne de faisceau (no 3) attachée à un ondulateur produisant une haute brillance, dans la plage d'énergie de 20 à 2000 eV, avec rayonnement à polarisation circulaire, qui peut être utilisée pour la recherche sur les surfaces et les interfaces (p.ex. pour l'étude des pro- priétés électroniques et magnétiques) et pour la spectroscopie.
Une ligne de faisceau (no 4) attachée à un aimant de diffraction normal à flux élevé dans le domaine d'énergie inférieur à 3 keV, pour les procédés lithographiques LIGA et autres, pour la production de masques et la structuration à l'échelle micrométrique et nanométri- que, pour des besoins de fabrication, industriels notamment.
Une ligne de faisceau (no 5) attachée à un long ondulateur pour différentes expériences d'un grand nombre d'utilisateurs de l'extérieur, par exemple pour l'étude et le développe- ment de nouveaux composants de lignes de faisceaux et de nouvelles méthodes d'expéri- mentation.
770
Outre les lignes de faisceaux, l'infrastructure et la fonction de service seront également dévelop- pées à la SLS dans le cadre de la recherche qui y est actuellement effectuée. L'„optique des rayons X" et le „développement de détecteurs“ constitueront deux priorités. Il est nécessaire d'agir sur une vaste échelle au niveau international dans ces domaines, car les remarquables propriétés des nouveaux anneaux de stockage déboucheront sur de nouveaux types de lignes de faisceaux. La SLS pourrait devenir un „centre d'excellence“ dans ces domaines à l'échelle mon- diale.
Les mesures en matière d'infrastructure comprennent l'agrandissement des salles blanches pour les essais de structuration à l'échelle micrométrique et nanométrique ainsi que pour l'analyse de surfaces et la construction de laboratoires en dépression équipés des installations nécessaires pour l'étude des systèmes biologiques. On peut recourir en partie à l'infrastructure actuelle de l'IPS. S'y ajouteront des installations d'ajustement et de jaugeage pour les éléments optiques (grilles, monochromateurs, miroirs, etc.) et les ordinateurs et réseaux nécessaires à la saisie et à l'exploitation des données, puis au traitement et à l'animation des images. Ces deux derniers as- pects sont importants pour les prestations de service que l'IPS entend fournir à l'industrie, no- tamment aux PME.
214 Sécurité
La sécurité d'une source de rayonnement synchrotron revêt différents aspects:
La source de rayonnement synchrotron peut être comparée à un très grand tube à rayons X. Dès que le courant nécessaire à l'exploitation de cette installation est coupé, il n'y a plus de rayonnement.
La puissance totale du rayonnement synchrotron produit par la SLS, environ 250 kW, corres- pond à peu près à la puissance de 100 tubes de rayons X conventionnels tels qu'on les utilise dans les laboratoires médicaux et autres. Mais contrairement au rayonnement des tubes à rayons X, celui qui est produit par la SLS est focalisé comme les rayons laser et le faisceau atteint ainsi une densité de puissance environ 10 milliards de fois plus élevée.
Une couche de plomb de 5 mm suffit pratiquement .à contenir le rayonnement synchrotron produit par la SLS. Aucun rayonnement synchrotron ne parvient à l'extérieur de l'installation.
Le blindage contre les électrons à haute énergie est assuré - comme dans le cas des centaines d'accélérateurs d'électrons conventionnels en service - par des murs de protection en béton.
Les risques liés aux installations de rayonnement synchrotron correspondent donc à ceux des ac- célérateurs d'électrons couramment utilisés dans la recherche et l'industrie. Sur la base des expé- riences faites avec ces installations, on peut exclure tout danger pour la zone avoisinante. La construction et l'exploitation de sources de lumière synchrotron requièrent une autorisation offi- cielle (l'instance compétente, dans le cas de l'IPS, est l'Office fédéral de l'énergie). Le rapport sur la sécurité de la SLS requis pour cette demande d'autorisation sera prêt en avril 1997.
771
:
215 Energie et écologie
L'ensemble du projet est très soigneusement étudié, tant du point de vue des questions énergé- tiques que de son influence sur l'environnement.
