Installé sur le polygone scientifique de Grenoble depuis 1988, ce gigantesque anneau (320 m de diamètre) est l'un des trois plus importants synchrotrons actuellement en fonctionnement dans le monde. L’ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) emploie environ 600 personnes et accueille chaque année près de 7000 chercheurs venant des 18 pays. Les chercheurs utilisent le faisceau synchrotron (essentiellement des rayons X durs) dans des domaines aussi variés que la physique, la biologie, la géologie, la chimie, la médecine ou l’archéologie. Des industries viennent également l'utiliser pour développer leurs produits.

Agrandir les « lignes de lumière »

Une compétition d’architecte internationale a été lancée en 2008 pour effectuer des travaux de construction de plusieurs nouveaux bâtiments de l’ESRF, qui devraient être inaugurés en juin 2013. C’est l’entreprise GINGER Séchaud & Bossuyt, de Lyon, qui a été retenue comme maître d’œuvre pour les travaux. Le programme de construction comprend deux nouveaux halls d’expérience, avec une surface au sol de 4500 m², pour ces huit nouvelles stations expérimentales, ainsi qu’un bâtiment de trois étages, contigu aux nouveaux halls d’expérience, qui offrira 4000 m² de laboratoires et de bureaux. Enfin, un bâtiment « satellite » d’une très longue ligne de lumière sera construit à 300 mètres des nouvelles extensions. L'objectif principale de ces travaux est d'agrandir les « lignes de lumière », car l’augmentation de distance entre l’échantillon et la source offre un faisceau de meilleure qualité, plus uniforme.

La complexité des spécifications, de même que les contraintes budgétaires (le budget travaux est passé de 45 à 25 millions d'euros) et de planning, ont nécessité de longues phases de conception et d’appel d’offres. La conception de la dalle en béton des nouveaux halls d’expérience a nécessité un soin tout particulier. En effet, la stabilité thermique et vibrationnelle du sol est un paramètre clé pour que les « lignes de lumière » atteignent le niveau de performance souhaité, c’est-à-dire des faisceaux de rayons X de taille nanométrique. Si les vibrations du sol ont une amplitude de plusieurs micromètres, il sera impossible d’obtenir des faisceaux aussi fins.

Une dalle très spécifique

Afin d’optimiser les performances en termes de stabilité, les équipes de Ginger et de l'ERSF ont décidé que la dalle sera composée de plusieurs couches sur une épaisseur totale de 1 mètre, avec 6 couches successives, permettant de minimiser les retraits et les déformations. Le complexe type « radier » comprendra deux couches de grave‐ciment (compactée au rouleau) de 30cm et 25cm. Puis viendront une couche de 10cm de béton de propreté qui sera recouvert d'une couche de 2 à 3cm de couche bitumeuse (interface bitumineuse pour permettre un déplacement lors du séchage et limiter les contraintes mécaniques de retrait) et enfin 35 cm de béton renforcé à 110 kg/m3. La surface totale « radier » sera de 4 400 m². L’armature permet de garder un aspect monolithique à la dalle. Autre objectif très contraignant à atteindre est une stabilité thermique temporelle (+/- 0.5°C) avec 4 centrales de traitement d’air dédiées.

A noter aussi que la totalité des toits sont végétalisés (6000 m2 au total), les murs ont une isolation thermique renforcée et les matériaux ont été choisis essentiellement pour leurs qualités environnementales. Le bâtiment de trois étages pour les labos et bureaux sera accessible à tous, quel que soit leur handicap. Le programme scientifique de l’ESRF sera interrompu du 5 décembre 2011 au 19 avril 2012 pour permettre les travaux à lourd impact.

Bruno Poulard