Art de l’ingénieur et ténacité

Un projet aussi complexe que la mise à niveau d’une grande installation de recherche est le résultat d’un travail d’équipe. Dans le même temps, pour certains composants bien particuliers, il nécessite l’engagement de certains individus. Le fait que la Source de Lumière Suisse SLS ait pu être réinaugurée avec succès et dans les délais impartis en août 2025, après le vaste projet de mise à niveau SLS 2.0, est dû entre autres à l’équipe emmenée par Thomas Schilcher, qui dirige le département Electronique et systèmes de contrôle au Centre de science et ingénierie des accélérateurs au PSI. Et à Lorenz Moser, l’ingénieur électricien qui a mis à niveau le matériel et les logiciels d’un composant bien particulier: le système de mesure de la position du faisceau, appelé beam position monitor ou BPM en anglais.

«Pour la chaîne de pré-accélérateurs, Lorenz Moser s’est avéré indispensable», souligne Thomas Schilcher. La chaîne de pré-accélérateurs est la partie de la SLS qui accélère les électrons à une vitesse proche de celle de la lumière. Les faisceaux d’électrons doivent rester précisément en position dans les tubes à vide où ils filent sur des trajectoires circulaires. Une fois qu’ils ont atteint leur vitesse cible, ils passent dans l’anneau de stockage d’électrons, qui est un peu plus grand. C’est là qu’ils produisent le rayonnement synchrotron de la Source de Lumière Suisse SLS. Cette partie de l’installation a été complètement rénovée au cours de la mise à niveau. Désormais, la SLS fournit une lumière synchrotron encore meilleure, destinée à de nombreux projets de recherche, entre autres dans la santé, les sciences du climat, la recherche énergétique et les technologies d’avenir. 

Toutefois, dans un premier temps, le pré-accélérateur a été maintenu et avait donc besoin d’un lifting. Le BPM d’origine, par exemple, datait de la fin des années 1990. Autrement dit, lorsqu’il a été conçu, Lorenz Moser venait tout juste d’entrer à l’école primaire. 

L’électronique: sa passion 

Ce Suisse aux racines néerlandaises s’est découvert très tôt une passion pour l’électronique. Il y avait d’un côté son père, un modéliste enthousiaste: «Ensemble, nous avons construit toutes sortes de choses, se souvient-ils. Des maquettes de bateaux, de voitures de course, d’avions. Et nous les faisions fonctionner.» Mais une autre passion a également influencé Lorenz Moser: la musique, plus précisément la guitare. Classique d’abord, puis électrique. «Et automatiquement, l’électronique est revenue se greffer là-dessus, avec les distorsions, les amplificateurs et tout ce qui va avec.» Aujourd’hui, à 35 ans, Lorenz Moser continue à jouer dans des groupes et est depuis dix ans membre des Rude Tins, à Brugg. Leur style: du ska-punk avec une touche de cuivres. 

Il était donc évident que sa voie professionnelle serait déterminée par «quelque chose en rapport avec l’électronique». Son choix s’est porté sur un apprentissage d’électronicien. Rétrospectivement, il ne peut que recommander ce parcours: «Tu apprends le métier, explique-t-il. Les connaissances théoriques en profondeur, tu peux toujours les acquérir en parallèle ou plus tard. Pour moi, ce cheminement s’est vraiment avéré profitable.» Par la suite, Lorenz Moser a encore effectué des études en électrotechnique et technologies de l’information à la Haute Ecole spécialisée du nord-ouest de la Suisse FHNW. 

Son bachelor en poche, il a postulé au PSI qui cherchait un collaborateur technique. Il s’agissait d’un emploi temporaire lié à un projet. Le poste avait l’air intéressant, avec du développement matériel et du travail sur des systèmes complexes. «J’avais 10 ans lorsque la SLS a été construite, rappelle-t-il. Adolescent, je m’y étais rendu à différentes reprises. C’était très imposant!» Finalement, Lorenz Moser a décroché le poste: «Ils me voulaient!, raconte-t-il. J’ai donc commencé, et puis j’ai glissé de projet en projet.» C’était en 2016. Il occupe désormais un poste fixe. 

