Le plus grand accélérateur de particules au monde, le Large Hadron Collider (LHC), c’est lui, Philippe Lebrun, qui l’a conçu. A la tête d’équipes de plusieurs centaines de collaborateurs de toute nationalité, il a mis au point les technologies hors-normes de cette énorme machine opérée par l’organisation européenne pour la recherche nucléaire, le CERN. Dans un tunnel de près de 27 km de circonférence, grâce à la supraconductivité et à la cryogénie extrême, il fait entrer en collision des faisceaux de protons et d’ions à des niveaux d’énergies sans précédent. Des chercheurs du monde entier se relaient, sur le site de Genève, pour travailler sur le nouvel engin. En ce moment, quelques 8 000 scientifiques issus de 85 pays s’y croisent pour mener les expériences qui permettront - peut-être - de répondre aux questions que se posent les physiciens sur la nature ultime de la matière et de trouver enfin le Graal de leur discipline : le boson de Higgs.

Ce projet, c’est aussi l’aboutissement de toute une carrière pour cet ingénieur des Mines qui, en 1974, entrait au Cern pour travailler – déjà - sur les aimants supraconducteurs. Après ce premier contrat de deux ans… qui s’est prolongé pendant plusieurs décennies, le scientifique a poursuivi dans la même voie, et gravit les échelons jusqu’au plus haut niveau. « Les grands projets scientifiques tirent la technologie. Et chaque nouveau projet m’a convaincu de rester au Cern », justifie Philippe Lebrun, qui souligne qu’à tous les niveaux hiérarchiques, la science et la technologie sont restées au cœur de son activité.

Construire des aimants supraconducteurs

Pour concevoir le LHC, son principal défi était de construire des aimants supraconducteurs produisant des champs magnétiques de 10 teslas. Deux fois plus puissant que la génération précédente. La solution retenue : utiliser des câbles supraconducteurs déjà connus, en alliage niobium-titane (NbTi), tout en baissant la température de fonctionnement en dessous de -271°C (2 K), afin d’obtenir les performances voulues.

Les aimants, mais aussi les systèmes de refroidissement (à base d’hélium superfluide) et de pompage, ont été conçus au Cern, sous l’impulsion de Philippe Lebrun. La fabrication, elle, était assurée par des partenaires industriels. Alstom, Noell (Allemagne) et Ansaldo (Italie) ont ainsi fabriqué les 1 232 aimants supraconducteurs quadripolaires de 15 mètres de long chacun. Ils ont été testés sur place, au Cern, avant d’être installés dans le tunnel. Au total, le LHC mobilise 1 250 tonnes d’alliage supraconducteur, et 130 tonnes d’hélium superfluide...  « C’est un véritable projet industriel, qui a demandé dès le départ la mise en place d’un plan d’assurance qualité rigoureux et d’un système de gestion de données techniques capable d’assurer sa cohérence sur des décennies », souligne Philippe Lebrun. Pour les partenaires industriels, les défis technologiques ont été l’occasion d¹acquérir un savoir-faire unique, avec parfois des retombées directes, telle l’utilisation des câbles supraconducteurs dans les systèmes d’imagerie médicale.

Du LHC à Clic

Aujourd’hui, après quelques déboires au démarrage, le LHC tourne et monte en puissance. Philippe Lebrun, lui, est passé à autre chose. Il a en effet rejoint l’équipe du Cern d’une trentaine de personnes, qui prépare la prochaine génération d’accélérateur. Une machine linéaire, cette fois, baptisée Clic (Collisionneur linéaire compact), dont les études préliminaires ont démarré avec quarante partenaires d’une vingtaine de pays.

Clic aura pour vocation d’étudier de près les phénomènes découverts au LHC. Tout comme le projet concurrent ILC (International linear collider), qui réunit lui-aussi un impressionnant panel international de scientifiques.

Un seul des deux projets - sans doute deux à trois plus cher que le LHC - se fera. Philippe Lebrun est prêt à relever le défi.

Thierry Lucas


L’autre nominé :

• Larbi Touahir du Laboratoire de Physique de la Matière Condensée pour la conception d’une nouvelle architecture de biopuces en silicium amorphe 

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