Une reconnaissance exceptionnelle pour 15 ans d'engagement couronnés de succès
Le CNRS vient de décerner un Cristal collectif à l'équipe d'IJCLab qui a consacré 15 années de travail à la réalisation des cryomodules pour la Source Européenne de Spallation (ESS). Cette distinction prestigieuse salue une contribution technologique majeure qui a porté ses fruits : en mai 2025, l'ESS a franchi l'étape historique du "Beam on Dump", confirmant le succès de l'accélérateur dont les composants d'IJCLab constituent des éléments clés.
Un projet d'envergure mondiale porté par l'innovation française
L’ESS, actuellement en construction à Lund en Suède, est destinée à devenir la source de neutrons la plus puissante au monde et fournira des faisceaux de neutrons pour la recherche fondamentale et la recherche appliquée.
Vue aérienne de l'ESS, mars 2024. © Michael Gartner/Gartner Film
Au cœur de cette infrastructure se trouve un accélérateur linéaire de près de 600 mètres de long qui confère aux protons une énergie maximale de 2 GeV avec une puissance de 5 MW. Ces protons, qui seront dirigés sur une cible de tungstène, produiront des neutrons par réaction de spallation.
La contribution française, confiée au CEA et au CNRS, a débuté en 2009 par une phase de prototypage d'une technologie innovante de cavités supraconductrices dite Spoke. Cette innovation a été proposée par l'équipe d'IJCLab et retenue par le projet ESS. Responsable de plusieurs lots pour l'accélérateur, l'équipe d'IJCLab était notamment en charge de concevoir et construire ces cavités supraconductrices de type Spoke, intégrées dans leurs enceintes cryogéniques appelées cryomodules.
Une prouesse technique validée par les premiers faisceaux
L'équipe d'IJCLab a dirigé la réalisation de 13 cryomodules, chacun pesant près de 1,5 tonne et contenant 2 cavités Spoke fonctionnant à 352 MHz (26 cavités au total). Ces modules permettent d'accélérer les protons de 90 MeV à 216 MeV sur une distance d'environ 56 mètres. Dans le même temps, l'équipe a également conçu, construit et installé l'ensemble de la distribution cryogénique de la section Spoke.
La section Spoke de l'accélérateur linéaire supraconducteur de l'ESS, en amont vers la cible. © Ulrika Hammarlund/ESS
Chaque cryomodule intègre des composants d'une complexité technique exceptionnelle : les cavités résonnantes, capables de générer un champ électrique intense de 9 MV/m pour accélérer le faisceau, les coupleurs de puissance, véritables antennes transmettant 335 kW de puissance RF aux cavités, et les systèmes d'accord permettant de réguler finement la fréquence pour maintenir la résonance. L'ensemble fonctionne à la température cryogénique extrême de 2 Kelvin (-271°C), nécessitant une maîtrise parfaite des technologies cryogéniques pour le maintien de l’état supraconducteur des cavités.
Après plusieurs années de conception et de prototypage, l'équipe a pris en charge l'ensemble des phases de préparation et tests des composants critiques de série ainsi que l'assemblage final des 13 cryomodules. Toutes les cavités Spoke, les coupleurs de puissance et les systèmes d'accord ont été préparés et testés avec succès au sein de la plateforme SupraTech du laboratoire.
Chaque cryomodule a ensuite été envoyé à l'Université d'Uppsala, en Suède, pour être testé dans les conditions réelles de fonctionnement. Après validation de leurs performances, les 13 cryomodules ont été transférés sur le site d'ESS et installés dans le tunnel accélérateur dès 2023.
Les performances des cavités accélératrices sont remarquables : elles dépassent de plus de 30% les spécifications demandées par l'ESS en termes de gradient accélérateur.
L'installation de l'ensemble de l'accélérateur s'est achevée fin 2024. La distribution cryogénique est opérationnelle et les cryomodules Spoke ont accéléré avec succès leurs premiers faisceaux de protons en mai 2025 atteignant ainsi le jalon historique "Beam on Dump".
