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Dossier : Rayonnement synchrotron - de Frascati à Soleil (1963-2013)

Le clin d’œil d’un expérimentateur

Frascati 6 mai 1963 - Histoire du premier spectre
The nod of an experimenter
Henri Ostrowiecki
p. 23-27

Résumés

Cet article est le témoignage d’un jeune technicien qui eut la chance d’être un participant actif dans l’aventure du rayonnement synchrotron : le RS, à la demande de mademoiselle Yvette Cauchois, directeur du Laboratoire de chimie-physique. Il raconte les conditions qui lui ont permis de réaliser, auprès du synchrotron de Frascati en 1963, la première mesure utilisant cette nouvelle source de lumière, que les physiciens des particules de l’époque, qualifiaient de « parasite », offrant ainsi à la physique un nouvel outil pour scruter et analyser la matière.

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Texte intégral

1Quel chemin parcouru depuis mon arrivée à Frascati en avril 1963 jusqu’au colloque qui nous a réunis, quarante-neuf ans plus tard, dans ce même Laboratoire de chimie physique, là où cette aventure est née. Je mesure la chance qui fut la mienne d’avoir été choisi par mademoiselle Cauchois, pour effectuer auprès de cette machine les toutes premières mesures qui allaient ouvrir la voie à l’utilisation de ces nouveaux équipements dont nous connaissons aujourd’hui les performances. C’est pourquoi j’aimerais lui dédier ce texte en signe de reconnaissance pour la confiance qu’elle a bien voulu m’accorder.

2Le 6 mai 1963 marque bien l’entrée du rayonnement synchrotron dans l’histoire de la spectroscopie des rayons X en France et en Europe. En effet, le premier spectre d’absorption du niveau K de l’aluminium a été obtenu grâce à cette nouvelle source de lumière produite par le synchrotron de Frascati . Auparavant, ce rayonnement induit par la perte d’énergie des particules en mouvement, était qualifié de « lumière parasite » par les physiciens des hautes énergies, qui ne voyaient en lui qu’un incontournable et désagréable bruit de fond, uniquement capable de perturber leurs mesures.

3Dans cet article, j’aimerais relater mon impression de jeune technicien tout juste âgé de vingt-cinq ans que ma formation d’ajusteur ne prédisposait en rien à cette aventure. Celle-ci commença par la parution d’une annonce qu’en quête d’un nouveau travail je déposai, en mars 1961, dans l’hebdomadaire patronal « l’Usine nouvelle », annonce qui me valut douze réponses venant presque toutes de l’industrie sauf la dernière qui, elle, émanait du Laboratoire de chimie – physique de la faculté des sciences de Paris. La surprise passée, cette douzième lettre vint pour le moins bouleverser mes perspectives d’avenir. Jamais jusque-là je n’aurais imaginé qu’une telle proposition s’offrirait un jour à moi. Pour la première fois, j’étais face à un choix : poursuivre ma route dans le monde de l’industrie avec des conditions plutôt alléchantes financièrement parlant, ou bifurquer vers le monde de la recherche. Ma décision ne fut pas difficile à prendre.

  • 1 Directeur du laboratoire 1953-1978.

4Mon premier contact avec le laboratoire eut lieu en avril 1961. Je fus reçu par son directeur, Yvette Cauchois1, qui est à l’origine de l’utilisation du rayonnement synchrotron pour son domaine de recherche, à savoir la spectroscopie des rayons X dont elle était une spécialiste reconnue. Très vite, elle entra dans le vif du sujet. Après avoir évoqué mon annonce, elle me dit en substance : « Je pense que vous êtes le garçon qu’il me faut… ». Peut-être avait-elle été sensible à mon désir de suivre mes études au Conservatoire national des arts et métiers (CNAM) où je venais de m’inscrire ? Puis elle enchaîna sur la nature du travail qu’elle me proposait, description à laquelle je ne compris pas grand-chose. Visiblement, mon incompréhension n’était pas son souci. En fait, elle n’attendait qu’une chose : que j’accepte sa proposition. Dans quel monde étais-je tombé pour que l’on s’adresse à moi avec tant d’enthousiasme ? Une fois les questions administratives réglées, il ne me restait plus qu’à me laisser porter par la volonté de cette femme qui devint très vite « la patronne ».

  • 2 Directeur du laboratoire 1978- 1991.

