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Un accélérateur de particules de 91 kilomètres de long sous les Alpes françaises : le projet pharaonique qui pourrait réécrire les lois de la physique

Le CERN veut construire le plus grand collisionneur de particules jamais imaginé, et le débat pour concrétiser le projet vient de débuter en France. Ce chantier titanesque pourrait nous permettre de répondre à des questions fondamentales, notamment sur la matière noire.

C’est une consultation rare sur un projet hors norme. Ce 2 juin, la France a officiellement ouvert le débat public sur le Futur Collisionneur Circulaire (FCC) que l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN), basée à Genève, envisage de construire sous les Alpes.

Pendant plusieurs mois, citoyens, élus et experts vont ainsi pouvoir se prononcer sur un chantier qui toucherait les départements de l’Ain et de la Haute-Savoie, ainsi que le canton de Genève, en Suisse. Et le calendrier est serré, car les résultats de l’étude de faisabilité, publiés au printemps 2025, ont déjà validé la viabilité technique et géologique du projet.

La communauté scientifique doit désormais mettre à jour sa stratégie européenne pour la physique des particules d’ici à mai 2026. Et c’est en 2028 que les États membres du CERN, dont la France et la Suisse, devront trancher pour une construction ou l’abandon pur et simple du projet.

Une structure gigantesque

Le FCC se présentera sous la forme d’un tunnel souterrain en forme d’anneau, long de 91 kilomètres de circonférence. C’est trois fois la taille du LHC, le Grand collisionneur de hadrons, qui est aujourd’hui le collisionneur de particules le plus puissant du monde. Creusé entre 180 et 400 mètres de profondeur dans la molasse du bassin genevois, il serait accessible depuis huit points de surface, dont sept en France et un en Suisse. Une section passerait même sous le lac Léman.

Dans un premier temps, le FCC ferait entrer en collision des électrons et leurs antiparticules, les positons, pour étudier le boson de Higgs avec une précision jamais atteinte. Il s’agit de la particule fondamentale découverte par le CERN en 2012 grâce au LHC, qui a permis de compléter notre compréhension de la structure de la matière. Ensuite, il deviendrait un collisionneur proton-proton capable d’atteindre des énergies de collision jusqu’à 100 téraélectronvolts. Nous parlons de niveaux d’énergie vertigineux, sans équivalent dans l’histoire de la physique.

La facture serait à la hauteur de l’ambition : 15 milliards de francs suisses, répartis sur une douzaine d’années et financés principalement par les États membres et les partenaires internationaux du CERN. Si tout se passe comme prévu, le FCC pourrait entrer en service aux alentours de 2045.

Lch Cern
© Danuta Hyniewska / Shutterstock.com

Obtenir des réponses à des questions fondamentales

Les enjeux sont immenses. Le LHC, mis en service en 2008, devrait s’arrêter dans les années 2040. Or, malgré ses succès, il laisse en suspens des questions fondamentales sur la nature de l’Univers.

Qu’est-ce que la matière noire, cette substance invisible qui représenterait pourtant une part considérable de la masse de l’Univers ? Pourquoi l’Univers est-il composé de matière, alors que la théorie prédit une quantité égale d’antimatière ? Le modèle standard, la théorie qui décrit le comportement de toutes les particules connues, est-il vraiment complet ? Le FCC pourrait apporter des éléments de réponse à chacune de ces énigmes, en sondant la matière à des échelles et des énergies jamais explorées.

Et les retombées ne seraient pas uniquement théoriques. Historiquement, la recherche fondamentale en physique des particules a engendré des avancées concrètes et inattendues : le World Wide Web est né au CERN en 1989, tout comme des techniques d’imagerie médicale aujourd’hui utilisées en routine. La thérapie hadronique, qui permet de traiter certains cancers avec une précision chirurgicale, en est un autre exemple.

Le FCC, par les technologies qu’il exigerait de développer, pourrait ainsi ouvrir des portes que personne n’entrevoit encore.

  • La France a ouvert un débat public sur le FCC, le futur grand collisionneur de particules du CERN.
  • Le projet, colossal, prévoit un tunnel annulaire de 91 kilomètres sous l’Ain, la Haute-Savoie et le canton de Genève.
  • L’enjeu scientifique est majeur : percer les mystères de la matière noire, de l’antimatière et des limites de notre compréhension de l’Univers.

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