L’accélérateur NanoTerasu cherche à changer la donne pour la technologie japonaise
Surnommée « microscope géant », une installation de nouvelle génération capable d'analyser les particules jusque dans les moindres détails, ouvrant potentiellement la voie aux progrès des sciences des matériaux et du développement de médicaments, a commencé ses opérations en avril sur un campus de l'université de Tohoku à Sendai, dans le nord-est du Japon.
Bénéficiant d'une technologie de pointe, NanoTerasu, construit via un partenariat régional public-privé, utilise le rayonnement synchrotron dans lequel des ondes électromagnétiques telles que les rayons X sont générées par un accélérateur d'électrons.
Étant donné que l’installation permet aux scientifiques d’observer des matériaux à l’échelle du nanomètre, soit un milliardième de mètre, on s’attend beaucoup à ce qu’elle stimule l’innovation pour diverses applications du développement industriel, notamment pour le maintien des normes de qualité alimentaire.
« Nous créons des résultats de pointe qui augmenteront la compétitivité du Japon », a déclaré Masataka Kado, porte-parole des relations publiques de NanoTerasu, qui a également participé au développement de l'installation, après son entrée en service le 1er avril.
Cette installation massive dispose d'un accélérateur linéaire de 110 mètres de long et d'un accélérateur circulaire d'une circonférence d'environ 350 mètres, avec un coût de construction total d'environ 38 milliards de yens (243 millions de dollars).
L'installation peut accélérer les électrons jusqu'à une vitesse proche de celle de la lumière et émet un rayonnement synchrotron sous l'influence d'un champ magnétique, le processus impliquant une lumière hautement concentrée un milliard de fois plus intense que la lumière du soleil. Il traite principalement les rayons X mous, c'est-à-dire les rayons X de longueurs d'onde plus longues.
Entre autres institutions, les Instituts nationaux des sciences et technologies quantiques et radiologiques et le Photon Science Innovation Center sont impliqués dans la gestion de l'installation.
NanoTerasu peut observer des phénomènes à l'échelle nanométrique qui peuvent fournir à l'industrie des informations cruciales, donnant aux entreprises un avantage sur leurs concurrents en termes de compétitivité des produits.
Par exemple, l’installation peut analyser le comportement des électrons dans les matériaux pour mieux comprendre les éléments chimiques présents dans les pneus en caoutchouc usagés afin de voir comment la détérioration les affecte à l’échelle nanométrique, ou visualiser les fonctions des protéines dans les médicaments pour évaluer leur efficacité.
Ce sont ces types d’idées qui ont inspiré le nom de l’établissement. « Terasu » est le terme japonais pour mettre en lumière quelque chose.
Pendant de nombreuses années au Japon, l'installation de rayonnement synchrotron SPring-8 à Sayo, dans la préfecture de Hyogo, qui utilise des rayons X durs pour analyser la structure des matériaux, a été l'installation dominante.
Mais selon le ministère de l'Éducation, de la Culture, des Sports, de la Science et de la Technologie, ces dernières années, l'accent a également été mis sur l'analyse de l'état et de la fonction des matériaux à l'aide de rayons X mous.
Certaines installations ont vu le jour en Europe et aux États-Unis, qui sont 100 fois plus efficaces que celles du Japon. NanoTerasu est l'innovation d'études menées par le ministère et lancées en 2014 pour inverser l'écart de performance.
Étant à l’avant-garde de la technologie, le gouvernement s’efforce de réduire les obstacles à son utilisation. Sendai, qui a obtenu le droit d'utiliser l'installation NanoTerasu pendant 2 000 heures par an, a préparé un système qui permet aux entreprises opérant localement de l'utiliser moyennant un tarif d'environ 40 000 yens de l'heure.
La préfecture de Miyagi, qui a contribué aux coûts de développement, soutient le projet en proposant des réductions et des exemptions de frais. Sendai est la capitale de la préfecture.
Pour démontrer l'utilité des installations de rayonnement synchrotron, le gouvernement préfectoral a organisé une réunion en mars, avant le lancement du NanoTerasu, pour rendre compte des résultats des entreprises qui ont utilisé avec succès les installations existantes.
Iris Ohyama Inc., basée à Sendai et connue comme leader du marché des appareils électroménagers innovants, a rendu compte après que des entreprises du secteur privé ont rejoint les opérations de test de l'installation en mars sur la façon dont la qualité du thon change lorsqu'il décongèle.
L'entreprise a pu examiner comment l'humidité dégagée par la décongélation peut altérer le goût du poisson à l'échelle nanométrique. « Si nous pouvons comprendre le mécanisme (du changement de qualité), nous pouvons avoir confiance dans le développement de nos produits », a déclaré un responsable de l'entreprise.
La maire de Sendai, Kazuko Kori, a déclaré qu'elle espérait que la nouvelle installation servirait de « catalyseur pour le développement industriel local ».
La Fédération économique régionale du Tohoku estime qu'au cours de la prochaine décennie, l'impact économique de l'exploitation de NanoTerasu s'élèvera à 1 900 milliards de yens.
Un responsable de la ville de Sendai a déclaré : « Nous aimerions faire connaître au public l'importance de cette installation afin qu'elle ne devienne pas un éléphant blanc. »