5Dans ma courte expérience de jeune ouvrier, jamais embauche n’avait été plus rapide. Ensuite, mademoiselle Cauchois me présenta à son « chef de travaux » Christiane Bonnelle2 (3) qui, elle aussi, sans perdre un instant, commença mon apprentissage de futur spectroscopiste. Elle me conduisit dans une salle où se trouvaient deux mystérieuses machines : les spectrographes. Elle commença par m’en expliquer le principe en des termes si étranges qu’il ne me vint même pas à l’esprit de lui poser la moindre question par peur de ne pas comprendre la réponse : spectre, pompe à vide, angström, cercle de focalisation, cristal courbé, rayons X, etc. Dans cette énumération deux termes retinrent plus spécialement mon attention par leurs côtés mystérieux : SPECTRE, ce mot étrange me renvoyait à l’image d’un fantôme, d’un squelette évoquant plutôt la mort qu’un objet scientifique… Même chose pour ce qui est du mot VIDE : il me renvoyait plutôt au néant, au rien, à l’absence… Que faire ? L’arrêter à chaque instant pour lui demander des explications qui seraient, pour moi, tout aussi incompréhensibles ? Je préférais rester dans mon ignorance plutôt que de compromettre mon embauche. Je me réfugiais dans un silence poli et opinais doctement de la tête en signe d’acquiescement, histoire de donner le change. Était-elle dupe ?

6Bientôt, je m’installai dans ce qui allait devenir mon nouveau métier avec un sentiment curieux d’excitation et de peur mêlées devant tant de nouveautés, exécutant avec soin les instructions qui m’étaient données sans bien en comprendre le sens. Puis, progressivement, grâce aux questions que je posais ici ou là et à la lecture du livre de Jean Surugue Techniques générales du laboratoire de physique qu’un chercheur eut la gentillesse de me conseiller, je pris peu à peu mes marques et commençai à me familiariser avec ces différents domaines qui allaient composer l’essentiel de mon nouvel univers : technique du vide, tube à rayons X, générateur haute tension, loi de Bragg, cercle de focalisation, cristal monochromateur, film détecteur, etc… Le plaisir de comprendre était au rendez-vous. Je mordais à l’hameçon.

7Un matin, mademoiselle Cauchois me demanda de passer à son bureau. Depuis mon entrée au laboratoire, un an auparavant, c’était la première fois qu’elle me « convoquait ». Qu’avait-elle de si important à me dire ? Elle m’accueillit avec un sourire :

  • « Notre labo », me dit-elle, « vient de passer une convention avec l’Institut supérieur de santé de Rome pour travailler auprès du synchrotron de Frascati. C’est une formidable chance pour notre laboratoire que d’avoir accès à ce type de machine. J’ai pensé à vous pour commencer ce nouveau travail. Dans cette première expérience, vous serez la partie française d’une petite équipe composée de deux collègues italiens, Guido Missoni qui est chercheur et Sergio Ruggero, son étudiant. Comme ils ne sont pas spécialistes en spectroscopie X, c’est vous qui devrez leur montrer la façon de procéder pour faire les premières mesures » ajouta-t-elle-elle le plus naturellement du monde.

  • 3 Ouvrier de deuxième catégorie.

8La surprise était de taille ! Comment pouvait-elle me faire, à moi, pareille proposition ? Avait-elle oublié qu’un an auparavant je travaillais dans une usine comme agent de lancement et d’ordonnancement avec pour toute formation celle d’un ajusteur, certes P23 ? Quel rapport y avait-il entre mon ancien métier et la spectroscopie ?

9Après cette proposition, ma vie professionnelle prit une tout autre allure. Cette fois j’allais revêtir l’habit du spécialiste, de celui qui sait et qui, le cas échéant, allait devoir expliquer. Plus question d’opiner du bonnet pour faire bonne figure, il me faudrait être capable de répondre aux questions qui ne manqueraient pas de m’être posées. Pour plus de sûreté, la « patronne » jugea nécessaire d’approfondir mon peu de connaissances en me donnant quelques cours particuliers le soir après dix-huit heures. Là encore, il était hors de question de lui étaler l’étendue de mon ignorance. Cependant, elle insista sur la signification des niveaux d’énergies dans l’atome avec leurs nombres quantiques spécifiques. Heureusement, les premiers cours d’atomistique au CNAM me permirent d’avancer vers un peu plus de compréhension sur le rôle de ces mystérieux nombres.

