VULGARISATION SCIENTIFIQUE

GRAND PUBLIC

La douce musique des particules …

Le Muoscope

Le Muoscope est un détecteur de muons entièrement réalisé au laboratoire à partir d’éléments de détection d’un ancien détecteur (TONNERRE). Il a obtenu le prix « Têtes Chercheuses » Schlumberger lors de l’édition 2015. La particularité de ce dispositif est d’avoir été développé dans l’optique de servir d’atelier de Travaux Pratiques pour le cursus de Master en option Physique Nucléaire à l’Université de Caen. Dans ce cadre, on peut ainsi considérer le Muoscope comme un outil de valorisation des connaissances mis au service de l’enseignement en Master.

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Le Muoscope a été le lauréat du Prix Musée Schlumberger en 2015. Ce projet porté par Arnaud Chapon (LPC Caen) et Jean-Charles Thomas (GANIL), nous rappelle que nous sommes tous des poussières d’étoiles.

Le projet Muoscope représente en réalité 2 projets. D’un côté, une roue cosmique destinée aux démonstrations pour le grand public. De l’autre, des cosmodétecteurs et une plateforme web dédiés aux publics scolaires. Le Muoscope permet de faire le lien entre le rayonnement cosmique et sa mesure par des détecteurs.

Les muons sont des objets très intéressants sur le plan scientifique. Ils font partie des quelques particules élémentaires à partir desquelles l’Univers s’est constitué. Ce sont également les seules particules d’origine cosmique détectables au niveau du sol.

Il existe dans l’Univers des objets qui produisent et accélèrent des particules très énergétiques. Leur interaction avec l’atmosphère terrestre produit les muons. La recherche sur les muons doit permettre d’identifier les sources capables de produire des particules à des énergies si colossales que l’on est incapable de les reproduire sur Terre, même avec des accélérateurs tels que le LHC. S’agit-il de trous noirs, de collisions d’étoiles, … ? La recherche sur le rayonnement cosmique est d’ailleurs l’une des raisons de la création du LPC…

La roue cosmique nous permet de faire ce lien avec les recherches effectuées en Basse-Normandie depuis de nombreuses années. Ce dispositif a été construit à partir d’éléments du détecteur “Tonnerre” qui a été conçu au LPC puis utilisé au GANIL et au CERN

Grâce au financement de La Fondation Musée Schlumberger, cet outil de vulgarisation scientifique est aussi utilisé en travaux pratiques (TP) avec les étudiants de Master à l’Université et renouvelle ainsi les pratiques d’enseignement. Cette bourse nous a permis de fabriquer 2 cosmodétecteurs sur le modèle de ceux développés par le CPPM pour le projet “Cosmos à l’école”.

L’ART ET LA SCIENCE …

Les artistes, Amélie Delaunay et Yann Fontbonne ont été associés au projet pour y ajouter une dimension artistique. Cela rend le dispositif plus attractif, plus accessible et plus étonnant grâce au dessin et au son. Dès les premières étapes nous avons pu appréhender d’emblée le projet de manière non-scientifique.

Cosmodétecteur IN2P3
Cosmodétecteur IN2P3

COSMOS à l’école

Ce projet propose chaque année à une trentaine d’établissements scolaires de disposer d’un détecteur pour réaliser des mesures de rayonnement cosmique et de bénéficier de l’accompagnement d’un chercheur. C’est un projet très intéressant qui ne parvient pas à répondre à toutes les demandes des enseignants. On aimerait donc pouvoir contribuer à augmenter la capacité de réponse de ce dispositif, notamment en région. La plateforme web devrait y contribuer en permettant un suivi continu des projets et l’organisation de rendez-vous plus réguliers par visioconférence, par exemple.

Le réseau “Cosmos à l’école” comprend 30 cosmodétecteurs en circulation dans les établissements scolaires ; 20 sont également installés de façon permanente au Pic du Midi. Cela fait un réseau assez conséquent mais, à l’exception de quelques évènements ponctuels, chaque machine est utilisée de façon isolée.

La plateforme web que l’on développe proposera des outils d’analyse et d’échange qui permettront aux élèves de partager et de discuter leurs résultats. Permettre à un professeur de discuter avec un autre au bout de la France, c’est quelque chose de nouveau. La collaboration est une dimension très importante du métier de chercheur. Ils passent une grande partie de leur temps à échanger avec leurs collègues pour comprendre ce qu’ils voient et mettre en place de nouvelles expériences. Cette idée est inspirée par les Masterclass du CERN. Le principe de ce dispositif est justement de proposer un contenu commun à plusieurs classes afin qu’ils travaillent ensemble. Avec la dimension supplémentaire que ces Masterclass se déroulent sur une journée alors que notre dispositif sera déployé sur plusieurs mois.

Certains résultats ne peuvent être obtenus que par cette mise en réseau. Cela permet de croiser les mesures et de mettre en évidence des corrélations à grande échelle. C’est de cette façon que fonctionnent les grands instruments de recherche fondamentale comme le détecteur de Auger. Avec ce réseau de cosmodétecteurs répartis sur le territoire, on donne aux élèves les mêmes outils que les chercheurs.

C’est un projet qui va se développer sur plusieurs années, surtout sa composante web. Cette “Communauté du muon” va se lancer avec 2 ou 3 utilisateurs mais, évidemment, notre intérêt est qu’elle se développe jusqu’à, peut-être, devenir autonome et être gérée par ses membres.

Le Muoscope
Le Muoscope

LE PRIX MUSÉE SCHLUMBERGER

En 2015, le Grand accélérateur national d’ions lourds (GANIL) et le Laboratoire de physique corpusculaire (LPC) ont choisi de présenter un projet réalisé en commun : le Muoscope. Le prix Musée Schlumberger a permis de concevoir un appareil capable de mesurer le rayonnement cosmique. Il a été utilisé lors de la Fête de la Science et mis à la disposition d’enseignants du secondaire. Une plateforme d’échanges et un travail artistique complètent le projet.

Fondation Schlumberger : une famille, un musée, un prix

Le concours « Têtes chercheuses » est organisé en partenariat avec Relais d'Sciences. Ouvert à toutes les équipes scientifiques et/ou techniques de Basse-Normandie, ce concours vise à encourager les démarches innovantes en matière de médiation scientifique. Il décerne le Prix Musée Schlumberger, doté de 10 000 euros par la Fondation Musée Schlumberger, et permet la réalisation d'un projet illustrant une problématique de recherche ainsi que l'amorce d'un dialogue avec le public. Le projet lauréat est présenté chaque année lors de la Fête de la Science avant d'être diffusé au plan régional et national.

Prix Musée Schlumberger. Concours Têtes chercheuses. Billotron (2010), Muoscope (2015).
Prix Musée Schlumberger. Concours Têtes chercheuses. Billotron (2010), Muoscope (2015).
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