DOCUMENT ANNEXE : Réponse point par point de Paul Clavin aux commentaires d’Yves Petroff dans sa note du 16/07/99

 

M. Y. Petroff déclare que la solution européenne ne coûtera pas moins cher que SOLEIL.

Il commet plusieurs erreurs, qui surévaluent de plus d’un milliard les dépenses de 20 ans à la charge du BCRD.

Participation à la machine franco-britannique

- Il rajoute 240 MF d’investissement car il considère que les 350 MF cités dans mon rapport ne sont que la participation française à la construction de l’anneau central. Ce n’est pas le cas, la construction et l’équipement initial des lignes et du labo français sont inclus.

- Il évalue les frais d’exploitation à notre charge pendant les 20 premières années sur la base d’un plein régime d’utilisation pendant la totalité des 20 ans. Ce qui fait 20x100 MF = 2 milliards. Sur les 20 premières années après le début de la construction, ce chiffre surévalue le coût de 600 à 800 MF. Notons, à titre de comparaison, que 2 milliards représentent plus de 55% du coût cumulé de tous les salaires, du fonctionnement et de l’équipement récurrent des 20 premières années de SOLEIL ou de DIAMOND. En prenant comme référence le dossier d’Yves Farge sur SOLEIL, voir le tableau 4 de son dossier, le fonctionnement à plein régime n’est atteint qu’au bout de la 8ème année après 4 ans de fonctionnement à mi-régime, les 4 premières étant blanches pour l’utilisation scientifique. Notons qu’Yves Farge avait prévu l’arrêt du LURE à la fin des 2 premières années et donc un creux de 2 années vides d’activité expérimentale.

Dépenses supplémentaires

- Considérant que les 1ères expériences sur DIAMOND ne commenceront pas avant 7 ans, il rajoute 504 MF pour prolonger la vie de LURE de 4 ans. S’agissant d’une comparaison à 20 ans, il y a là une incohérence flagrante avec le fait d’avoir compté 20 ans d’exploitation à pleine charge sur la nouvelle machine. Un éventuel retard du début de la construction par rapport à SOLEIL est simplement un décalage d’origine dans le temps.

Critique de la comparaison USA-Europe

Le financement du DoE pour le rayonnement synchrotron 1997, 1998 et les prévisions 1999 sont facilement accessibles page 51 du numéro de Physics Today d’Avril 1998. La discussion du rapport Birgeneau est présentée pp 377-378 du volume 278 de la revue Science 17/10/97.

Voilà en italique ce qui est écrit dans mon rapport

-D) Situation internationale

Cette situation a fait l’objet de présentations antérieures /2//6/. Le tableau ci-dessous résume la situation en Europe et aux US, sur la base de données fournies récemment par Yves Petroff.

. . . . .

-iv) Etats Unis

Parmi les machines en fonctionnement aux USA, le DoE n’en finance que 4 :

SSRL, 3 GeV, 2G à Stanford

NSLS, O.8 GeV, 2G (mis en service en 1980) et 2.5 Gev, 2G (construit en 1986) à Brookhaven avec le soutien d’ investissements industriels

ALS, 1.9 GeV, 3G à Berkeley

APS, 7 GeV, 3G, grosse machine de 1100 m de circonférence, mise en service en 1996 à Argonne. Certains utilisateurs sont regroupés en CAT (Collaborating Access Team) associant universités et entreprises et prenant en charge les frais d’exploitation.

Le financement annuel total du DoE pour le rayonnement synchrotron /3//8/ est de

US $ 177 millions

auxquels s’ajoutent des contrats de la NSF et la contribution de la NIH qui, en 1999, se situera au niveau de US$ 20 millions /9/.

De manière générale, les universités et les entreprises participent aux frais d’exploitation des machines et/ou s’associent pour acheter des lignes de lumière.

Pour mémoire, le budget civil 1999 de R&D aux USA est de US $ 36.4 milliards et le militaire de US $ 40 milliards /8/. 3.8% du total est consacré aux TGE.