10Pour concrétiser mon nouveau travail, j’entrepris, avec la participation active des mécaniciens du laboratoire, la construction du spectrographe avec lequel nous allions effectuer les premières mesures. Grâce à ce travail de mécanicien, je me retrouvais dans mon élément d’origine. Après plusieurs mois de construction, le spectrographe à cristal courbé, type Cauchois, prit le chemin de Frascati.

11En Italie, mon premier travail sera d’effectuer plusieurs spectres avec cette nouvelle source de lumière pour les comparer à ceux réalisés, au labo, avec un tube à rayons X classique, afin d’en mesurer la différence. Rien ne fut donc laissé au hasard : madame Bonnelle, en chef de travaux avisée, élabora dans les moindres détails, ce sur quoi j’allais devoir travailler.

12Avril 1963, c’est le départ pour l’Italie. La « patronne » qui avait pour habitude de nous serrer la main début janvier à l’occasion de la nouvelle année, me la tendit une deuxième fois et me dit, en me souhaitant bon courage et bon voyage :

13« Ostro, si vous avez le moindre ennui, n’hésitez pas à me téléphoner à n’importe quelle heure du jour ou de la nuit » ; puis, marquant un temps, elle ajouta : « Car, sachez qu’en Italie, vous représenterez la France… »

14Que répondre devant tant de solennité ? Quelle attitude adopter ? Comment pouvais-je, moi, simple technicien, représenter la France ? En d’autres circonstances une telle déclaration aurait prêté à sourire, mais dans la situation je restais impassible. En fait, j’étais heureux et fier de la confiance qu’elle me témoignait, d’avoir été choisi pour cette toute première mission dont j’étais évidemment à cent lieues d’imaginer l’importance.

15On m’installa à la « Villa Fiorita », belle pension cossue avec jardin, située à trois pas de l’université. Le directeur de l’établissement, ne sachant rien de mon statut et par déférence à mon égard, m’accueillit en me gratifiant du titre de « professeur ». Il me fallut du temps pour le convaincre que, vu mon âge, il était pour le moins paradoxal d’avoir un tel grade ! Malgré mes remarques, il ne voulut pas en démordre et m’attribua toutefois le titre honorable de « docteur », ce qui, pour lui, était manifestement le minimum.

16Une vingtaine de kilomètres séparent Rome de Frascati, jolie petite ville située à flanc de colline sur les premiers contreforts des Monts Albins, très réputés pour leur vin blanc sec. À notre arrivée au centre de recherche, en compagnie de mes collègues italiens, l’accueil fut des plus chaleureux.

17J’avais hâte de découvrir ce fameux synchrotron, dont je ne savais encore rien, mais qui, depuis des mois, faisait pleinement partie ma vie. Nous fûmes reçus dans la salle de contrôle par le responsable de cet équipement. Là, ce fut le choc ! Jamais encore je n’avais vu pareille machine d’environ dix mètres de diamètre, avec des câbles, des boutons, des cadrans et des voyants en tout genre. Il y en avait partout.

18Dans cette salle bourdonnante d’activités, un détail attira mon attention. Pour accéder à la machine, nous devions emprunter un escalier métallique à la droite duquel se trouvaient alignées une dizaine de quilles en bois, peintes de couleurs vives. Que venaient-elles faire dans cet univers ? En fait, avant d’entrer dans l’enceinte du synchrotron, nous devions impérativement en prendre une ; si une de ces quilles venait à manquer, le conducteur de la machine était dans l’incapacité de la faire partir. Combien de fois n’ai-je entendu crier par le haut-parleur « birillo, birillo » pour retrouver la quille oubliée au fond d’une poche ?

19Puis vint la phase de raccordement du spectrographe au synchrotron avec la délicate opération d’alignement ; cette dernière étape était d’une importance capitale pour la qualité de nos mesures. Plusieurs jours furent nécessaires pour obtenir un faisceau de lumière avec le maximum d’intensité à l’extrémité de notre ligne. Puis, vint l’attribution des premiers « tours-machine » qui avaient lieu de jour comme de nuit. Ces tours ou « runs » étaient d’une période de douze heures durant laquelle nous étions les seuls maîtres à bord, à charge pour nous d’utiliser ce précieux temps avec le maximum d’efficacité.

