Le CNRS et le CEA, acteurs français du LHC

La France est très fortement engagée dans le projet LHC. Les physiciens et ingénieurs du CNRS (Centre national de la recherche scientifique) et du CEA (Commissariat à l’énergie atomique) sont depuis longtemps aux avant-postes de la recherche en physique des particules, que ce soit au Cern ou auprès d’autres installations dans le monde.

La participation du CNRS et du CEA au LHC

En tant que membre du Cern, la France participe pour 15 % au budget de l’organisation. Mais dans le cadre de sa “contribution exceptionnelle”, la France finance 16,33 % du LHC. 210 physiciens et 230 ingénieurs et techniciens du CNRS/IN2P3 et du CEA/Irfu participent au projet LHC. La majorité d’entre eux (400) ont travaillé sur les expériences Alice, Atlas, CMS et LHCb, dès leur origine : des éléments clé de ces grands détecteurs portent la marque de cette contribution, qui s’est appuyée sur un fort potentiel technique, d’ingénierie et de réalisation. Ils participent maintenant à la la mise en route des expériences et à l’acquisition et l’interprétation des données.

Les ingénieurs et techniciens du CNRS/IN2P3 et du CEA/Irfu ont aussi contribué à la conception et à la réalisation des aimants supraconducteurs quadripôles et d’une partie du système cryogénique de l’accélérateur. Les aimants géants d’Atlas et de CMS ont également été conçus en France.

La France tient enfin une place importante dans la grille de calcul qui permet de mutualiser les ressources de centaines de milliers d’ordinateurs pour traiter les données fournies par les détecteurs du LHC. Dans cette structure, le Centre de Calcul de l’IN2P3/CNRS (situé à Villeurbanne, près de Lyon) est l’un des onze centres de premier niveau et plusieurs sites français de niveau 2 et de niveau 3 participent à la grille de calcul du LHC.

Le CNRS/IN2P3

L’Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3) est un Institut du CNRS. L’IN2P3 a pour mission de promouvoir et fédérer les activités de recherche dans les domaines de la physique nucléaire et des hautes énergies. Il coordonne les programmes dans ces domaines pour le compte du CNRS et des universités, en partenariat avec le CEA.

Les expériences scientifiques requérant d’importants investissements financiers et en personnel (le LHC en est un très bon exemple), l’Institut s’est structuré dès le départ en un nombre limité de grands laboratoires et infrastructures ou plates-formes technologiques afin de faciliter la mise en commun et l’optimisation de ses ressources et compétences.

Les laboratoires français impliqués dans le LHC sont :

- le Centre de calcul de l’IN2P3 (CC-IN2P3, CNRS
- le Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM, CNRS/Aix-Marseille Université)
- l’Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC, CNRS/Université de Strasbourg)
- l’Institut de physique nucléaire d’Orsay (IPNO, CNRS/Université Paris-Sud)
- l’Institut de physique nucléaire de Lyon (IPNL, CNRS/Université Claude Bernard)
- le Laboratoire de l’accélérateur linéaire (LAL, CNRS/Université Paris-Sud)
- le Laboratoire d’Annecy-le-Vieux de physique des particules (Lapp, CNRS/Université Savoie Mont Blanc)
- le Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR, CNRS/École Polytechnique)
- le Laboratoire de physique corpusculaire de Clermont-Ferrand (LPC Clermont, CNRS/Université Blaise Pascal de Clermont-Ferrand)
- le Laboratoire de physique nucléaire et des hautes énergies (LPNHE, CNRS/Université Pierre et Marie Curie/Université Paris Diderot)
- le Laboratoire de physique subatomique et de cosmologie (LPSC, CNRS/Université de Grenoble)
- le Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées (Subatech, CNRS/Université de Nantes/École des mines de Nantes)

Par ailleurs, l’unité de service Organisation de micro-électronique générale avancée (Omega, CNRS/École Polytechnique) fournit des équipements à l’expérience CMS.

Le CEA/DSM

Le CEA participe aux programmes scientifiques d’Atlas, CMS et Alice, trois des quatre grandes expériences installées sur le LHC. Dès les années 80, ses équipes ont été parmi les premières à proposer des concepts pour les grandes expériences Atlas et CMS. Pendant plus de dix ans, par le calcul et l’ingénierie, elles ont pris part à leur conception et à leur réalisation, ainsi qu’à celles de composants essentiels de l’accélérateur. Le CEA Irfu est très impliqué dans la recherche et les développements technologiques liés au LHC et à ses expériences. Le Service des basses températures (CEA Inac : Institut nanosciences & cryogénie, Grenoble) a participé à l’étude et au développement de l’installation géante de l’accélérateur.

L’Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers (Irfu), situé à Saclay, appartient à la Direction des sciences de la matière du CEA. Ses activités de recherche fondamentale relèvent de l’astrophysique, de la physique nucléaire et de la physique des particules. Il est un des acteurs importants du développement des instruments pour la physique, détecteurs ou accélérateurs. Son expertise s’étend au cryomagnétisme, au domaine spatial, à l’ingénierie, à l’électronique et à l’informatique. Ses compétences scientifiques et techniques, son insertion fructueuse au CEA, la cohérence de son organisation et sa culture de la gestion par projet, font de lui un institut de stature internationale.

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