 

-v) Sources 3G. Comparaison USA-Europe

Il y a actuellement plus de postes d’expériences en fonctionnement sur des machines 3G en Europe (73) qu’aux US (61), mais là n’est pas l’élément le plus significatif. Il est plus instructif d’analyser séparément les potentiels dans les UV-X mous et les X-X durs.

UV - X mous

L’Allemagne avec BESSY II 1.9 GeV, l’Italie avec ELETTRA 1.9 GeV, la Suède avec MAX II 1.5 GeV se sont dotés récemment de sources 3G dans les UV-X mous qui, comme l’ALS, 1.9 GeV à Berkeley, ne sont pas bien adaptées aux besoins prioritaires dans les X (voir § B-iii). Les conclusions de l’"advisory panel to DoE " publiées dans la revue Science /3/ qui classaient en dernière priorité le financement de l’ALS ($ 31.6 millions), sont révélatrices sur le sujet.

Par contre, ces équipements récents sont globalement suffisants pour satisfaire les besoins européens des 15 à 20 prochaines années en UV-X mous. Dans ce domaine, le potentiel européen en sources 3G est nettement supérieur à celui des USA, du moins sur le papier. Entre ELETTRA, BESSY II et MAX II l’Europe dispose d’un potentiel de 70 postes d’expérience dont 33 sur des éléments d’insertion contre 38 postes et 10 éléments d’insertion sur l’ALS aux USA.

X - X durs

Il n’existe que deux machines 3G en Europe adaptées aux besoins définis au § B iii): l’ESRF, 6 GeV à Grenoble, et le SLS, 2.4 GeV en construction en Suisse, cette dernière étant un peu limite en énergie. Aux USA, il n’en existe qu’une, très grosse, l’APS, 7 GeV à Argonne avec 70 postes dont 35 éléments d’insertion.

A son potentiel les USA vont bientôt rajouter 30 postes supplémentaires par un "upgrading" en 3G de deux machines 2G, SSRL, 3 GeV à Standford et NSLS, 2.5 GeV à Brookhaven (voir l’annonce dans Science /3/).

Avec l’ESRF et le SLS, l’Europe disposera dans le domaine prioritaire d’un potentiel de l’ordre de 65 postes d’expériences dont 35 lignes issues d’éléments d’insertion, tout à fait comparable à celui actuellement disponible sur l’APS aux USA.

Comme les USA, l’Europe doit prévoir l’augmentation de ce potentiel pour satisfaire les besoins prioritaires dans les X pour les 15 à 20 prochaines années.

 

La comparaison Etats Unis – Europe est résumée sur le tableau de mon rapport qui, aux actualisations près des données sur SLS et BESSY II, est celui qui m’a été transmis par télécopie le 11/12/98 par la Direction Générale de l’ESRF (Directeur M. Petroff) en complément des informations qu’Yves Farge m’avait adressées précédemment.

 

Les dépenses totales sur le rayonnement synchrotron aux Etats Unis ne sont pas faciles à évaluer à cause de la diversité des ressources financières. Contrairement au système européen, une part non négligeable du financement est fournie par les utilisateurs sur des crédits qui leur sont propres et dont l’origine est diverse, souvent en provenance de contrats passés avec des agences de moyens. Pour obtenir les dépenses totales, M. Petroff m’écrit dans une lettre qu’il m’a adressée le 6 novembre 1998, qu’il faut multiplier " mon chiffre " (les 177 M US$ du financement direct du DoE aux 4 principales machines) par un facteur entre 2 et 3. Il donne dans son texte du 16/07/99 une fourchette beaucoup plus basse entre 1,6 et 2(*). La réalité se situe vraisemblablement encore légèrement en dessous de sa borne inférieur.

D’après les données transmises le 11/12/98 par la Direction Générale de l’ESRF, l’opération d’ "upgrading en source de 3ème génération" de SSRL et NSLS devrait augmenter le potentiel de 30 postes d’expériences sur les sources de 3ème génération aux USA. Son coût était évalué en 0ctobre 1997 à 27 M US$ par an pendant 3 ans (Science, 278, p.377, 1997), soit un total de l’ordre de 500 MF. Ce financement avait été jugé à l’époque par le " Birgeneau panel " plus prioritaire que celui de l’exploitation de l’ALS. Depuis les choses ont évoluées: on estime aujourd’hui que l’utilisation de nouveaux " wiggler " (3 pour 4 M US$) permettra à l’ALS de délivrer des faisceaux de rayons X d’excellente qualité et bien adaptés pour les études prioritaires (cristallographie des protéines), voir SCIENCE, 285, p. 1345, 27/08/99.

