All That Glitters Is Not Gold

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Le groupe du laboratoire de traitement des surfaces.
De gauche à droite, J. Carosone, M. Malabaila, J-P. Malivert (devant), M. Thiebert, et A. Lasserre (à l'arrière).

Vendredi dernier, en matinée : livraison au bâtiment 102 d'un équipement en acier inoxydable destiné au LHC. Lundi après-midi : même bâtiment, même équipement ou presque, à une petite différence près par rapport au vendredi... l'or a remplacé l'acier. Que ceux qui y voient un tour d'alchimie sorti du Moyen Âge ne se fient pas aux apparences. En fait de sorcellerie, de la chimie et beaucoup de rigueur. Dans le rôle des magiciens, une équipe d'individus talentueux : le groupe du laboratoire de traitement des surfaces du CERN.
Le cuivre, l'argent et l'or sont extrêmement importants pour les projets en physique des particules car ce sont d'excellents conducteurs d'électricité qui n'offrent que très peu de résistance. Malheureusement, ce sont aussi des métaux onéreux et il est souvent impossible de les utiliser en grande quantité. Alors, au lieu de construire des équipements en or, on a fréquemment recours à de l'acier ou de l'aluminium que l'on recouvre d'or, d'argent, de cuivre, de nickel ou de tout autre métal, selon les besoins.
Le laboratoire de traitement des surfaces recouvre des métaux ordinaires avec des métaux plus rares grâce à un processus dit de galvanoplastie. Cette opération consiste à immerger l'équipement en métal ordinaire (de l'acier par exemple) dans une solution dans laquelle le métal rare souhaité (l'or) a été dissous. Un courant électrique traverse ensuite la solution jusqu'au métal ordinaire. Les minuscules particules de métal rare suivent le courant et adhèrent au métal ordinaire lorsqu'elles arrivent à son contact. Le plaquage se produit alors. Un procédé somme toute relativement simple mais potentiellement dangereux.
Les métaux utilisés dans le laboratoire ne se dissolvent pas dans des solutions ordinaires. Le nickel et le cuivre doivent être dissous dans des cuves d'acier, l'or et l'argent dans des cuves de cyanure. Un endroit assurément pas fait pour les enfants ! Malgré le danger apparent, tout est fait pour garantir la sécurité du laboratoire. Respirateurs, lunettes et gants sont omniprésents. Les systèmes de ventilation évacuent les fumées des produits chimiques dès qu'elles quittent la surface des cuves et, surtout, l'acide et le cyanure sont tenus à l'écart l'un de l'autre (s'ils se mélangent, ils déclenchent une réaction chimique mortelle, comme chacun sait).
Mais la galvanoplastie n'est pas l'unique activité du laboratoire de traitement des surfaces. Ce dernier purifie également les surfaces de divers métaux grâce à des procédés comme le décapage, le dégraissage chimique et même la projection de billes de verre ! Le décapage consiste à immerger un métal dans une solution à forte concentration d'acide et à laisser l'acide nettoyer les impuretés présentes en surface. Le dégraissage chimique utilise les ondes ultrasons et des nettoyants liquides pour dissoudre les huiles. Comme son nom l'indique, la projection de billes de verre consiste à projeter de minuscules billes de verre sur une surface pour la nettoyer (un peu comme le sablage). Dans la zone où sont traités des équipements de grande taille (notamment de grandes cavités), on utilise de l'eau haute pression (100 bars, soit la même pression que l'on aurait au pied d'une cascade de 1000 mètres si l'eau n'était pas ralentie du fait de la résistance de l'air).
Pour le lavage, le dégraissage, le décapage et la galvanisation... n'allez pas chercher plus loin. C'est au laboratoire de traitement des surfaces que cela se passe !