Au CERN, sensibilisation à l’environnement et « caverne » pour le LHC haute luminosité

2021 est l’année « pour la sensibilisation à l'environnement » du CERN, qui va bientôt publier son second rapport public sur le sujet. L’Organisation avance également sur la haute luminosité du Grand collisionneur de hadrons, qui ne devrait arriver qu’en 2027, et renforce sa politique de libre accès aux publications scientifiques.

Il y a un peu moins d’un an, l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire (ou CERN) dévoilait son tout premier rapport sur l’environnement. Il ne concernait alors que les années 2017 et 2018, mais permettait de se faire une idée précise de son empreinte écologique ; une démarche de transparence dont d’autres devraient s’inspirer.

Un nouveau rapport concernant les années 2019 et 2020 était annoncé, il est désormais attendu pour le mois de septembre 2021. D’autres suivront à intervalles réguliers : « Nous sommes engagés désormais à publier un rapport tous les deux ans », explique l’Organisation.

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Depuis maintenant près de 50 ans, les Nations Unies organisent chaque 5 juin une journée mondiale de l’environnement. Les enjeux ont évolué, mais les principes de base restent encore en 2021 : « renforcer la sensibilisation et de susciter un élan politique autour des préoccupations grandissantes, telles que l'appauvrissement de la couche d'ozone, les substances chimiques, la désertification et le réchauffement climatique ». Cette année, il est question d’une « action urgente pour relancer nos écosystèmes endommagés ».

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L’Organisation européenne joue la carte de la surenchère et annonce : « L’année du CERN pour la sensibilisation à l'environnement ». Une initiative mettant à l’honneur ses chercheurs et employés, avec comme « objectif de permettre à toutes les personnes travaillant au Laboratoire de découvrir le travail du CERN en matière de protection de l'environnement et la meilleure façon d’y contribuer ».

Le calendrier n’est pas un hasard : le CERN – comme bon nombre de sociétés et instituts – a pris un virage fortement marqué par l’écologie ces dernières années. Il lui alloue ainsi « d'importantes ressources, humaines et financières, et [met] en place des organes pour contrôler, gérer et réduire autant que possible [son] empreinte environnementale ». De plus en plus de jeunes talents sont sensibles à l’argument de l’écologie, qui peut donc devenir un enjeu stratégique pour les entreprises. 

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Les chiffres un peu fous de la consommation du CERN

Le centre de recherche européen sur le nucléaire consomme des ressources en quantités astronomiques : « Lorsque tous les accélérateurs sont en marche, la demande de puissance maximale avoisine 180 mégawatts ». La consommation annuelle en période d’exploitation (lorsque le LHC ou Grand collisionneur de hadrons est en marche) est de 1 200 GWh, soit 2 % de la consommation totale de la Suisse tout de même.

Ce n’est pas tout : les émissions de gaz à effet de serre (GES) sont de 192 100 tonnes d’équivalent CO₂ (teqCO₂) en 2018, contre 193 600 teqCO₂ en 2017 ; auxquelles il faut ajouter 31 700 teqCO₃ d’émissions indirectes liées à la consommation électrique. 2018 était donc en légère baisse par rapport à 2017. Attendons maintenant les chiffres de 2019 et 2020 pour vérifier si la tendance se confirme.

Vous en voulez encore ? Le CERN produit pas moins de 7 000 tonnes de déchets par an, dont 19 % sont classés comme étant « dangereux » et plusieurs centaines de tonnes sont radioactifs. En 2019, 3 477 mégalitres d’eau ont été utilisés. Bonne nouvelle tout de même : en l’espace de 20 ans, cette consommation a déjà été divisée par cinq. Nous attendons maintenant le rapport de 2019 et 2020 pour faire un nouveau point de la situation.

Des actions en place, d’autres à venir

Pour son année de sensibilisation à l'environnement, le CERN évoque plusieurs actions déjà en place : « la rénovation du hall de la zone Est pendant le LS2 [deuxième long arrêt technique, qui devrait prendre fin en septembre 2021, ndlr] a permis de réduire de 90 % la consommation totale d'énergie de l'installation ». Il y a également un « projet de récupération de la chaleur du LHC au point 8 [qui] contribuera à chauffer un nouveau quartier résidentiel, en construction à Ferney-Voltaire ».