Autres critiques

M. Petroff critique mes termes de " forte orientation industrielle " au sujet de la politique allemande. La source construite à Karlsruhe " sera adaptée tout particulièrement aux besoins de la coopération industrielle " écrit le Ministre Allemand et Yves Farges dit que cette source est " à priori dédiée à l’industrie ".

Il qualifie de ridicule les chiffres de 640 MF et de 250 MF que je cite comme coût de construction des machines SLS et ANKA. Ce dernier se trouve page 26 du " rapport du comité stratégique du projet SOLEIL ". Quant à celui de SLS il m’a été donné en Juin par les autorités suisses. Il est vérifiable sur le site web de SLS: " le 18 juin 1997 le parlement suisse a approuvé la construction de SLS avec un budget total de 159 CHF ".

En ce qui concerne la biologie structurale mon rapport a pris en compte ce que Jean-Marc Lhoste, Dino Moras et Michel van der Rest écrivent dans le rapport du 3/12/98 que je leur avais demandé : " La question de fond qu’il faut alors se poser est de savoir si le nombre actuel d’utilisateurs correspond aux besoins français dans ce domaine pour l’après-génome. La comparaison de la situation française avec d’autres pays ayant un développement comparable montre une faiblesse importante de la France (55% des structures de macromolécules sont résolues aux US, 13% au Royaume Uni et 7% en France) . Pour tenir sa place dans la course de l’après-génome, la France devrait donc au moins doubler ses efforts en Biologie Structurale et ce, de préférence, par une banalisation de ces techniques dans des laboratoires de biologie ". Je ne porte aucun jugement de valeur sur la qualité de cette petite communauté qui bénéficie d’une excellente réputation.

 

D’après un récent rapport du DoE, le pourcentage des utilisateurs de rayonnement synchrotron pour la biologie est passée de 5% en 1990 à pratiquement 33% en 1997. En ce qui concerne la cristallographie des protéines, la croissance est encore plus forte, le pourcentage du nombre de protéines résolues par diffraction des rayons X est passé de 16% à 40% en 5 années (SCIENCE, 285, p. 650, 30/07/99). Les recommandations de l’ " European Science Fondation " du 25/08/98 vont aussi dans ce sens.

Quant aux études des propriétés électroniques et magnétiques de la matière (UV-X mous), le rapport Birgeneau note " important scientific issues which require UV radiation have decreased in number since 1984 compared to those which require hard X-rays ". J’écris, en suivant un rapport prospectif britannique, que les besoins de rayonnement synchrotron en UV-Xmous ne devraient plus représenter au cours des 20 ans à venir qu’un volume de 20% du total. Yves Farge a une position un peu plus en retrait, il évalue le besoin à 65% dans les rayons X. Quelle est la situation actuelle et n’y a-t-il pas une évolution à prévoir aussi en France ?

Sans polémiquer, il faut noter qu’en développant 3 machines de moins de 2 GeV, les investissements nationaux en Europe visaient, à priori, à mieux satisfaire les besoins dans les UV-X mous que dans les X-X durs. Cependant le développement actuel des " wiggler " permet de corriger le tir en adaptant ces machines aux besoins prioritaires, comme c’est le cas pour l’ALS de Berkeley (SCIENCE, 285, p. 1344 27/08/99).

Enfin, pour modérer les propos de M. Petroff sur les apports du rayonnement synchrotron à la supraconductivité à haute température, disons simplement que le rayonnement synchrotron est un outil parmi bien d’autres sur ce sujet particulièrement difficile.

 

 

Fait à Marseille le 14 Septembre 1999

 

 

Paul Clavin

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(* ) correction du 15/09/99