Sur proposition du Ministre de la Recherche et de l’Innovation Willy BORSUS, le Gouvernement de Wallonie a décidé de financer quatre projets de recherche au sein de l’ULiège, l’UCLouvain, l’UMons et L’ULB.
Pour Willy BORSUS : « Le télescope Einstein est un projet d’envergure qui incarne un secteur (scientifique et de l’aérospatial) qui occupe une place de choix dans l’économie wallonne. Ces projets de recherche représentent un signal fort pour l’innovation, la recherche, la science et le déploiement économique en Wallonie. Les retombées seront positives pour les PME et les centres de recherche wallons : expertises et qualifications consolidées, extension de leurs activités, pénétration de nouveaux marchés, création de technologies dérivées innovantes, nouveaux contrats stimulants ou encore échanges économiques et scientifiques transfrontaliers. »
LE TELESCOPE EINSTEIN – UN FUTUR CERN CHEZ NOUS
Vous avez certainement déjà entendu parler du CERN en Suisse, fondé en 1954, et de ses collisionneurs de particules, dont le dernier en date : le LHC (Large Hadron Collider).
Septante ans après sa création, le CERN emploie plus de 2.500 personnes et est le cœur d'un large écosystème de start-ups. Il jouit d'une réputation mondiale et d'une reconnaissance indéniable.
Imaginez que, comme la Suisse et Genève l'ont fait il y a 70 ans, la Wallonie abrite dans 10 ans une infrastructure de recherche d'une envergure et d'une influence similaires. C'est ce qui est actuellement en jeu avec le projet du Télescope Einstein.
Le Télescope Einstein sera comparable au CERN et pourrait même le surpasser en taille et en rayonnement international. Bien qu'ils ne se concurrencent pas directement, puisque l'un se concentre sur la physique des particules et l'autre sur la théorie de la relativité, ces deux infrastructures partagent un même gigantisme : un anneau de 27 km de circonférence pour le CERN et un triangle de 10 km de côté pour le Télescope Einstein. Un défi supplémentaire pour le télescope est qu'il sera enfoui à 250 mètres sous terre.
En 2026, la Wallonie saura si ce projet deviendra une réalité sur son territoire ou un territoire proche, ou si elle sera devancée par l'Italie, qui est également en lice pour accueillir cette infrastructure.
Pour renforcer sa position face à ce concurrent expérimenté (qui possède déjà le détecteur d'ondes gravitationnelles VIRGO), la Wallonie, les autres entités fédérées belges, les Pays-Bas et l'Allemagne partageront une partie du projet sur un pied d’égalité. En effet, les dernières estimations géologiques montrent qu'au moins 70 % du télescope serait situé en territoire wallon, le reste se trouvant en Flandre, aux Pays-Bas et en Allemagne.
Le choix de l'implantation reposera sur plusieurs critères. D'une part, la qualité du sol ; il faudra s'assurer que le site sélectionné présente les conditions géologiques appropriées. Les premiers tests suggèrent que notre sol est adapté. D'autre part, la qualité de l'écosystème qui accueillera le Télescope est essentielle. Or, si la candidature wallonne est retenue, le Télescope Einstein sera situé au cœur de l'une des régions les plus dynamiques d'Europe en matière de recherche, l'Euregio Meuse-Rhin.
DES PROJETS DE RECHERCHE ALLANT DE L’EXPLORATION A l’EXPLOITATION.
Pionnière dans le projet, la Wallonie a déjà cofinancé deux initiatives via le programme Interreg : ET2SMEs et E-TEST, qui ont pris fin en 2023. Le premier projet visait à favoriser la valorisation des recherches auprès des PME, tandis que le second portait sur l’étude géologique des sols de la région ainsi que sur le développement d’un prototype de miroir cryogénique.
Cependant, pour garantir l'accueil du Télescope Einstein, notre Région ne peut se contenter de ses succès passés. C'est pourquoi un financement de 10 millions € a été mobilisé pour soutenir de nouveaux projets de recherche. Ces projets prolongeront les travaux réalisés dans le cadre d'Interreg tout en explorant de nouvelles pistes pour renforcer l'écosystème wallon des ondes gravitationnelles et préparer au mieux nos acteurs à l'accueil potentiel du Télescope Einstein.
