High-tech jusqu’au toit

Le SwissFEL s’étirera sur environ 740 mètres. Sur toute cette longueur, des électrons seront produits, accélérés, amenés à émettre des impulsions de rayons X, qui seront elles acheminées vers les salles d’expérimentation. Le SwissFEL relève de la haute technologie. Certaines pièces de l’accélérateur ont des contraintes d’usinage très sévères pour pouvoir s’adaptées les unes aux autres. Rien ne doit perturber l’exploitation de cette installation hautement sensible.

Le bâtiment qui abritera l’installation doit donc satisfaire à des exigences de très haut niveau. La plus grande précision est de mise : même la courbure de la Terre, (seulement quelques centimètres sur toute la longueur de l’installation) doit être compensée.

Température stabilisée

Les pièces de l’accélérateur sont sensibles aux variations mécaniques, et nécessitent un environnement thermique constant, qui ne peut varier que de manière infime. C’est tout particulièrement valable pour le tunnel où se trouve l’accélérateur linéaire, et pour la halle des onduleurs ; c’est dans les onduleurs que les impulsions de rayons X sont produites. Le tunnel et la halle des onduleurs doivent être tempérés à 24°C exactement : l’écart toléré étant d’un dixième de degré seulement.

Pour obtenir une telle précision, l’air stabilisé en température provenant des salles d’expériences est soufflé et surveillé par des capteurs spéciaux. Les écarts de température, dus à la chaleur dissipée par les structures accélératrices, sont compensés par des installations d’aération. Le bâtiment est isolé du sol qui l’environne, et cette isolation est dimensionnée de manière à ce que la masse de terre contribue à la stabilisation thermique.

Prière de ne pas secouer

Le SwissFEL est aussi très sensible aux vibrations et aux secousses. Il suffit d’une route très fréquentée à proximité pour que son bon fonctionnement soit compromis. C’est l’une des raisons pour lesquelles, après l’examen minutieux de différents sites, seul le site dans la forêt entrait en ligne de compte, car il se trouvait à bonne distance des sources possibles de perturbation.

Mais l’exploitation même des installations d’infrastructure provoque des secousses et des vibrations. C’est pourquoi tunnel de l’accélérateur et la halle des onduleurs, particulièrement sensibles aux perturbations, sont complètement séparés des autres parties du bâtiment au niveau de la construction.

Objectif primordial : économiser de l’énergie

Le SwissFEL est le premier laser à rayons X à électrons libres du monde à avoir été optimisé au niveau de la consommation d’énergie. Il consommera jusqu’à 50% d’électricité en moins que des installations semblables. Ce sera également le seul laser à rayons X à électrons libres du monde à être équipé d’une installation de récupération de chaleur. Pour tous les composants, jusqu’au plus petit, l’efficacité énergétique fait l’objet d’une attention particulière. Les façades sont peu visibles et isolées thermiquement. On a renoncé autant que possible aux fenêtres et aux portes extérieures vitrées. L’utilisation du sol environnant pour la stabilisation thermique contribue aussi à l’optimisation de la consommation d’énergie.

Le bâtiment du SwissFEL devrait être achevé fin 2014. Ensuite démarrera l’installation des composants techniques. La mise en service de l’installation est prévue pour fin 2016.

Texte : Martina Gröschl