Le pari à 15 milliards du CERN dans un monde incertain

Pourquoi la matière l'emporte-t-elle sur l'antimatière dans l'univers? Le CERN tente de le découvrir. Fabrice Coffrini / AFP

Les fondements scientifiques du futur collisionneur circulaire proposé par le CERN sont établis, mais pas son financement. Face aux tensions géopolitiques, le laboratoire se voit confronté au plus grand défi de ses 70 ans d'histoire.

Le CERN, le Laboratoire européen pour la physique des particules situé près de Genève, est prêt à écrire un nouveau chapitre de son histoire. Le collisionneur de particules nouvelle génération du laboratoire, le Future Circular Collider (FCC), bénéficie du soutien de la communauté scientifique. Il a passé avec succès une étude de faisabilité menée par 1500 experts, et la communauté européenne des physiciens l’a officiellement recommandé comme le prochain collisionneur phare. Le directeur général du CERN, Mark Thomson, en est convaincu: le conseil du CERN, réuni en session extraordinaire à Budapest ce mois de mai, va donner son feu vert au projet. 

«Le consensus au sein de la communauté des physiciens est clair et absolu: le FCC est la voie à suivre», déclare-t-il. Ce qui est moins clair, en revanche, c’est comment le financer.

La première phase du FCC est estimée à 15 milliards de francs suisses. La moitié devrait provenir des contributions des États membres. Mark Thomson espère que l’UE s’engagera à verser 3 milliards d’euros en 2027. En décembre dernier, des donateurs privés se sont engagés à verser 860 millions d’euros. Manque encore au budget 4 milliards de francs. L’organisation cherche à combler ce déficit grâce à de nouveaux dons privés et à des contributions d’États non-membres.

Si le CERN parvient à obtenir le financement nécessaire et à lancer le projet, il jettera les bases de nouvelles découvertes capitales et attirera de nouvelles générations de physiciens des particules à Genève. Reste que, dans un contexte difficile pour les relations internationales, le plan budgétaire en cours d’élaboration est optimiste.

Lignes de fracture géopolitiques

La coopération scientifique internationale qui a permis la construction du Grand collisionneur de hadrons (LHC)Lien externe s’est forgée à une autre époque, celle des années 1990. L’Allemagne, qui est le premier contributeur annuel du laboratoire, soutient le FCC sur le principe. Mais elle s’est opposée au mécanisme de financement proposé, contestant le recours au budget pluriannuel de l’UE.

Autre membre de longue date du CERN et pays d’origine de son directeur général, le Royaume-Uni a proposé de réduire de 30% le financement des programmes de physique des particules. Ces coupes budgétaires menacent les collaborations existantes au CERN, notamment une expérience prévue sur le LHC modernisé (voir ci-dessous).

Aux États-Unis, l’administration du président Donald Trump a procédé à des coupes budgétaires répétées dans les programmes scientifiques, et la physique des particules ne semble pas avoir la même priorité pour la Maison Blanche que l’IA ou la technologie quantiqueLien externe.

Les États-Unis ne sont pas un État membre du CERN, mais ils ont noué un partenariat solide avec le laboratoire au fil des années. Les chercheurs américains – 2000 collaborateurs – constituent la plus grande communauté du CERN. Les États-Unis ont également apporté une contribution financière à diverses expériences, notamment 80 millions de francs pour le développement des nouveaux aimants du LHC modernisé. Mark Thomson se dit «convaincu que la relation entre le CERN et les États-Unis va se poursuivre».

La Russie, qui était un partenaire même pendant la guerre froide, a été exclue du CERN à la suite de l’invasion de l’Ukraine. Ses contributions scientifiques, financières et techniques «ont été importantes», selon le directeur général, mais il ignore si, et quand, elle pourrait être réintégrée.

Au milieu de ces obstacles, il y a une bonne nouvelle pour le laboratoire: la Chine a discrètement mis en veilleuse ses projets de construction d’un supercollisionneur concurrent de 100 km, reportant sa décision à 2030.

«Pour nous, c’est une opportunité», souligne Fabiola Gianotti, qui a dirigé le CERN jusqu’en janvier dernier. «S’il avait été approuvé dès maintenant, ce projet aurait eu de bonnes chances de démarrer avant le FCC». Depuis, la Chine a fait part de son intérêt à collaborer sur le FCC.

L’opposition sur le terrain

Au-delà des capitales européennes et de Washington, le CERN est confronté à un autre type de défi, à savoir les personnes qui vivraient au-dessus de la nouvelle machine. Un réseau d’associations suisses et françaises, mené par l’ONG Noé21Lien externe, a lancé une campagne soutenue. Ces associations s’opposent à l’importante consommation électrique du projet, aux 8 millions de mètres cubes de déblais prévus et à ce qu’elles qualifient d’empreinte carbone insuffisamment quantifiée.

