Au cœur de la presqu’île scientifique de Grenoble, l’Institut Laue-Langevin (ILL), leader mondial de la science et la technologie des neutrons est visible de très loin. Son réacteur nucléaire trône au milieu d’un complexe impressionnant, accueillant une cinquantaine d’instruments neutroniques de pointe, destinés à caractériser la matière. C’est pour moderniser deux de ces précieux instruments, le D11 et le NeXT-MoTo, qu’un investissement de 3 millions d’euros vient d’être réalisé. Ce projet, cofinancé par la région et l’Union européenne dans le cadre du Contrat Plan Etat-Région, devrait permettre de renforcer les capacités de recherche de cet institut, fondé en 1967 par l’Allemagne, la France et la Grande-Bretagne.
D11 : un outil renforcé pour décrypter les mécanismes de la vie
Instrument emblématique de diffusion neutronique à petit angle (SANS), le D11 offre donc désormais des performances considérablement améliorées pour explorer les structures et les processus biologiques à l’échelle nanométrique. "Cet instrument de 80 mètres de long opère depuis 53 ans. Nous l’avons mis à jour notamment pour améliorer tout ce qui concerne les systèmes biologiques", explique Sylvain Prevost, scientifique responsable du D11. "Les neutrons produits par le réacteur nucléaire, sont orientés par ce guide de neutron (le long tube de 80 mètres, NDLR). Ils traversent ensuite l’échantillon. En mesurant comment les neutrons sont déviés, nous pouvons reconstituer la structure du matériau", poursuit le chercheur.
L’instrument va permettre aux chercheurs d’observer beaucoup plus finement comment les molécules interagissent entre elles dans des conditions proches de la réalité du corps humain. Cela inclut, par exemple, l’étude des membranes des cellules ou des nanoparticules utilisées pour transporter des médicaments. Ces recherches pourraient aider à concevoir de nouveaux traitements, notamment contre les maladies neurodégénératives comme Alzheimer ou Parkinson.
NeXT-MoTo : l’imagerie neutronique au service de la transition énergétique
Autre instrument modernisé dans le cadre de l’investissement à 3 millions d’euros donc, le NeXT-MoTo, dédié à l’imagerie neutronique. "Il offre désormais des modes d’imagerie avancés permettant d’examiner en temps réel des dispositifs en fonctionnement, tels que des batteries ou des systèmes de stockage d’énergie", explique encore Ken Andersen. L’instrument est également doté de capacités d’imagerie par rayon X, permettant de coupler neutrons et rayons X et ainsi de caractériser des composants légers tels que l’hydrogène ou le lithium, composant essentiel des batteries. "Nous avons mené des collaborations avec des industriels de la batterie pour améliorer leur processus de fabrication", explique encore le directeur de l’ILL. Les neutrons permettent en effet de traquer le lithium dans les batteries et ainsi d’identifier les processus de leur vieillissement. Une approche qui offre aux chercheurs une excellente compréhension des matériaux et de leur comportement, essentielle pour concevoir les solutions énergétiques de demain.
1 200 expériences par an
L’institut possède un budget annuel de 100 millions d’euros, financé par les trois pays fondateurs -à hauteur de 75 %- et de 10 autres pays membres (pour 20 %). "Les 5 % restants proviennent d’aides diverses, telles que celle que nous venons de recevoir pour moderniser les instruments", poursuit Ken Andersen. "Notre institut permet aux scientifiques et industriels de mener près de 1 200 expériences par an environ. Nos instruments sont mis à leur disposition gratuitement à condition que les résultats aillent ensuite dans le domaine public", explique Ken Andersen, directeur de l’ILL. Les industriels qui souhaitent conserver leurs données doivent en revanche payer, mais cela ne représente "que 1 % à 2 % d’entre eux", estime Jacques Jestin, chef de la division scientifique de l’ILL.
Une activité en revanche a pris de l’ampleur depuis deux ans : les radio-isotopes produits par le réacteur à haut flux, qui contribuent à des avancées dans le traitement de certains cancers. "Nous avons signé des contrats avec plusieurs laboratoires pharmaceutiques portant sur la production de radio-isotopes en vue de la production de nouveaux médicaments pour le traitement du cancer", explique Jacques Jestin. L’institut prévoit de doubler ses capacités de production de radio-isotopes d’ici deux ans.
