Journées Accélérateurs 2025 de la SFP

7 oct. 2025, 18:00 → 10 oct. 2025, 14:00 Europe/Paris

Station Biologique de Roscoff

Les Journées Accélérateurs de la Société Française de Physique (SFP) sont organisées tous les deux ans par la division Accélérateurs de la SFP.

Les journées sont un moment privilégié pour rassembler l’ensemble de la communauté Accélérateurs française en un même lieu pour présenter l’état de l’art des accélérateurs.

Ces journées ne seraient possibles sans les support financiers du CNRS, CEA, CEA-DAM, IN2P3, ESRF, SOLEIL, P2I et de l'association PIGES.

Le site web de la division accélérateurs de la SFP est accessible à l'adresse: http://accelerateurs.sfpnet.fr/

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Cette conférence bénéficie d'une aide de l'État au titre de France 2030 (P2I-Graduate School Physique) portant la référence ANR-11-IDEX-0003.

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affiche_JA2025.png

PLAN-ACCES-Station biologique Roscoff.pdf

mar. 7 octobre

18:00 Accueil + Enregistrement

19:30 Diner

mer. 8 octobre

Officiel

1 Présentation de la SFP et des Journées Accélérateurs

Orateur: Marie LABAT (SOLEIL)

2 Actions de médiation scientifique avec des expériences autour des accélérateurs de particules

Une des missions de la SFP et de la division Accélérateurs de particules est d'encourager les vocations des jeunes générations et de diffuser nos connaissances scientifiques auprès du grand public. A cet effet, nous sommes plusieurs bénévoles de la communauté à participer à des actions de médiation dans des lieux publics, les écoles ou les collèges et lycées. Pour cela nous présentons et expliquons des expériences de nos laboratoires ou du musée Sciences ACO comme le générateur de Van de Graaff, le tube de Crooks, l'enceinte à vide, le train à lévitation magnétique ou les figures de Chladni.
Nous souhaitons par cette contribution faire découvrir nos actions et susciter parmi vous des vocations de médiateur scientifique.

Orateur: Anne-Sophie Chauchat (CEA)

Mercredi matin 1

3 GDR SCIPAC

Un Groupement De Recherche (GDR) dédié à la R&D sur les accélérateurs de particules menée en France a été lancé fin 2023. De contour national, SCIPAC (SCIences of Particule ACcelerators) a pour mission principale de mener l’animation scientifique de la discipline pour promouvoir l’activité de recherche sur les accélérateurs. Il vise également à encourager les jeunes dans notre communauté.

SCIPAC est structuré en 4 axes selon les types d’accélérateurs de la discipline (hadroniques, leptoniques, ions lourds et accélération laser plasma) qui sont complétés par des axes transverses pour le calcul et les diagnostics. Porté par le CNRS et dirigé par un comité de pilotage représentant les acteurs de la communauté nationale (CEA, CNRS, ESRF, SOLEIL).

Le bilan après 2 ans sera dressé, notamment sur les ateliers thématiques, journées annuelles et actions envers les jeunes.

Orateur: Maud BAYLAC (CNRS)

4 ICONE, projet de source de neutrons compacte

Le concept HiCANS (High Current Accelerator-driven Neutron Source) propose une nouvelle solution technique pour créer une source de neutrons adaptée aux techniques de diffusion neutronique. Il repose sur un accélérateur de faisceau de protons de forte intensité (50-100 mA), pulsé (0.4-2 ms) et de basse énergie (10-70 MeV).
Le projet ICONE (Injecteur de Neutrons Compacts et Intenses) s’inscrit dans cette démarche. Porté par le CEA et le CNRS, il vise à doter la France d’une source « accessible » à l’échelle d’un pays, et qui ne recourent ni à la construction de réacteurs nucléaires coûteux (type ILL), ni à la construction d’accélérateurs à très haute énergie (type ESS), dont il sera complémentaire.
L’Irfu, en charge de la conception de l’accélérateur, s’est appuyé sur l’expérience acquise dans des projets majeurs tels que ESS, SARAF, SPIRAL2, LINAC4 et IPHI. Ainsi, au cours des deux années de l’avant-projet détaillé (APD), ses équipes se sont attachées à concevoir un accélérateur conforme aux exigences du projet ICONE, tout en optimisant les coûts de développement et en réduisant significativement les risques liés à une telle infrastructure. Cette présentation expose les choix techniques qui ont été retenus et les performances attendues.

