Le Conseil de l'ESRF, représentant les 22 nations partenaires de l'ESRF, a donné son feu vert pour la construction et la mise en service de quatre nouvelles lignes de lumière à partir de 2018-2022. Les lignes de lumière sont conçues pour exploiter les performances améliorées du premier d'une nouvelle génération de synchrotron, la source extrêmement brillante (EBS), qui est en cours de construction à l'ESRF.

Les quatre nouvelles lignes de lumière soutiendront des recherches répondant aux grands défis de notre société, y compris la définition de la prochaine génération de biomatériaux et de nouveaux matériaux durables, développer de nouveaux médicaments, démêler les mécanismes complexes des organismes vivants et reconstituer des artefacts historiques et des fossiles en 3D, qui ouvrira de nouvelles fenêtres sur les origines de l'humanité.

Les 4 lignes phares ESRF-EBS :

• Une ligne de lumière pour la cristallographie macromoléculaire en série
  La cristallographie en série est en train de devenir une technique unique pour résoudre les structures de classes importantes de protéines disponibles uniquement dans des cristaux submicroniques, tout en gérant les dommages causés par les radiations. Cette ligne de lumière EBS offrira de nouvelles perspectives pour les sciences de la vie en fournissant une installation unique au monde pour sa densité de flux et sa stabilité. Exemples d'applications de recherche :problèmes fondamentaux tels que la cinétique enzymatique; effets du médicament sur les protéines cibles; déterminants neutralisant les anticorps humains contre les virus.
• Une ligne de lumière pour la microscopie à diffraction des rayons X durs
  La microscopie à rayons X durs à fond noir est unique pour étudier les corrélations hiérarchiques des structures dans les matériaux de l'ordre du millimètre jusqu'à des dizaines de nanomètres. Cette ligne de lumière offrira de nouvelles perspectives pour une compréhension plus approfondie des propriétés des matériaux dans les matériaux nanostructurés et non homogènes en fournissant une installation unique au monde pour sa pénétration des rayons X durs, densité de flux et stabilité. Exemples d'applications de recherche :caractérisation multi-échelle de matériaux d'ingénierie modernes; les biomatériaux comme les hanches artificielles, implants; effets des agents environnementaux; fatigue des matériaux lors du transport.
• Une ligne de lumière pour la dynamique cohérente des rayons X et les applications d'imagerie
  Les rayons X cohérents sont idéaux pour étudier les corrélations secrètes dans les matériaux et la matière vivante dans l'espace 3D et dans le temps dans des conditions operando. Cette ligne de lumière offrira de nouvelles perspectives pour observer des processus dynamiques en conditions réelles et détecter des corrélations caractéristiques déterminant des processus réversibles et réversibles jusqu'au seul atome en exploitant le flux cohérent de rayons X inégalé d'EBS. Exemples d'applications de recherche :dynamique et structure de la déformation musculaire; comprendre les principes fondamentaux des maladies cardiaques; processus de biominéralisation des dents (dentine); formation d'images dans des dispositifs photoniques (panneaux de smartphones).
• Une ligne de lumière pour un contraste de phase grand champ à haut débit
  A très haute énergie et cohérence aux rayons X, La tomographie à haut débit est idéale pour étudier de grands objets (~1 mètre) avec une résolution inférieure au micromètre de manière non destructive. Cette ligne de lumière offrira de nouvelles perspectives de recherche en paléontologie et en archéologie, mais aussi pour l'étude industrielle des matériaux en fournissant le plus grand faisceau synchrotron à haute énergie et haute cohérence au monde pour l'imagerie hiérarchique et la tomographie à haut débit. Exemples d'applications de recherche en imagerie 3D :matériaux pour l'espace, aéronautiques, automobile; anatomie à l'échelle du micron d'organes complets; imagerie hiérarchique de grands spécimens (par exemple des momies) ; Reconstitution virtuelle en 3D de fossiles et d'artefacts uniques.

Une source extrêmement brillante pour un saut quantique dans la recherche

En mai 2015, l'ESRF a lancé le projet ESRF-EBS, un investissement de 150M€ sur 2015-2022. L'EBS est une nouvelle et révolutionnaire source de rayons X, basé sur un nouveau concept d'anneau de stockage. C'est le premier d'une nouvelle génération de synchrotrons, dont la conception a été adoptée par pratiquement tous les futurs laboratoires de synchrotron dans le monde. L'EBS est aussi un projet scientifique innovant, avec un programme d'instrumentation ambitieux, une stratégie 'big data' intensifiée, et la construction de nouvelles lignes de lumière à la pointe de la technologie, conçu pour exploiter la brillance améliorée, flux de cohérence et performances de la source EBS.

Cette décision de construire les quatre lignes de lumière représente une étape décisive pour le projet ESRF-EBS. Alors que d'autres projets de mise à niveau de quatrième génération dans le monde sont encore en phase conceptuelle, l'EBS sort des sentiers battus et ouvre de nouvelles perspectives pour la science des rayons X avec un portefeuille ambitieux de lignes de lumière.

"Le nouvel anneau de rangement, avec le portefeuille le plus avancé de nouvelles lignes de lumière, permettra aux scientifiques d'introduire la science des rayons X dans des domaines de recherche et des applications qui n'auraient pas pu être imaginés il y a quelques années. EBS fournira de nouveaux outils pour l'étude des matériaux et de la matière vivante du monde macroscopique jusqu'à l'échelle nanométrique et même jusqu'à l'atome unique. Ouvrir de nouvelles possibilités pour la science synchrotron est au cœur de la mission de l'ESRF", souligne le Dr Francesco Sette, Directeur général de l'ESRF.

Une forte implication de la communauté scientifique internationale des rayons X

La décision prise par le Conseil résulte d'un processus qui a fortement impliqué la communauté scientifique internationale. En 2015, l'ESRF a lancé un appel à manifestation d'intérêt (EOL) pour identifier les projets les plus percutants et scientifiquement prometteurs que l'ESRF peut réaliser avec la source EBS. Le Comité Scientifique de l'ESRF a sélectionné huit projets parmi les 48 Eol reçus.

« Depuis la construction et la mise en service réussie du premier synchrotron de troisième génération au cours de la période 1988-94, L'ESRF a inventé un nouveau modèle de coopération entre scientifiques et ingénieurs du synchrotron :partager l'expertise et les ressources entre les pays partenaires pour obtenir les meilleurs esprits, stimuler la collaboration internationale et fournir la meilleure science. Aujourd'hui, l'ESRF continue de jouer ce rôle de pionnier avec le projet EBS, comme en témoignent les nouveaux pays partenaires accédant à l'ESRF et l'énorme engagement de la communauté scientifique des rayons X dans la définition du futur programme scientifique et des lignes de lumière d'EBS », dit le Dr Francesco Sette.