Le télescope Einstein: le rêve concret de l’Euregio Meuse-Rhin
Les trois bras du télescope Einstein pourraient s’étendre jusque dans la région de la Voer, du Limbourg méridional et de la Rhénanie-du-Nord-Westphalie. Cette région frontalière est en lice pour recevoir le meilleur appareil de détection avancé du monde servant à mesurer les ondes gravitationnelles. Le Discovery Museum dans la commune néerlandaise de Kerkrade prépare déjà les jeunes pour ce projet européen prestigieux. «Nous préparons les spécialistes à utiliser le télescope dont la construction sera finie dans dix ans».
Dieu dit: «Que la lumière soit! Et la lumière fut». Ce verset de la Genèse est connu de tous, quel que soit la traduction de la bible. Dans l’Ancien Testament, ces mots procèdent à la création du monde, de la vie, de tout. Avant même d’en avoir la preuve, les scientifiques étaient cependant convaincus qu’il existait quelque chose d’autre avant ce moment. Ce que les croyants appellent le Tout-Puissant et qu’Aristote désignait comme le Premier Moteur est, selon la science, un Big Bang qui a été suivi d’un jeu complexe de gravité et d’ondes électromagnétiques.
Vers 1600, Galilée avait déjà avancé des idées qui ont abouti, en 1905, à la théorie de la relativité d’Albert Einstein. Onze ans plus tard, Einstein formule une hypothèse sur l’existence de trous noirs et d’étoiles à neutrons qui tournent les uns autour des autres avant d’entrer en collision, ce qui étire et contracte l’espace. Il aura fallu près d’un siècle avant qu’une preuve confirme cette théorie. En 2015, l’Observatoire d’ondes gravitationnelles par interférométrie laser (LIGO), situé en Louisiane, a bel et bien réussi à mesurer les ondes gravitationnelles. Ce jour-là, plusieurs physiciens ont vécu un moment inoubliable qui leur a donné la chair de poule. Pour la première fois dans l’histoire de l’humanité, nous avons observé l’univers avant même que n’apparaisse la lumière.
Les élèves font des expériences à l'Einstein Telescope Education Centre (ETEC)© ETEC
Seul un télescope hors norme rend possible une telle avancée. Les États-Unis ont longtemps eu le monopole dans ce domaine, mais au début du XXIe siècle, un concurrent européen est entré en jeu: le détecteur Virgo situé près de Pise en Italie. Cependant, ce détecteur d’ondes gravitationnelles de deuxième génération reste encore trop sensible au «bruit sismique», des mouvements minimes du sol qui pourraient perturber les mesures. C’est pourquoi une troisième génération est en train de voir le jour: le télescope Einstein. Et il y a de grandes chances qu’il soit construit dans la région entre la Meuse et le Rhin.
Trois bras
Le télescope Einstein est un projet de l’Union européenne auquel plusieurs pays contribuent par leur expertise ou par leur soutien financier. Cependant, dans l’Euregio Meuse-Rhin, son caractère international prendrait une forme concrète. Les trois bras souterrains du télescope, des passages parfaitement rectilignes de dix kilomètres de long qui sont équipés de miroirs, s’étenderaient sur une zone de la région belge de la Voer, du Limbourg méridional à la Rhénanie-du-Nord-Westphalie.
La construction du télescope Einstein dans l’Euregio n’est pas encore gagnée. En effet, deux autres candidats sont encore en lice et la décision finale concernant l’emplacement du télescope sera prise plus tard cette année. Un concurrent de dernière minute est la Lusace (Lausitz), région de Saxe en Allemagne, qui s’est manifestée si tardivement qu’il n’y a encore aucun site internet officiel. En revanche, en Sardaigne, l’équipe s’occupe des préparatifs depuis longtemps: les membres s’emploient à adapter le complexe minier de Sos Enattos pour l’arrivée du télescope, sous l’élan du physicien et lauréat du prix Nobel Giorgio Parisi.
Hans Gubbels (directeur du Discovery Museum): En tant que musée scientifique, nous suivons évidemment de près les avancées de la région et nous avons su déjà très tôt que nous voulions utiliser le télescope Einstein
«En tant que musée scientifique, nous suivons évidemment de près les avancées de la région et nous avons su déjà très tôt que nous voulions utiliser le télescope Einstein», explique Hans Gubbels, le directeur du Discovery Museum de Kerkrade. L’année dernière, le musée a inauguré le Einstein Telescope Education Centre (ETEC). C’est un pari risqué, parce que l’Euregio pourrait ne pas obtenir ce prestigieux projet.