L’ « architecture verte » est aussi mise en avant : « les nouveaux bâtiments construits au CERN répondent aux normes les plus élevées sur le plan de la protection de l'environnement. Le nouveau centre de calcul de Prévessin sera chauffé par un système de récupération de la chaleur, et le Portail de la science, qui sera alimenté par l'énergie solaire et entouré d'une véritable forêt ».

Le CERN réaffirme que « la protection de l'environnement est l'une de [ses] priorités ». Une étude interne a été menée pour identifier les enjeux les plus importants. Cette liste comprend « l'énergie, les émissions, les rayonnements ionisants, les déchets, les eaux et effluents, le bruit et la biodiversité ».

Une « caverne » pour le HL-LHC

Pendant ce temps-là, les travaux continuent à l’occasion du deuxième long arrêt technique, que ce soit pour la remise en service des installations dans les prochains mois ou pour préparer la suite avec le LHC à haute luminosité (HL-LHC). Ce dernier est prévu pour 2027, après le troisième long arrêt technique qui se déroulera entre 2025 et 2027. 

Une « caverne » a ainsi été construite au point 1, à proximité du détecteur ATLAS. Elle se trouve à environ 80 mètres sous terre et mesure 300 mètres de long. Entièrement peinte en blanc, elle « pourrait facilement passer pour une structure médicale »… Mais, « cela ne durera pas » affirme Oliver Brüning, chef du projet HL-LHC.

La caverne et son tunnel « vont bientôt se trouver encombrés et connaître une grande animation avec l'installation, dans un premier temps, des infrastructures techniques, puis des équipements du LHC à haute luminosité », explique le CERN.

Les travaux ont débuté il y a plusieurs mois pendant le LS2 car les responsables du projet ne voulaient pas que les travaux de forages puissent perturber les faisceaux du LHC lorsqu’il sera de nouveau dans sa période d’exploitation. Les installations sont en effet assez proches et le risque de causer des interférences n’est donc pas négligeable : «  la nouvelle galerie repose six mètres au-dessus du tunnel du LHC, parallèlement à celui-ci, et est reliée à l'ancien tunnel en quatre points différents », indique le CERN.

Plus de science, moins de « petites pauses »

« Ce design élégant à double étage nous permet de faire passer les connexions à travers le plafond du tunnel du LHC ; nous ne gaspillons ainsi pas un seul mètre carré du sol du tunnel, qui est déjà très encombré », ajoute Oliver Brüning. En surface aussi des travaux sont en cours pour la construction des bâtiments, notamment pour les systèmes de refroidissement. Ils devraient s’achever à l'automne 2022.

Afin de profiter au maximum des périodes où le LHC est en fonctionnement, les nouveaux équipements sont « stockés séparément du tunnel, dans les nouvelles structures souterraines ». Ainsi, « les interventions pourront s'effectuer alors que la machine est encore en fonctionnement, ce qui permettra de collecter des données en continu, contrairement aux périodes d'exploitation précédentes ».

Le bout du tunnel n’est pas pour tout de suite et il reste encore « un long chemin » à parcourir, reconnait le CERN. Néanmoins, « ces nouvelles structures souterraines constituent une nouvelle étape en vue de la réalisation d'un accélérateur plus lumineux, plus solide et plus fiable ». Les scientifiques attendent beaucoup de la haute luminosité.

« Lire et publier », CC-BY-4.0 par défaut

Dans un autre registre, le CERN a récemment revu sa politique de libre accès aux publications scientifiques de ses chercheurs. Mise en place en 2014 et révisée pour la première fois en 2017, « elle a permis des progrès considérables en vue de la réalisation de l’objectif ultime de l'Organisation : la publication en libre accès de toutes les recherches du CERN ». L’année dernière, l’objectif n’était pas encore atteint, mais le score était déjà bon avec 93 % des publications rendues librement accessibles.

Désormais, la politique « révisée renforce la position du CERN en faveur du libre accès tout en la clarifiant, en particulier en ce qui concerne la licence appliquée par défaut à chaque article, à savoir la licence d’attribution "Creative Commons" (CC-BY-4.0) ».

L’Organisation rappelle au passage qu’elle a récemment signé des accords « Lire et publier » (ou Read and Publish dans la langue de Shakespeare) avec cinq maisons d'édition : IEEE, IOP, Elsevier, Springer et Wiley.