Le bâtiment se distingue par la qualité esthétique de son architecture, le choix très soigneux de matériaux écologiques et une solution simple et moderne pour les installations techniques, dont la consommation d'énergie est minimale et les coûts d'exploitation relativement bas malgré la modestie des investissements. La source de lumière consomme environ 4 MW, ce qui corres- pond à peu près à la consommation d'une locomotive moderne de la ligne du Saint-Gothard en charge.
Le rayonnement produit dans la SLS est maintenu dans les limites de l'installation par des dis- positifs de blindage. Les limites actuellement imposées par les autorités au périmètre de l'IPS ne posent pas de problèmes. L'exploitation de la SLS ne produit pas d'émissions qui nécessiteraient des mesures spécifiques. Le personnel qui travaillera dans l'installation sera placé sous la sur- veillance du service IPS de protection contre le rayonnement, comme les autres collaborateurs.
L'interaction entre les électrons à haute énergie qui circulent dans la SLS et la matière produit une gerbe électromagnétique. Il n'y a pas d'„interaction forte“ susceptible d'entraîner la forma- tion de grandes quantités de substances radioactives. C'est pourquoi, comparativement aux ac- célérateurs de protons exploités par l'IPS, la matière activée est mille fois moins importante. Les déchets radioactifs qui devront être éliminés sont réduits d'autant. On ne doit s'attendre qu'à la formation de quelques mètres cubes de déchets faiblement radioactifs. L'IPS dispose déjà des installations nécessaires au traitement convenable de ces déchets.
216 Calendrier
Le calendrier de réalisation du projet SLS est présenté à la figure 7. Il repose sur l'hypothèse que les travaux de construction pourront commencer immédiatement après la décision des Chambres fédérales. Entre-temps, les travaux de planification - qui incluent une planification préalable de la construction et de l'exécution - seront poursuivis jusqu'au stade de l'appel d'offres. Les dé- penses y relatives font partie de l'ensemble du projet; elles s'élèvent à environ 2 millions de francs et proviennent du budget de l'IPS.
Parallèlement à la construction du bâtiment après la décision des Chambres fédérales, il faudra encore passer la commande relative aux composants du système. On estime à deux ans la durée des travaux de construction du bâtiment. On pourra ensuite entamer le montage des composants du système. En dernier lieu seront montées les lignes de faisceaux ainsi que les premières instal- lations d'expérimentation. Selon le calendrier, la SLS sera terminée au milieu de 2001 et mise en service avec un premier équipement d'expérimentation de quatre à cinq lignes de faisceaux.
772
1995: 1996 : 1997
1998
1999
2000
2001
2002
Etude et projet:
· Volet construction
· Volet système Phase d'autorisation message
000
construction
source
Phase de réalisation
DO001 instrumentation
Phase d'exploitation
Fig. 7: Calendrier de réalisation de la SLS. On estime que les travaux dureront quatre ans après l'autorisation par les Chambres fédérales. La SLS devrait être en exploitation dès 2001.
La durée d'exploitation d'une source de lumière synchrotron est d'au moins 20 ans. Durant cette période, on la développe régulièrement pour pouvoir offrir aux chercheurs les techniques les plus récentes. L'installation de lignes de faisceaux et d'équipements d'expérimentation supplé- mentaires progressera également tout au long de ces années. Le développement régulier et la prise en considération des développements techniques peuvent prolonger de dix ans et plus la durée d'exploitation de telles installations - grâce à une planification initiale suffisamment sou- ple.
22 Commentaire des articles de l'arrêté fédéral
Le présent dispositif d'arrêté reflète les efforts déployés par le Conseil des EPF et l'Administra- tion fédérale des finances pour assurer le financement de ce grand projet dans le cadre des plans financiers actuels. D'importants transferts internes de ressources ont permis de ne pas demander de moyens supplémentaires.
773
Article premier
Par le présent message, nous proposons aux Chambres fédérales deux crédits d'engagement d'un montant total de 159 millions de francs:
a. pour le volet construction de la SLS, un crédit d'engagement de 63 millions de francs (60 mio. de fr. pour la construction et l'infrastructure technique, 3 mio. de fr. pour l'acquisi- tion de 2 ha de terrain à bâtir supplémentaire);
b. pour le volet système de la SLS, un crédit d'engagement de 96 millions de francs (dont 68 mio. de fr. pour la source, 4 mio. de fr. d'équipement initial pour le système et 24 mio. de fr. d'infrastructure expérimentale pour quatre ou cinq lignes de faisceaux).
