Projet Pluritechnique Encadré
Compte-rendu de la rencontre entre les élèves de la Section SI du Lycée Benoît et les chercheurs du LSBB de Rustrel. Lundi 13 décembre 2010.
Dans le cadre de notre PPE, nos professeurs de SI et le chef des Travaux du lycée Benoît ont organisé une rencontre avec les chercheurs du Laboratoire Scientifique à Bas-Bruit (LSBB) de Rustrel. Ainsi, ce lundi 13 décembre 2010, nous sommes huit élèves (2 groupes de PPE) à avoir eu le privilège d'entrer dans l'ancien poste de tir de missiles nucléaires du Plateau d'Albion, reconverti en 1998 en laboratoire de recherche multi-disciplinaire...
Nous allons ainsi rencontrer l'équipe des chercheurs du LSBB : Daniel BOYER, Julien POUPENEY, Christophe SUDRE, Stéphane GAFFET ...
Le site internet du LSBB
La présentation du Laboratoire est directement disponible ici
Pourquoi "Bas Bruit" ?
"Le site bénéficie d'un environnement très bas bruit (sismique, anthropique, électromagnétique) dans la zone la plus profonde, pour la qualification de systèmes et composants nanoélectroniques et l\'étalonnage de dispositifs métrologiques avancés."
C'est tout simplement la spécificité du laboratoire, du au fait qu'en tant qu'ancien poste de tir, il est implanté sous la montagne, dans un environnement parfaitement isolé, un véritable abri anti-atomique. Ce " silence" permet d\'y faire des expériences et des mesures extrê mement précises, un tel potentiel qui trouve son inté rêt dans le domaine l'électronique high-tech par exemple.
8h20 : départ du Lycée Benoît, direction Rustrel. 9h00 : Arrivée au LSBB Nous voila sur le parking du laboratoire. Nous trouvons en plein coeur de la combe de Rustrel, à quelques 470 m&eagrave;tres d'altitude. Face à nous, ni plus ni moins que l'entrée d'un bunker : rien ne nous dit que nous trouvons face à un laboratoire de recherche !! Le site n'a vraisemblablement pas changé d'apparence depuis que l'armée l'a quitté. A l'intérieur, dans le hall d'entrée, nous faisons la rencontre de deux chercheurs, Christophe et Daniel, occupés à essayer de réparer un chariot-tracteur Fenwick, un des ces véhicules que les chercheurs utilisent pour parcourir les 3,7 kms de galeries dont dispose le labo. 9h15 : de la carte du LSBB à la modélisation 3D Notre premier vrai contact avec les chercheurs a lieu à l'entrée des galeries, ou face au "poster" qui révèle le tracé du tunnel souterrain sur une vision 3D de la surface, Daniel et Christophe nous expliquent comment ils ont pu établir un tel tracé du tunnel, grâce à une équipe de géomètres. Il s'agit là d'un pur exposé sur la géodésie qu'il ne font pas juste pour le plaisir mais pour nous mettre tout de suite face au premier problème qu'ils nous proposent de résoudre, car en tant qu'élèves en recherche sur des PPE, nous sommes là justement pour ça : il se trouve que cette représentation sommaire du tracé du tunnel est la seule dont ils disposent, et ceci est loin de les satisfaire, et nous font part de leurs aspirations. De notre point vue, il est vrai que seulement sur le côté « communication », ce que Christophe ne manquera pas d'évoquer, nous admettons ce n'est pas une très bonne image à offrir aux visiteurs. C'est pourquoi nos professeurs de SI ont proposé le sujet de la modélisation 3D du LSBB. 9h30 : en salle de conférence : Le 2nd groupe de PPE, en charge de ce projet-là présentera ensuite en salle de conférence les premières réalisation de Thibault, un élève spécialiste de la 3D, qui s'est d'ores et déjà attelé à sa tâche avec le plus grand sérieux. Sa modélisation sous le logiciel Blender 3D de la grande montagne de Rustrel est saisissante de réalisme. Daniel s'intéresse de près à cette réalisation, et lui demande quelles possibilités pourront être exploitées par la suite. Par exemple : serait-il possible de « plonger » le regard directement dans la maquette de la montagne, et se trouver alors à naviguer au coeur du tunnel ? Thibault affirme que c'est tout à fait possible. Ainsi au cours de ce début de matinée, le 2nd groupe a pu avoir auprès des chercheurs des informations cruciales sur l'intérêt de leur projet, et le rôle qu'il devraient jouer pour eux. 10h00 : dans les entrailles du LSBB Vient maintenant l'heure de la