ESRF (European Synchrotron Radiation Facility)

Science des matériaux

Les révolutions technologiques sont intimement liées à la possibilité de disposer de matériaux nouveaux dans des domaines clés, comme l'informatique, les communications, l'énergie, la robotique, l'espace, la microminiaturisation, etc. L'extrême brillance des faisceaux de l'E.S.R.F. permet de détecter très précisément les arrangements atomiques dans la matière, et en particulier la position de ces atomes qui, bien qu'intervenant en très petite quantité, confèrent au matériau des propriétés recherchées. Le champ d'investigation est très large : semi-conducteurs améliorés, polymères, céramiques, supraconducteurs, composites magnétiques, verres métalliques, structures stratifiées, etc.

Biologie et médecine

Comme avec la matière inerte, on peut avec la matière vivante « voir » dans le détail les arrangements atomiques et étudier l'architecture des molécules importantes, comme les enzymes, les protéines et les acides nucléiques. Il est même possible de filmer la catalyse d'une réaction chimique par une enzyme ou la réaction virus-traitement antiviral.

L'E.S.R.F. constitue un outil extrêmement puissant pour l'angiographie : l'imagerie des vaisseaux cardiaques. La technique consiste à soustraire par ordinateur deux images de part et d'autre du seuil d'absorption de l'iode, utilisé comme traceur mais administré en quantité infime et tolérable pour l'organisme, étant donné le contraste élevé que permet d'obtenir le rayonnement synchrotron. On peut filmer le cycle cardiaque au rythme de plusieurs centaines de clichés par seconde.

Chimie

Les chimistes pourront tout d'abord photographier étape par étape une réaction chimique. De plus, grâce à l'extrême brillance de l'E.S.R.F., ils auront la possibilité de travailler sur des échantillons de très petite taille (≃ 1 μm), ce qui présente un intérêt évident lorsqu'on sait que beaucoup de matériaux nouveaux ne peuvent être obtenus à l'état pur qu'en cristaux de très petites dimensions. Les zéolites et autres catalyseurs utilisés dans le raffinage des produits pétroliers se prêtent typiquement à ce type d'expériences.

Science des surfaces

L'énergie des rayons X de l'E.S.R.F. est suffisante pour pénétrer le cortège électronique des atomes jusqu'au plus près du noyau. Cette propriété est intéressante pour la physique atomique ainsi que pour l'étude des surfaces ou des interfaces. Il est connu que les atomes de surface ont, d'une part, des propriétés électroniques différentes de celles de l'atome libre et que, d'autre part, ces propriétés sont essentielles pour déclencher le processus de catalyse, permettre la résistance à la corrosion, etc.

Sciences de la[...]