Sur les 60 millions de francs du volet construction, l'abandon d'un projet déjà approuvé de laboratoire qui devait être construit à l'ouest de l'IPS (FF 1991 I 253), permet de réallouer 13 millions de francs à la SLS. Les 47 millions restants sont déjà inscrits dans le plan d'investis- sement des constructions civiles de l'Administration fédérale des finances.
Le financement du volet système est entièrement assuré par des moyens du domaine des EPF fi- gurant déjà dans le budget 1997 et dans la planification financière des années suivantes. Ces 96 millions de francs seront dégagés comme suit, en définissant clairement des priorités et posté- riorités au sein du domaine des EPF:
42 millions de francs proviennent des ressources de l'IPS. Sur ce chiffre, 2 millions de francs sont préfinancés par un prêt sans intérêt du canton d'Argovie. Ils devront être remboursés par l'IPS en quatre tranches annuelles à partir de l'année 2005.
50 autres millions de francs seront par ailleurs compensés parce que d'autres institutions du domaine des EPF renonceront à des ressources en faveur de l'IPS.
4 millions de francs seront obtenus dans le domaine des EPF, par compensation en matière d'équipement initial de nouveaux bâtiments. Comme nous l'avons indiqué plus haut, l'aban- don du projet de construction d'un laboratoire à l'ouest de l'IPS (FF 1991 I 253) permettra de récupérer ce montant.
L'article 25, 1er alinéa de la loi sur les finances de la Confédération (RS 611.0) impose de pro- poser un crédit d'engagement même pour des moyens déjà inscrits dans le budget et le plan financier du domaine des EPF. C'est pourquoi nous ne demandons pas le crédit d'engagement pour le volet construction dans un message sur les constructions civiles, mais, en raison de l'unité de matière, présentons les deux crédits dans un même arrêté fédéral. Cela permet aussi de répondre aux interventions parlementaires présentées au chiffre 16.
Article 2, ler alinéa
Compte tenu de la difficulté qu'il y a à opérer une nette distinction entre le volet construction et le volet système, nous demandons aux Chambres fédérales d'autoriser le Conseil des EPF et l'Administration fédérale des finances à effectuer de petits transferts entre les deux crédits d'engagement, en fonction des besoins.
2e alinéa
Les crédits de paiement du volet construction (63 mio. de fr. au total) sont inscrits dans le budget annuel de l'Administration fédérale des finances (constructions civiles, rubrique 601.4000.003); les crédits de paiement du volet système (96 mio. de fr. au total) sont intégrés dans le budget annuel de l'IPS (rubrique nouvelle).
774
Article 3
Par arrêté fédéral du 24 janvier 1991 (FF 1991 I 253), les Chambres fédérales avaient approuvé un crédit d'engagement de 13 millions de francs pour la construction d'un laboratoire à l'ouest de l'IPS. (S'y ajoutaient 4 millions de francs d'équipement initial de ce laboratoire, inscrits dans le plan financier du Conseil des EPF.) Compte tenu du recentrage des activités de l'IPS mention- né au chiffre 142 et de la révision du plan 1996-1999 du domaine des EPF, la réalisation de ce projet a été abandonnée au profit de la construction de la SLS. Nous proposons donc d'abroger l'arrêté fédéral susmentionné et d'allouer en compensation ce crédit d'engagement à la con- struction de la SLS.
3 Conséquences
31 Conséquences financières
Le financement de l'installation est intégralement assuré, à hauteur de 159 millions de francs, sur des moyens figurant déjà dans le budget 1997 et dans la planification financière des années suivantes de l'Administration fédérale des finances et du domaine des EPF. Ces chiffres se fon- dent sur des estimations de coûts, état 1995, y compris la taxe sur la valeur ajoutée. Les surcoûts dus au projet et au renchérissement seront contenus par la fixation de priorités et des adaptions techniques.
La figure 8 présente le financement (origine des moyens) et l'allocation des moyens aux diverses parties du projet SLS.
.