20Notre premier travail fut consacré à la mesure du spectre d’absorption du niveau K de l’aluminium, mesure que nous voulions comparer à celles effectuées à Paris, pour lesquelles il avait été nécessaire de « poser » une bonne dizaine de minutes. À Frascati le temps de pose fut si court qu’il ne fut pas possible d’en mesurer la durée : il fut apprécié en nombre de paquets d’électrons, ce qui représentait une infime fraction de seconde. À l’évidence, l’intensité de cette nouvelle source de lumière était sans commune mesure avec celle de nos tubes à rayons classiques. Dès les premières mesures, la « manip » commença à nous donner satisfaction. Sans en avoir encore la preuve formelle, nous sentions que nous étions sur la bonne voie.

21Au terme de ce mois de travail riche en résultats, il me tardait de regagner le labo pour rendre compte, avec l’agréable sentiment du devoir accompli. La « patronne » m’accueillit dans son bureau avec impatience. Je lui présentai l’ensemble des mesures à commencer par le premier spectre d’absorption de l’aluminium. Après lui avoir décrit les conditions expérimentales que j’avais utilisées, je lui tendis le petit morceau de film 35 mm sur lequel se trouvait la preuve de notre travail. Elle le plaça avec précaution sur la boîte à lumière, puis, après avoir marqué un temps, elle me dit d’une voix manifestement marquée par l’émotion :

22« Ostro, vous rendez-vous compte des mesures que vous êtes en train de me montrer… ? »

23Effectivement, je n’avais pas la moindre idée des conséquences scientifiques d’un tel travail et dans quel contexte il s’inscrivait. C’est alors que mon regard croisa le sien. Je crus percevoir au coin de son œil comme une larme qui perlait. Manifestement quelque chose d’important était en train de se jouer. Mais quoi ? Pour ma part, comme un brave petit soldat, j’étais heureux d’avoir rempli ma mission.

24Quelque temps plus tard, à l’occasion d’une discussion au labo, Henri Roulet, un enseignant-chercheur, me dit :

25« Est-ce-que tu sais qu’avec tes manips de Frascati sur la lumière synchrotron, tu as participé à la naissance d’une nouvelle branche de la physique ? »

26Cette première mission, puis les suivantes, prirent une place décisive dans la longue saga qui venait de commencer pour l’utilisation de cette nouvelle source de lumière. Mon aventure italienne, j’allais dire ma « dolce vita » allait durer près de huit ans. Elle prit fin en 1970. Ces bons résultats incitèrent des chercheurs à créer un lieu d’expérience en France. Ce fut la naissance du Lure à Orsay, premier laboratoire français à utiliser cette source de lumière avec, tour à tour, les anneaux de stockage ACO (Anneau de collision d’Orsay, super ACO, puis DCI (Dispositif de collision dans l’igloo). Viendra ensuite la construction des accélérateurs de troisième génération, avec l’ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) à Grenoble dans les années quatre-vingt-dix et puis Soleil (Source optimisée de lumière d’énergie intermédiaire du Lure) sur le plateau de Saclay, qui vit le jour en 2006 après bien des péripéties.

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Bibliographie

Cauchois Y., Bonnelle C., Missoni G., C.R. Sci. Fr 257 (1963) 409 et 124.

Cauchois Y. (1908-1999), Thèse de doctorat 1933.

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Notes

1 Directeur du laboratoire 1953-1978.

2 Directeur du laboratoire 1978- 1991.

3 Ouvrier de deuxième catégorie.

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Pour citer cet article

Référence papier

Henri Ostrowiecki, « Le clin d’œil d’un expérimentateur », Histoire de la recherche contemporaine, Tome III - N°1 | -1, 23-27.

Référence électronique

Henri Ostrowiecki, « Le clin d’œil d’un expérimentateur », Histoire de la recherche contemporaine [En ligne], Tome III - N°1 | 2014, mis en ligne le 15 juin 2016, consulté le 23 juin 2017. URL : http://hrc.revues.org/440 ; DOI : 10.4000/hrc.440

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Auteur

Henri Ostrowiecki

Technicien et ingénieur CNAM au Laboratoire de chimie-physique

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Droits d’auteur

© Comité pour l’histoire du CNRS

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