visite des galeries du laboratoire. On attelle une remorque à une chariot, on prête des vélos à quatre courageux, et nous voilà plongés avec enthousiasme jusqu'au coeur de la montagne, jusqu'à 518 mètres au-dessous de la surface. Nous sommes guidés par Julien et Daniel dans ce tunnel de béton sombre et froid... Notre première halte se fera dans les servitudes générales : nous découvrons le coeur énergétique du laboratoire, des armoires électriques haute tension aux énormes groupes électrogènes. A noter : le labo est directement desservit par une ligne du réseau EDF...sous une tension de quelques 20,000 Volts ! Convertis pour l'usage en 380V. Nous découvrons alors cet immense terrain de recherche que sont les galeries. Comme l'explique plus en détail la présentation du LSBB sur leur site, leurs recherches sont articulées autour de différents pôles thématiques, le Labo est réellement inter-disciplinaire. Et il tire partie de la particularité géologique des lieux pour se livrer à de multiples mesures : champ magnétique, sismologie, métrologie...à l'abri de tous bruits radiatifs, anthropiques, électro-magnétiques...nous avions déjà pu repérer sur le plan des galeries les emplacements des différents appareils de mesures tout au long du tunnel. Nous nous déplacons donc dans ce long corridor, nos guides nous ouvrent des portes derrières lesquelles se cachent foules d'expériences particulières, et de mesures dont la précision est telle qu'elle échappe à notre entendement... Exemple : dans une pièce aussi vaste qu'un placard, 3 grandes cartes électroniques subissent une expérience : on mesure les perturbations que provoquent les particules cosmiques qui parviennent à encore les atteindre malgré l'épaisseur des protections (leur nombre est si faible qu'elles sont parfaitement détectables). Ces cartes sont issues des nanotechnologies : la plus « fine » est une technologie 40nm...Ces tests sont en fait réalisés pour le compte d'un célèbre fabriquant de processeurs : Intel !
11h00 : Dans la capsule
Nous ouvrons une porte blindée, traversons un couloir aux murs de métal qui n'est rien d'autre qu'une Cage de Faraday, et nous voulons à son terme devant la porte de la chambre blindée.
A l'époque de l'armée, le poste de tir se trouvait là, dans cette capsule lourde de 45 tonnes et vaste de 1250m^3 abritée dans une grande salle en ovale, cachée au plus profond de la montagne, une capsule aux allures de mobile-home, montée sur de gigantesques vérins, liée au « bâti » (parlons mécanique) par des rotules en-dessous et des cardans au-dessus.
« L'ancien poste de commande de tir nucléaire du plateau d'Albion sous 500m de roche est une chambre blindée unique au monde par son volume (1250m3).
Le niveau de bruit électromagnétique est inférieur à 2 fT/vHz au dessus de 50 Hz (cent fois moins que l'activité magnétique du cerveau dans sa phase de sommeil profond). Des expériences de détection d'événements de très faible amplitude ou de résolution ultime peuvent donc y être conduites. » Site du LSBB
Ainsi dans cette capsule s'opèrent expériences et mesures 24h/24. A l'entrée de la capsule, un bureau, sur lequel se trouve un ordinateur, à l'écran duquel apparaît une acquisition de données en temps réel : une mesure du champ électromagnétique dans la capsule. Daniel nous fait entrer, et se place à côté d'une grande bombonne, dont il nous explique l'intérêt. C'est en fait dans cette bombonne, remplie d'hélium liquide (extrêmement léger), que se trouve, totalement isolé des moindres perturbations, le magnétomètre qui mesure en permanence le champ magnétique terrestre. La faiblesse de l'activité magnétique à l'endroit où nous trouvons quand nous n'y sommes pas !- est proprement édifiante, vous avez bien lu : « cent fois moins que l'activité magnétique du cerveau dans sa phase de sommeil profond ». Les chercheurs nous l'explique clairement : le simple fait de notre présence perturbe les mesures pour au moins 24h. Mais pas de problème : c'était prévu. Seulement, nous gardons à l'esprit que s'il se passe n'importe quel événement de nature à créer des perturbations magnétiques sur Terre à l'heure où sommes là, un tremblement de terre par exemple, il ne pourra pas être détecté...