SLS, Financement (en millions de francs)
Structure du projet allocation des moyens
Financement (origine des moyens)
terrains
construction
volet
volet système
faisceaux
lignes de
industriel
lignes à usage
Crédit inscrit à l'Administration fédérale des finances
63
Constructions civiles (1)
63
3
60
Crédit Inscrit au domaine des EPF
96
IPS (2), (3)
96
72
24
Financement fédéral total
159
Moyens extérieurs (participation de l'industrie)
9
9
Total
168
3
60
72
24
9
(1) 13 millions récupérés par compensation par l'abandon d'un bâtiment de laboratoires à l'ouest de l'IPS
(2) inclus un prêt sans intérêt du canton d'Argovie (2 millions), remboursable par l'IPS à partir de 2005
(3) 4 millions récupérés par compensation pour premiers équipements de nouvelles constructions par l'abandon d'un bâtiment de laboratoires à l'ouest de l'IPS
Fig. 8: Financement et structure du projet SLS.
La réalisation de la SLS sera en majeure partie financée par les moyens du domaine des EPF (96 mio. de fr.). 63 millions de francs sont inscrits dans le plan d'investissement des construc- tions civiles. Cet investissement de 159 millions de francs suffit pour que la source de lumière, avec quatre ou cinq lignes de faisceaux, soit parfaitement opérationnelle pour la recherche universitaire. Les lignes et équipements à usage spécifiquement industriel de la SLS doivent être financés sur des apports extérieurs (9 mio. de fr. environ); ces moyens seront obtenus par le canal d'une société anonyme constituée dans ce but: la SLS-TechnoTrans SA.
775
SLS-TT SA
9
acquisition de
En outre, il est prévu de construire à la SLS une ou deux autres lignes de faisceaux jusqu'en 2001, à un coût de 9 millions de francs supplémentaires financés au moyen de ressources four- nies par des tiers: Ces faisceaux seront utilisés en fonction des besoins d'applications indus- trielles spécifiques. Leur financement se fera par la Société Transfert de Technologie (SLS- TechnoTrans SA) nouvellement constituée. Cette société devra assurer la création des installa- tions appropriées, en particulier de ces deux lignes de faisceaux supplémentaires. Avec les moyens fédéraux, l'investissement total se monte ainsi à 168 millions de francs.
32 Coûts d'exploitation
Les 23 millions de francs de coûts d'exploitation annuels de la SLS (dépenses de personnel com- prises, indice 1995) seront financés sur le budget ordinaire de l'IPS à partir de la mise en service de l'installation, en 2001. Sur ce total, les dépenses d'énergie représentent 3 millions de francs, les dépenses de personnel 12 millions de francs et les dépenses de matériel 8 millions de francs. Leur prise en charge sera assurée par des transferts internes au sein de l'IPS (voir ch. 143). Ces moyens permettront d'assurer l'exploitation des quatre ou cinq premières lignes, l'assistance technique et scientifique nécessaire aux chercheurs travaillant sur l'installation, ainsi que le dé- veloppement de cette dernière en fonction des besoins.
33 Effets sur l'état du personnel
Pendant la phase de réalisation, et ensuite pour l'exploitation, les besoins annuels en personnel représenteront l'équivalent de 110 années-personnes jusqu'en 2001. Les moyens nécessaires seront dégagés sur les crédits du budget ordinaire de l'IPS. Ce dernier prendra donc entièrement à sa charge les effets de la construction et de l'exploitation de la SLS sur l'état du personnel. Il n'y aura ainsi aucune répercussion directe sur l'état du personnel à attendre en dehors du do- maine des EPF.
34 Frein aux dépenses
Le projet est soumis à l'article 88, 2e alinéa de la constitution, car il implique une dépense uni- que excédant 20 millions de francs. Il doit donc être adopté à la majorité de tous les membres des Chambres fédérales.
4 Programme de la législature
Cet objet ne figure pas dans le rapport sur le programme de la législature 1995 - 1999, appendice A2 „Affaires parlementaires ** , étant donné que le volet système est financé par les moyens du domaine des EPF et que les crédits d'engagement pour la construction, qui sont régis par des plans d'investissement civils, n'ont pas été inclus dans l'appendice A2. Le projet est conforme à l'objectif 8 „Renforcement de la place universitaire et de recherche Suisse **.
776
5 Constitutionnalité et bases légales
Le présent projet se fonde sur les articles 27, ler alinéa (droit de la Confédération de gérer le domaine des EPF), et 27 sexies (encouragement de la recherche scientifique) de la constitution fédérale.