C’est pourquoi un programme éducatif destiné à un groupe restreint a été choisi: les élèves de 4e année du HAVO (équivalent de l’enseignement secondaire technique en Wallonie) et des classes supérieures du VWO (équivalent de l’enseignement secondaire général) qui suivent le module optionnel sur la théorie de la relativité. «Ce module n’est pas très populaire en raison de son caractère abstrait et les enseignants manquent souvent de connaissances dans ce domaine», admet Gubbels. «En travaillant avec un groupe de la province du Limbourg, nous préparons les spécialistes à utiliser le télescope lorsque sa construction sera finie dans dix ans. Même si le télescope passe sous le nez de la province, ce sera toujours un atout pour l’enseignement technique.»
Pour l’ETEC, Hans Gubbels s’est inspiré de l’accélérateur de particules du CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire) situé à Genève. «Le but est de présenter du matériel complexe de manière accessible à tous». À l’entrée du Discovery Museum, qui abritait entre 2015 et 2021 le Cube Design Museum, les physiciens en devenir sont accueillis par un film introductif. Celui-ci est suivi d’un cours donné par Gideon Koekoek, professeur de physique charismatique de l’université de Maastricht. Dans ses vidéos YouTube, il explique de façon dynamique la raison pour laquelle une balle de ping-pong tombe aussi vite qu’une balle de bowling cent fois plus lourde. Le professeur ne pouvant être à deux endroits en même temps, «un fantôme de Pepper», une sorte d’hologramme, a été mis en place et le personnel du musée se charge de donner les informations complémentaires.
Gideon Koekoek, sous forme de «fantôme de Pepper», en pleine leçon à l’ETEC© ETEC
Après avoir reçu les informations, les élèves sont répartis dans quatre groupes. Ils se penchent sur la question: de quoi a-t-on besoin pour construire le télescope Einstein? Les mots oscillations, géophysique, lasers et traitement de données fusent de toutes parts. Les deux premiers sujets sont surtout théoriques et les deux suivants font appel à la réflexion des participants. Hans Gubbels parle d’une goutte qui tombe dans l’Ijsselmeer pour décrire la nuance des mesures des ondes gravitationnelles. «La puissance de traitement de l’ordinateur est calculée à partir des expériences du CERN. Le World Wide Web, maintenant appelé Internet, existe en partie parce que l’accélérateur de particules générait une telle quantité de données que seul un réseau d’ordinateurs connectés pouvait la supporter.»
Une journée à l’Einstein Telescope Education Centre se termine par un compte rendu: les quatre groupes partagent leurs impressions et posent des questions. C’est à eux de décider de la forme que prendra ce compte rendu. Les élèves ont accès à un studio et peuvent choisir de se filmer, d’enregistrer un podcast ou, à l’ancienne, de créer une présentation ou une pièce de théâtre à montrer aux autres. Il est prouvé qu’il s’agit de la meilleure approche pour retenir les connaissances acquises.
Lors des différents ateliers, les élèves en apprennent plus sur la physique du télescope Einstein. À la fin de la journée, ils présentent leurs connaissances nouvellement acquises. © ETEC
Ce programme intensif et assez spécifique va complètement à l’encontre de ce que le musée propose habituellement et est réservé à un public exclusif, étant donné que l’ETEC sélectionne à peine mille élèves par an. Le programme du musée est d’ordinaire moins condensé en information et est destiné à un public le plus large possible. Néanmoins, le Discovery Museum a assez de partenaires pour maintenir ce programme atypique.
L’université de Maastricht, la province de Limbourg, le Dutch Black Hole Consortium (Nikhle: Consortium néerlandais des trous noirs de l’Institut national néerlandais de physique subatomique), l’Einstein Telescope Project, la fondation Physica, la fondation Mplooi et la commune de Kerkrade ont contribué aux coûts de développement qui s’élèvent à 700 000 euros pour trois ans d’exploitation.
De l’avance sur les concurrents
Outre la valeur éducative, les parties reconnaissent l’avantage d’un lieu physique où le futur projet est présenté de manière concrète, un peu comme une agence immobilière installée sur un nouveau chantier. Le musée des Sciences à Kerkrade est le choix évident où les partenaires internationaux peuvent se réunir. En novembre 2024, par exemple, le directeur général du musée, Hans Gubbels, y avait reçu les ministres de l’Éducation et de la Science d’Allemagne, de Belgique et des Pays-Bas pour une discussion sur le télescope au plus haut niveau.