Orateur: M. Didier URIOT (CEA)

5 Impact d’un projet d’une nouvelle machine dans une installation multi-accélérateurs : Le cas particulier du nouvel accélérateur flash à l’Institut Curie-CPO

Lorsqu’un nouvel accélérateur est implanté sur un site qui en comprend déjà d’autres, sa préparation et sa mise en œuvre peuvent être facilitées à certains niveaux, mais elles peuvent aussi se révéler plus complexes sur d’autres plans.

L’institut Curie – CPO réalise actuellement les préparatifs en vue de l’installation d’un accélérateur de type VHEE de recherche en flash thérapie. Ce projet prend place dans une installation multi-accélérateurs et multi-usages. Nous essaierons d’identifier les particularités de cette situation:
- L’insertion architecturale et les périmètres d’implantation
- Les sources d’énergie, les réseaux de fluides et leurs interfaçages
- La cohabitation fonctionnelle avec les autres accélérateurs de l’installation
- Les opportunités et les impacts organisationnels et humains au sein du site

La plupart de ces problématiques sont bien connues et traitées dans les domaines de la construction immobilière ou de l’industrie. Les accélérateurs de particules amènent toutefois des singularités : la radioprotection et d’autres risques spécifiques, le mode hybride des usages (exploitation, exploration), la nature académique des institutions.

Orateur: Samuel Meyroneinc (Institut Curie)

6 État d’avancement et perspectives du projet PERLE

Dans le cadre du projet PERLE, on vise à concevoir puis construire dans la vallée d’Orsay un ERL (Energy Recovery Linac) innovant, opérant à un régime de puissance jamais atteint pour ce type d’accélérateur (5 MW). PERLE aura un courant de faisceau pouvant atteindre les 20 mA, accéléré sur 3 tours pour atteindre une énergie de 250 MeV, avant d’être décéléré dans la même machine sur un même nombre de tour, récupérant ainsi l’énergie du faisceau après utilisation pour accélérer les paquets d’électrons nouvellement injectés dans la machine. Si le concept de récupération d’énergie ait été déjà approuvé dans le passé, les paramètres faisceaux ambitieux de PERLE en font une installation ERL unique, puissant et compact, permettant d’étudier un large éventail de phénomènes et de valider des technologies liés à l’amélioration de l’efficacité des accélérateurs, ouvrant ainsi la voie aux ERL de plus grande envergure.

Par ailleurs, PERLE accueillera des expériences de physiques tel que l’étude de l’interaction électron-noyau (eN) avec des noyaux radioactifs ou encore la production de RX par diffusion Compton inverse.

Dans cette présentation, nous ferons un point sur l’état d’avancement du projet et sa stratégie de construction progressive pour atteindre les performances nominales.

Orateurs: Frederic Bouly (LPSC -CNRS), Raphaël Roux

10:10 Pause + installation posters

Mercredi matin 2

7 Projet SAGA au GANIL

Le Grand Accélérateur National d’Ions Lourds (GANIL) est une infrastructure de recherche de tout premier plan située à Caen, en Normandie. Le GANIL figure parmi les infrastructures de pointe en physique nucléaire et dans différents domaines multidisciplinaires.
Le projet SAGA vise à répondre au besoin croissant de faisceau de particules pour les essais sous radiations des composants et systèmes spatiaux. En effet, l’espace est un environnement agressif pour les satellites, notamment à cause des radiations. Ces radiations peuvent causer des dommages sur l’électronique embarquée pouvant aller jusqu’à la perte des satellites.
Les technologies évoluant vers une plus grande complexité, les faisceaux de haute énergie tels qu’ils peuvent être disponibles au GANIL sont indispensables pour la réalisation de ces essais.
Les cinq années du projet permettront la montée en puissance de la disponibilité des lignes d’irradiations, avec la mise en service de nouvelles stations expérimentales et de nouveaux outils de conduite de faisceau.
Le projet SAGA, en améliorant ces installations et en offrant des heures de faisceaux supplémentaires, permettra à la France de prendre le leadership européen sur les capacités d’irradiations pour le spatial.