Sont également déterminants:
la loi sur les EPF (RS 414.110);
les articles 25, 27 et 30, 3e alinéa, de la loi sur les finances de la Confédération (RS 611.0);
l'article premier, ler alinéa, de l'arrêté fédéral du 6 octobre 1989 concernant les demandes de crédits d'ouvrages destinés à l'acquisition de biens-moyens ou à des constructions (RS 611.017).
La compétence de l'Assemblée fédérale d'octroyer les crédits sollicités découle de l'article 85, chiffre 10, de la constitution. Conformément à l'article 8 de la loi sur les rapports entre les conseils (RS 171.11), l'acte législatif revêtira la forme d'un arrêté fédéral simple qui n'est pas sujet au référendum.
50 Feuille fédérale. 149e année. Vol. I
777
Glossaire
Annexe
Aimant de déflexion: aimant forçant les électrons à suivre une trajectoire circulaire dans l'an- neau de stockage. Les électrons circulent en émettant un spectre continu de lumière synchrotron. Suivant les besoins, on utilise des aimants normaux ou supraconducteurs.
Anneau de stockage: anneau doté d'aimants et d'autres dispositifs dans lequel circulent des particules chargées (électrons pour la SLS).
Brillance ou luminosité: propriété déterminante dans la qualité d'une source synchrotron. La brillance décrit le flux de photons par surface et par angle d'émission, c'est-à-dire simultané- ment l'intensité et la concentration du faisceau synchrotron.
Cohérence: mesure des rapports de phases des photons émis. Exemple: la lumière laser.
Cristallographie aux rayons X: méthode d'analyse de structures atomiques régulières, pério- diques.
Cristallographie des protéines: méthode d'étude des macromolécules fondée sur le principe de la diffraction des rayons X.
Diffraction de rayons X: comportement des rayons X propre à la nature de leur onde. La dif- fraction a lieu lorsque se superposent des ondes diffusées par la structure régulière (périodique) d'un échantillon (cristal). Cette méthode peut aussi être utilisée sur des échantillons polycristal- lins ou finement broyés (diffractométrie sur substances pulverulentes).
Energie et longueur d'onde: ces notions sont liées. A une énergie plus élevée correspond une longueur d'onde plus courte.
Faisceau de muons: les muons sont des particules élémentaires comparables à des électrons mais plus lourdes et instables.
Flux de photons: nombre de „particules de lumière“ par seconde.
LIGA: procédé lithographique de production de microstructures.
Lignes de faisceaux: ensemble de dispositifs (aimants, miroirs, monochromateurs) servant à préparer convenablement la lumière synchrotron et à la guider dans l'appareil d'expérimenta- tion.
Lumière synchrotron (ou rayonnement X): rayonnement électromagnétique (lumière visible, par exemple) produit lorsque des électrons circulant rapidement dans un anneau de stockage sont contraints de suivre une trajectoire curviligne.
Microscopie aux rayons X: la faible longueur d'onde du rayonnement synchrotron donne une excellente résolution spatiale, par exemple sur des cellules ou des constituants de cellules. Cela est possible avec un rayonnement synchrotron en environnement réel moyennant une très forte dilution.
MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapour Deposition): méthode de dépôt utilisée dans la technologie des semi-conducteurs.
778
Monochromateur: dispositif de filtrage de longueurs d'onde données, fondé sur le principe de la diffraction sur une grille ou un cristal permettant de sélectionner la longueur d'onde (énergie) voulue.
Nanoscience, nanotechnique: science et technique portant sur des objets dont les dimensions se situent dans le domaine du nanomètre (millionième de millimètre).
Ondulateurs et wigglers: aimants forçant les électrons à suivre une trajectoire présentant des ondulations très serrées dans l'anneau de stockage. Les ondes émises se superposent de telle sorte que la lumière produite devient très intense et concentrée.
Ordre de grandeur: facteur 10. Par exemple, trois ordres de grandeur signifient mille fois plus.
Photoélectron: électrons arrachés au matériau par de la lumière (synchrotron, par exemple).
Photons: „particules de lumière“, ensembles d'ondes électromagnétiques.
Picoseconde (ps): un millionième de millionième de seconde.
Polarisation: orientation spatiale. Dans la lumière, par exemple, orientation des champs élec- tromagnétiques. La lumière synchrotron présente une polarisation circulaire lorsque la direc- tion du champ tourne autour de l'axe de propagation.