Analyse forensique de circuits imprimés

Ensuite, en 2020, les travaux pour la mise à niveau SLS 2.0 ont démarré: avec son collègue Werner Sturzenegger, Lorenz Moser s’est mis à tester à fond chaque circuit imprimé de l’ancien détecteur de position de faisceau. «Nous avons fait, pour ainsi dire, de l’analyse forensique de l’électronique», explique Werner Sturzenegger. Et Lorenz Moser d’ajouter: «On ne peut pas se contenter d’espérer que ce qui a fonctionné sans accroc pendant des années continuera à présenter la même fiabilité après avoir été démonté et remonté.» 

Ce que cela signifiait? Il fallait vérifier tous les connecteurs, répéter les calibrages et réécrire les scripts de test. En effet, ces derniers reposaient également sur des versions logicielles qui avaient pris de l’âge. « Il peut arriver qu’un programme ne fonctionne plus du tout sur la toute dernière version», explique Lorenz Moser. Déterminer la cause d’une erreur spécifique et non spécifique peut s’avérer extrêmement difficile et chronophage: est-ce dû à un câble défectueux? A une soudure fragile? A un condensateur défectueux? Et le circuit imprimé peut-il être réparé? Ou est-ce quand même dû au logiciel? 

Finalement, il a fallu tout remonter. Lorenz Moser et Thomas Schilcher se sont partagés le travail. Matériel, logiciels, commande, réseau, système d’exploitation: là encore, il s’agissait de repérer et de corriger des erreurs superposées. Lorenz Moser et ses collègues ne se sont jamais facilité la tâche. Pour l’exploitation d’une grande installation de recherche, il faut des systèmes qui fonctionnent de manière fiable. Mais si l’on veut savoir pourquoi ils fonctionnent, il faut aussi comprendre précisément chaque processus pris individuellement. 

Ses collègues sont tous d’accord sur un point: le fait que l’intégration ait aussi bien réussi est dû notamment à Lorenz Moser, à sa persévérance et à sa ténacité. «Je ne pense pas que tous les ingénieurs en seraient capables», affirme Werner Sturzenegger. Lorenz Moser, pour sa part, voit les choses de manière plus pragmatique. «Quand il y a des choses à faire, je ne me considère jamais comme trop bon pour accomplir une tâche. Je m’y mets, tout simplement.» 

Nouveau départ 

Alors que la SLS fournit à présent une lumière plus brillante que jamais, permettant ainsi de la recherche de pointe, le vénérable BPM est quant à lui dans un état intermédiaire stable: dans quelques années, il devrait être intégralement remplacé par un système ultérieur. 

Lorenz Moser trouve-t-il décevant que son travail minutieux n’ait pas servi à faire émerger un système voué à durer? Il minimise: «C’était important de faire en sorte que le système fonctionne jusqu’à fin 2024», souligne-t-il. Ainsi, en janvier 2025 – c’est-à-dire parfaitement dans les délais impartis –, les électrons ont pu être amenés dans le nouvel anneau de stockage et la phase importante de la nouvelles mise en service de la SLS a commencé.

Le travail de Lorenz Moser au PSI se poursuit également. Toutefois, en tant que jeune père, il va réduire quelque peu son temps d’occupation: «Je prévois d’être là un jour par semaine pour mes deux fils», explique-t-il. Il est conscient de ce que cela implique: «Ce ne sera pas toujours reposant, mais cela nous fera du bien, aux enfants et à moi», dit-il.

Et les quatre autres jours? «J’espère qu’à l’avenir, je pourrai également mettre en œuvre de nouveaux développements, répond-il. Mais je suis là et prêt pour tout ce qui arrivera!»