Tout tourne bien évidemment autour de l’argent. En 2022, les Pays-Bas avaient déjà investi 42 millions d’euros et avaient sorti 870 millions du fonds d’investissement national pour la construction du télescope. Des engagements avaient également déjà été pris du côté de la Belgique. Le ministre flamand de l’Innovation, Jo Brouns, avait investi au total 8 millions d’euros dans la phase préliminaire et avait proposé 200 millions pour la réalisation concrète du projet lors du sommet à Kerkrade. Le gouvernement wallon avait également investi 10 millions. De plus, Gorça Türkeli-Dehmert, la ministre de la Culture et de la Science de Rhénanie-du-Nord-Westphalie, s’était engagée à investir 7,9 millions d’euros pour les tests de forage. Elle a également placé le projet sur la liste des priorités des grands projets d’infrastructure scientifique, ce qui constitue une condition préalable à une contribution plus grande pour le bâtiment final.
De cette manière, la coopération entre la Belgique, les Pays-Bas et l’Allemagne a déjà rassemblé environ un milliard d’euros. C’est bien plus que les Italiens qui ont reçu 350 millions d’euros de la part de leur gouvernement pour les études préliminaires. La réunion internationale des ministres qui s’est tenue à l’automne 2024 démontre aussi que les trois pays sont du même avis, même si la Rhénanie-du-Nord-Westphalie craint quelque peu que le gouvernement fédéral, situé à Berlin, préfère l’état fédéré de Saxe qui est plus proche.
Les élèves apprennent mais s’amusent aussi à l’ETEC. © ETEC
Cependant, l’argent n’est pas le seul critère de sélection pour le lieu. Les propriétés du sol sont également essentielles. La Sardaigne est réputée être une des régions géographiques les plus stables au monde. En revanche, dans l’Euregio, les couches superficielles molles situées au-dessus des tunnels à creuser servent d’amortisseurs.
En matière de réseau scientifique, l’option Meuse-Rhin est en tête de peloton. Les deux universités locales de Sardaigne ne sont pas nécessairement les meilleures du pays, encore moins de l’Europe alors que depuis la région frontalière Belgique-Pays-Bas-Allemagne, la région high-tech d’Eindhoven est à deux pas et les universités prestigieuses de Maastricht, Louvain, Aix-la-Chapelle et Delft ne sont pas loin non plus. À Maastricht, le projet pilote ETpathfinder prépare déjà ce qui, espérons-le, va arriver. Et à Liège, un prototype de miroir capable de résister à un refroidissement jusqu’à moins 251 degrés Celsius a déjà été construit et il est le premier de la sorte à l’échelle mondiale.
Cette intégration académique pourrait être décisive cette année. Si l’Euregio est choisie pour la construction du télescope Einstein, l’ETEC entrera ainsi dans une nouvelle phase. Un programme scolaire pour les élèves de l’enseignement professionnel préparatoire (l’équivalent du secondaire professionnel) est en cours d’élaboration, de même qu’une présentation destinée au grand public. Cette dernière sert surtout à informer et à susciter l’adhésion des habitants de la région.
Hans Gubbels: Nous voulons aussi renforcer la fierté. Le passé minier n’a pas été oublié et nous retournons sous terre
Ce projet titanesque aura des conséquences importantes sur la région. Trois tunnels de dix kilomètres de long devront être creusés. La quantité de terre à transporter n’est pas à prendre à la légère et provoquera sans aucun doute des inconvénients. Compte tenu des antécédents liés aux effondrements dans les anciennes zones minières et des tremblements de terre à Groningue, certains habitants du Limbourg méridional pourraient émettre des réserves quant aux travaux d’excavation à grande échelle menés à trois cents mètres de profondeur sous leurs maisons.
Hans Gubbels affirme : «Nous voulons aussi renforcer la fierté. Le passé minier n’a pas été oublié et nous retournons sous terre. La fermeture des mines a engendré la pauvreté, a provoqué le chômage, et Parkstad (région dans le sud-est du Limbourg néerlandais) est en déclin démographique. L’investissement de trois milliards d’euros que représente le télescope Einstein crée des emplois, attire des scientifiques et stimule l’activité économique, tout comme le CERN a donné naissance à un conglomérat d’entreprises qui s’occupent de domaines allant bien au-delà de la fonction initiale de l’accélérateur de particules.»
Le télescope Einstein touche un niveau encore plus fondamental. Sa construction ferait rapidement de l’Euregio Meuse-Rhin l’épicentre de la communauté internationale des physiciens. La région deviendrait le fer de lance de l’enrichissement des connaissances, l’endroit où l’on se rapprocherait du Big Bang plus que jamais.
Laisser un commentaire
Vous devez vous connecter pour publier un commentaire.