Ce financement permettra de lancer quatre projets de recherche : ETGEO, ETOPT, CRISTAL et ETLOG, qui couvriront l'ensemble du cycle de vie du Télescope, allant de l'exploration du sol pour identifier le meilleur site jusqu'à l'exploitation finale des données produites par le Télescope.
- ETGEO
Le Télescope Einstein sera composé de trois tunnels de 10 km de long, reliés en un triangle équilatéral et creusés à une profondeur de 250 mètres.
Avant de commencer la construction de ces trois tunnels, il est nécessaire de déterminer leur emplacement idéal en étudiant le sous-sol à l'aide de forages effectués à des endroits stratégiques. Certains de ces forages ont déjà été réalisés dans le cadre du projet E-TEST.
Le projet ETGEO poursuivra les études entreprises dans le cadre de E-TEST en développant des méthodes hydrogéophysiques et en réalisant des mesures pour caractériser le site de l'Euregio Meuse-Rhin. L'objectif est de quantifier des aspects clés du sous-sol qui influencent la performance du Télescope Einstein. Plus spéficiquement, ETGEO se concentrera sur le développement de l'imagerie par tomographie de résistivité électrique à grande profondeur (> 250 m), la caractérisation et la modélisation hydrogéologiques à l'échelle régionale (environ 400 km²) et locale (environ 10 km²), ainsi que l'étude de l'impact de la géologie sur le bruit newtonien découlant du champ sismique.
Ce projet sera mené en partenariat avec le Projet de Bureau ET-EMR, qui est l'organe de gestion opérationnelle de la candidature EMR.
- ETOPT
Une fois le triangle creusé, trois interféromètres y seront installés. Ces instruments permettent de détecter les ondes gravitationnelles en mesurant les variations subtiles de l'espace-temps. Chaque interféromètre se compose d'un émetteur-récepteur laser à l'une des extrémités du triangle et de deux miroirs situés aux deux autres extrémités.
Dans le Télescope Einstein, ce dispositif est répété trois fois, avec un émetteur-récepteur à chaque extrémité du triangle. Chaque émetteur envoie deux faisceaux laser vers les miroirs, qui les réfléchissent vers le récepteur. En comparant les temps de trajet des signaux réfléchis, les scientifiques peuvent déterminer si l'espace a été traversé et déformé par une onde gravitationnelle.
Cependant, étant donné l'impact infime des ondes gravitationnelles, de l'ordre d'un centième de la taille d'un atome, les instruments, en particulier les lasers et les miroirs, doivent être extrêmement précis.
Pour atteindre ce niveau de précision, le projet ETOPT vise à développer un démonstrateur de laboratoire dédié à la recherche et au développement de solutions laser et optiques innovantes pour le Télescope Einstein. Ces solutions devront être optiquement et mécaniquement ultra-stables et capables de fonctionner dans des conditions cryogéniques.
- CRISTAL
Pour assurer la précision des mesures, les miroirs doivent être protégés de toutes les vibrations autres que celles provoquées par les ondes gravitationnelles. C'est pour cette raison que le projet E-TEST visait à développer un prototype de miroir cryogénique suspendu. Au début de l’année 2024, ce prototype, développé à Liège et unique au monde, a passé une série de tests démontrant sa capacité à être refroidi jusqu'à une température de 22 Kelvin.
Le projet CRISTAL s'appuiera sur ce prototype pour créer le laboratoire CRyogenics & Inertial STAbility Lab. Ce laboratoire de type "Living Lab" sera dédié aux entreprises et aux chercheurs, offrant un environnement cryogénique grandeur nature pour valider des technologies de pointe liées au Télescope Einstein.
- ETLOG
Le Télescope Einstein générera une quantité massive de données en mesurant près d'un millier d'ondes gravitationnelles par jour, comparé à une centaine de mesures par an pour les détecteurs actuels. Le développement de logiciels performants pour traiter ces données sera donc indispensable.
L'objectif du projet ETLOG est de développer des logiciels de haute technologie et d'établir une infrastructure de calcul robuste en préparation de la mise en service du Télescope Einstein. Plusieurs domaines clés de développement logiciel cruciaux pour le succès du projet ont été identifiés, et les chercheurs de la Fédération Wallonie-Bruxelles, forts de leur expertise, pourront les aborder. Parmi ces domaines, citons le contrôle et l'évaluation du bruit newtonien, le calcul précis des formes d'onde et la séparation des signaux simultanés d'ondes gravitationnelles.