Une contribution globale qui évolue vers un partenariat stratégique
Cette réussite démontre que l'accélérateur ESS fonctionne parfaitement comme un système intégré et confirme l'excellence des cryomodules Spoke d'IJCLab.
Comme l'a souligné Helmut Schober, Directeur Général de l'ESS, nous savons avec le Beam on Dump que l'accélérateur fonctionne de manière optimale. Cette étape décisive ouvre désormais la voie au "Beam on Target", moment où les protons frapperont la cible de tungstène pour produire les premiers neutrons.
Mais la collaboration ne s'arrête pas là. Ce qui a commencé comme une contribution d’IJCLab « in-kind » (apport en nature) dans le cadre d’une décision ministérielle de la France et d’autres pays européens s'est aujourd'hui transformé en un véritable partenariat stratégique.
Les équipes d'IJCLab travaillent actuellement sur la maintenance d'un cryomodule et assurent la transmission de savoir-faire vers les équipes de l'ESS. Cette collaboration continue illustre l'évolution d'une contribution technologique vers un accompagnement durable, garantissant la performance à long terme de la source de neutrons.
Une équipe d'exception officiellement récompensée
© Dominique Longieras/IJCLab
Cette réussite technologique majeure, représentant un investissement de près de 20 millions d'euros, a été rendue possible grâce à l'engagement exceptionnel d'une équipe pluridisciplinaire. Le Cristal collectif du CNRS honore officiellement 12 membres de cette équipe :
Sébastien Bousson (à titre posthume), Guillaume Olry, Patxi Duthil, Denis Reynet, Sylvain Brault, Gilles Olivier, Nicolas Gandolfo, Virginie Quipourt, Sylvie Durand, Frédéric Chatelet, Matthieu Pierens et Patricia Duchesne.
Cette distinction, bien que limitée à 12 personnes par le règlement du CNRS, représente symboliquement l'ensemble de l'équipe ESS et des services support d'IJCLab qui ont contribué à ce projet d'envergure. Nombreux sont ceux qui, par leur expertise et leur dévouement, ont également rendu possible cette réussite. Sans ordre particulier : Fetra Rabehasy, François Galet, Christopher Magueur, Khaing Mon, Eric Guérard, Remy Dorkel, Véronique Poux, Thierry Pepin-Donat, Lê My Vogt, Thibaut Gerardin, David Le Dréan, Vincent Delpech, Guillaume Mavilla, Olivier Frossard, Alice Thiébault, Sylvain Berthelot, Jean Nsimaketo, Jean François Yaniche, Sébastien Blivet, David Longuevergne, Christophe Joly, Akira Miyazaki, Mael Vannson ainsi que Natacha Bippus (à titre posthume), Didier Grolet, Francis Dubois et Richard Martret qui sont désormais retraités, et les mécaniciens du département mécanique.
IJCLab confirme ainsi sa position d'excellence mondiale dans le domaine des accélérateurs supraconducteurs, démontrant sa capacité unique à mener à bien des projets d'envergure internationale et ouvrant de nouvelles perspectives pour la recherche européenne avec les neutrons.
Sébastien Bousson, qui nous a quittés prématurément en 2022, était le grand architecte du savoir-faire d’IJCLab et de l’institut CNRS Nucléaire & Particules dans le domaine des cavités accélératrices supraconductrices pour les accélérateurs de particules linéaires. Il a porté le projet ESS au sein du laboratoire et tout mis en oeuvre pour sa réussite.
E-mail de Sébastien Bousson signant le "top départ" après préparation depuis 2009 du projet ESS à IJCLab (intégrant l'IPNO depuis 2020).
Le Cristal collectif du CNRS distingue une équipe de techniciens, d'ingénieurs, d'administratifs ou de chercheurs, pour une réalisation remarquable obtenue dans l'exercice de leur métier au service de la recherche.
En savoir plus :
IPNO : Feu vert pour la production de série des cryomodules de l'instrument ESS - Décembre 2019
ESS Achieves Beam on Dump: Accelerator Commissioning Underway - May 2025