«Je comprends les besoins [du CERN], mais cela ne veut pas dire que nous devrions accepter quelque chose qui va coûter des dizaines de milliards — personne ne sait combien ça va coûter — et qui va empoisonner la région pendant des années», dénonce Jean-Bernard Billeter, membre du conseil d’administration de Noé21.

En février, une centaine d’habitants se sont rassemblés à Presinge, une commune à l’est de Genève qui accueillerait l’un des sites de surface du FCC. Claude Schaeppi Borgeaud, un artiste local, n’exclut pas de porter l’affaire devant la Cour européenne des droits de l’homme. «On nous a promis que nous serions consultés, mais je n’ai encore rien vu», déclare Christina Meissner, députée au Grand Conseil genevois. Quatre mois de débats publics et de consultation sur le FCC entre le CERN et le public ont débuté le 18 mai. Dans un communiqué de presse, Noé21 a critiqué le fait que les premiers événements annoncés avaient «l’allure d’une information à sens unique plutôt que d’un débat».

L’étude de faisabilité du CERN propose de réutiliser les déblais d’excavation dans l’agriculture et le génie civil. Les progrès technologiques permettront, projette-t-elle, de maintenir la consommation d’électricité au niveau de celle du LHC actuel. Le laboratoire estime que la construction générerait environ un tiers des émissions de carbone des Jeux olympiques de Paris de 2024. Pour Jean-Bernard Billeter, il ne s’agit là que de projections. Il cite le Superconducting Super Collider américain — un accélérateur de 87 km abandonné en cours de construction au Texas — comme un précédent dont il faut tirer les leçons.

Mark Thomson est conscient de ce fossé. «Nous devons démontrer que nous pouvons construire cette machine de manière respectueuse de l’environnement, en tenant compte des préoccupations de la population.»

>>Pour en savoir plus sur les capacités du collisionneur de particules de nouvelle génération, consultez l’article ci-dessous:

La tactique du plan B 

Si la totalité des 15 milliards de francs suisses ne peut être réunie, le CERN dispose d’un plan de secours. Un FCC à échelle réduite fonctionnerait à des énergies maximales inférieures et comporterait deux détecteurs au lieu de quatre, ce qui permettrait de réduire les coûts d’environ 15% (plus de 2 milliards de francs suisses).

«Ce ne sont pas des réductions négligeables, mais même dans sa version allégée, le FCC reste scientifiquement supérieur aux autres options», explique Mark Thomson.

Pour Maria Spiropulu, physicienne du California Institute of Technology et collaboratrice du Cern, la présentation du Plan B est tactiquement astucieuse. «C’est très intelligent, car cela montre que nous y allons à fond. Si vous proposez une autre option uniquement pour économiser de l’argent, vous risquez de réduire le champ des possibilités.»

Les arguments en faveur de la poursuite du projet

Le Conseil du CERN entamera son évaluation formelle ce printemps. Une décision finale est attendue d’ici 2028. Si le FCC est approuvé, les travaux d’excavation pourraient débuter vers 2033, et le collisionneur serait opérationnel d’ici 2046.

Pour le président du Conseil du CERN, Costas Fountas, l’enjeu dépasse le cadre d’une simple expérience. Il est ici question «de leadership en physique des hautes énergies, et des 5% de personnes les plus brillantes qui iraient n’importe où pour mener les recherches scientifiques qu’elles souhaitent», dit-il.

Les scientifiques soulignent également les retombées sociales et économiques que le FCC pourrait générer, au-delà de l’acquisition d’une nouvelle compréhension des origines de l’univers. Après tout, c’est au CERN que le World Wide Web a été inventé.

«Si le FCC voit le jour, nous serons en passe d’assurer l’avenir de ce laboratoire pour les 100 prochaines années», assure le physicien Maurizio Pierini. Reste à savoir si la volonté politique sera à la hauteur de l’ambition scientifique.

La reconstruction du LHC — et ce qui est déjà en jeu

Alors que le destin du FCC est en train d’être débattu, l’accélérateur actuel du CERN s’apprête pour sa part à subir une «opération chirurgicale». Le 30 juin, le Grand collisionneur de hadrons (LHC) s’arrêtera pour une mise à niveau de quatre ans. Le LHC à haute luminosité, dit HiLumi, vise à produire environ dix fois plus de collisions que l’accélérateur d’origine.

Cette mise à niveau suscite déjà des tensions géopolitiques. La réduction de 30% du financement de la physique des particules proposée par le Royaume-Uni menace une expérience prévue sur la machine modernisée — signe que les pressions politiques auxquelles est confronté le FCC ne sont pas un problème futur, mais bien actuel.

Le HiLumi a toujours été conçu comme un pont: maintenir le CERN à la pointe de la découverte scientifique pendant que le projet du FCC était défendu. Sera-t-il un pont vers l’avenir ou le dernier hourra de l’ère actuelle de la physique des particules européenne? Les décisions des deux prochaines années répondront peut-être à cette question. 

Relu et vérifié par Gabe Bullard et Veronica DeVore, traduit de l’anglais par Albertine Bourget / kro