La capsule est au coeur du projet de modélisation de l'autre groupe de PPE. C'est pourquoi nous allons, pendant bien plus d'une heure, armés de décamètres et de bloc-notes, effectuer toutes les mesures de dimensions possibles sur la capsule-même. Les professeurs nous disent que c'est le moment ou jamais d'acquérir le maximum d'informations : les visites de la capsules doivent rester exceptionnelles...
Durant ce séjour dans la chambre blindée, les élèves vont, avouons-le, se jouer un peu des perturbations qu'ils provoquons dans les mesures. Précisons encore qu'à ce stade, les mesures enregistrées sur la journée n'avaient déjà plus aucune valeur. Nous allons ainsi observer avec grand intérêt l'évolution des courbes à l'écran de l'ordinateur, lorsque nous passons à côté des capteurs, que nous frappons (doucement) la bombonne... : en quelque sorte nous nous livrons nous mêmes à une expérience de mesure à bas-bruit.
Le résultat de ces mesures ? Nous avons pu le retrouver grâce à la base de données publique que le LSBB met à disposition via son site Web.
Dans la figure ci-après, on repère nettement notre passage dans la capsule, le lundi 13 novembre à 11h00 !
13h00 : retour dans les bureaux Nous sommes sortis de la capsule, avons repris les vélos, remonté sur le wagon, et revenu en quelques minutes à l'entrée des galeries. De retour dans les bureaux, c'est enfin à notre groupe de PPE de trouver les informations nècessaires à la réalisation de notre projet...dont nous ignorons encore la nature exacte ! Car le sujet que nous allions prendre dépendaient du problème que les chercheurs nous poseraient, et ceci, nos professeurs de SI n'en étaient pas certains. D'après eux, il s'agissait de réaliser un capteur de température pour la capsule, et toute la chaine d'acquisition qui en dépend, de façon à pouvoir communiquer ses données sur 3,7km de galeries...C'est pourquoi nous avions auparavant demandé aux chercheurs de nous faire un briefing sur le problème des capteurs. Et c'est Julien qui en est en charge. Julien a lui-même réalisé un capteur de température-pression-humidité, que nous pouvons voir à l'oeuvre près de son bureau, car il est à l'heure actuelle en phase de test. Il nous explique tout ce qu'implique de faire un tel système d'acquisition : choisir une carte électronique, programmer un micro-contrôleur, trouver une mémoire , raccorder le capteur à l'ordinateur, pouvoir traiter les données via le logiciel Labview... Après quoi, il nous dit que c'est maintenant à nous de faire pareil. En effet, ce qui l'intéresserait, c'est un capteur d'hygrométrie dans le sol, qui soit implanté à l'extérieur , et dont les données puissent être transmises en wi-fi jusqu'au laboratoire. Nous détaillerons le cahier des charges de ce projet dans la suite du dossier. Nous sommes donc en connaissance désormais de notre sujet de PPE...et de la complexité de la tâche qui nous est attribuée, car Julien a suffisamment d'expérience pour pouvoir nous affirmer qu'une telle réalisation est loin d'ètre simple, et qu'il faudra faire face sans cesse à des problèmes inattendus... Un exemple ? : Le système de Julien n'est pas très « bien présenté » : la carte électronique est à l'air libre ! Il n'y a qu'une moitié de boitier sur laquelle sont fixés les capteurs, mais tout est ouvert. En fait, Julien avait bel et bien fait un véritable boitier entier. Seulement, une fois tout le système placé à l'intérieur, ça s'échauffait. La carte n'est pourtant pas grande consommatrice de courant ! Mais cet échauffement causait tout de même une erreur de 5 degrés Celsius dans la mesure de la température... 14h00 : l'heure de partir Après avoir pris notre repas dans les cuisines du labo avec l'équipe de chercheurs, il est l'heure pour nous de rentrer à Benoît. Daniel et Julien nous ont passé leurs cartes afin que nous puissions les contacter durant l'évolution de nos projets. Avant de sortir, nous saluons Stéphane, le directeur du LSBB, et le remercions de nous avoir accordé cette visite. Dehors, nous discutons avec Christophe qui nous donne plus de détail quand à l'intérêt des deux projets dont ils nous confient la réalisation. Pour nous, il nous explique que dans le cadre d'une opération de communication visant à rendre le laboratoire plus « attractif » pour les visiteurs, le LSBB envisage d'implanter un jardin botanique. Ce projet-là est encore à définir, et nous en sommes nous-mêmes désormais partie prenante. Nous remontons dans le van et nous reprenons la route vers l'Isle-sur-la-Sorgue, au terme d'une journée fort intéressante, et somme toute assez exceptionnelle.