Radiographie: procédé de représentation par l'image utilisant l'absorption et la transmission des rayonnements reçus (angiographie, par exemple).
Rayonnement électromagnétique: ondes émises par des champs électriques et magnétiques. A cette catégorie appartiennent le rayonnement synchrotron, mais aussi la lumière visible, la lu- mière solaire, les ondes radio et les rayons X.
Rayonnement X (dur et mou), ultraviolet lointain (VUV), lumière visible, infrarouge, micro-ondes: répartition de la lumière synchrotron en diverses plages d'énergie.
Résolution: finesse de la mesure du lieu (résolution spatiale), du temps (résolution dans le temps) ou de l'énergie (résolution en énergie), par exemple. Une haute résolution en énergie in- dique que l'on est en mesure de distinguer de minuscules différences d'énergie.
SINQ: source de neutrons de l'IPS. Ses faisceaux de neutrons servent à l'analyse des structures atomiques géométriques et magnétiques des substances. La SLS et la SINQ se complètent.
Spectroscopie: méthode de mesure utilisée dans tous les domaines des sciences naturelles. Elle permet par exemple de savoir combien de particules d'une expérience ont une énergie donnée (spectre énergétique).
Spectroscopie par absorption de rayons X: renseigne sur l'organisation des divers types d'ato- mes dans un échantillon, ainsi que sur les liaisons chimiques des atomes absorbeurs. Ne néces- sitant pas de structure organisée, cette méthode est aussi utilisable sur les matériaux amorphes.
Spin: moment de rotation propre d'une particule.
779
1
Supraconducteur: matériau présentant une résistance nulle au passage du courant électrique (état lié à la température).
Unité d'énergie (1 eV = 1 électron-volt): l'énergie gagnée par un électron soumis à une diffé- rence de potentiel de 1 volt. 1 keV = 1 000 eV; 1 MeV = 1 000 000 eV; 1 GeV = 1 000 MeV.
780
Arrêté fédéral concernant la construction de la Source de Lumière Synchrotron Suisse (SLS) à l'Institut Paul Scherrer (IPS) à Villigen
Projet
du
L'Assemblée fédérale de la Confédération suisse, vu l'article 85, chiffre 10, de la constitution; vu le message du Conseil fédéral du 20 novembre 19961), arrête:
Article premier
1 Un crédit d'ensemble de 159 000 000 francs est octroyé pour la construction de la Source de Lumière Synchrotron Suisse (SLS) à l'Institut Paul Scherrer (IPS) à Villigen.
2 Le crédit d'ensemble est réparti dans les deux crédits d'engagement suivants:
a. volet construction (achat de terrain inclus) 63 000 000 francs; 96 000 000 francs.
b. volet système
Art. 2
1 Le Conseil des EPF peut, en accord avec l'Administration fédérale des finances, effectuer des transferts de peu d'importance entre les deux crédits d'engagement.
2 Les crédits de paiement seront inscrits dans les budgets de l'Administration fédérale des finances (volet construction) et de l'IPS (volet système).
Art. 3
Le crédit d'ouvrage de 17 000 000 francs autorisé par l'arrêté fédéral du 24 janvier 19912) concernant les projets de construction des Ecoles polytechniques fédérales (EPF) et des établissements de recherche qui leur sont rattachés pour le bâtiment de laboratoire sur le site ouest de l'IPS, est supprimé.
Art. 4
Le présent arrêté, qui n'est pas de portée générale, n'est pas sujet au référendum.
N38982
781
Schweizerisches Bundesarchiv, Digitale Amtsdruckschriften Archives fédérales suisses, Publications officielles numérisées Archivio federale svizzero, Pubblicazioni ufficiali digitali
Message concernant la construction de la Source de Lumière Synchrotron Suisse (SLS) à l'Institut Paul Scherrer (IPS) à Villigen du 20 novembre 1996
In
Bundesblatt
Dans
Feuille fédérale
In
Foglio federale
Jahr
1997
Année
Anno
Band
1
Volume
Volume
Heft
04
Cahier
Numero
Geschäftsnummer
96.093
Numéro d'affaire
Numero dell'oggetto
Datum 04.02.1997
Date
Data
Seite
745-781
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Pagina
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10 108 892
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