Orateur: Eloïse Dessay (GANIL)

8 LE PROJET CYREN : RÉNOVATION DE L'INSTALLATION DES CYCLOTRONS DU GANIL

Depuis plus de 40 ans, le GANIL fournit des faisceaux stables (du carbone à l'uranium, de 60 keV/A à 95 MeV/A) à partir d'un ensemble de 4 cyclotrons et produit des faisceaux d'ions radioactifs de basse et haute énergie avec un cinquième cyclotron pour la recherche fondamentale, appliquée et industrielle.
Depuis 2010, en raison des projets de construction de SPIRAL2 et de mise en conformité suite au premier réexamen de sûreté, la maintenance et les rénovations des cyclotrons ont été réduites au strict minimum. Ceci a eu pour conséquence d'augmenter le taux de défaillance au fil des ans et les ressources humaines associées à la maintenance curative.
Le programme scientifique de haut niveau défini par les utilisateurs de l'installation demande au GANIL de garantir le fonctionnement de l'installation pour les 20 prochaines années ou plus. C'est pourquoi un ambitieux programme de rénovation, le projet CYREN, a été lancé en 2024.
Cette contribution présente l'état d'avancement de ce projet. Elle décrit les défis à relever, notamment en raison de la diversité des installations et de leurs équipements uniques. Le projet couvre les 5 cyclotrons, les lignes de faisceaux, les aires expérimentales associées, les infrastructures et les systèmes de sûreté, de sécurité et de radioprotection.

Orateur: Pascal ANGER (GANIL)

9 Optimisation par simulation du système d’extraction de la source d’ions ASTERICS

Dans le cadre du projet NEWGAIN, la source d’ions ECR ASTERICS, visant à délivrer un faisceau continu de 10 pμA de U³⁴⁺, est en cours de développement. Ce travail présente l’étude de simulation paramétrique du système de triode d’extraction d’ions d’ASTERICS, réalisée à l’aide de la bibliothèque C++ IBSimu, en se concentrant sur un faisceau d’argon (Ar).

Les simulations ont évalué l’impact de la température des électrons chauds s’échappant du plasma sur le facteur de compensation de charge d’espace, ainsi que son effet sur l’émittance du faisceau. Une exploration détaillée de l’espace des paramètres de potentiel des électrodes a été effectuée en faisant varier l’écartement entre celles-ci afin d’optimiser la qualité du faisceau Ar¹²⁺. Les conditions optimales minimisant l’émittance ont été identifiées pour un écartement de 50 mm, avec un potentiel de source de 20 kV et une électrode repousseuse d’électrons réglé à –4 kV.

Par ailleurs, des études paramétriques et optimisations ont été menées pour examiner l’influence de paramètres géométriques, tels que l’angle de l’électrode plasma, sa largeur et son rayon de courbure. Ces travaux montrent que les variations géométriques affectent de manière significative le focalisation du faisceau et son émittance.

Orateur: Quentin HARS (LPSC)

10 Source d'ion legers à fort courant au CEA SAclay

Au cours de la dernière décennie, le CEA Saclay a mené un programme de recherche et développement ambitieux sur les sources d’ions légers, visant à répondre aux besoins croissants en faisceaux intenses, stables et de haute qualité pour des applications en physique nucléaire, en neutronique, et en science des matériaux. En s’appuyant sur l’expérience acquise avec la source ECR SILHI, le CEA a développé la nouvelle génération de sources nommée ALISES, optimisées pour une faible émittance, une meilleure fiabilité et une maintenance facilitée. Parallèlement, des efforts significatifs ont été consacrés à l’adaptation de ces sources à des projets stratégiques tels que IFMIF, SPIRAL2 et les sources de neutrons compactes (CANS). Ces travaux ont permis d’atteindre des courants de protons et de deutons supérieurs à 100 mA à 95 keV avec une stabilité remarquable, tout en explorant de nouvelles architectures d’extraction multi-électrodes et de confinement plasma. Cette présentation vise à exposer un état de l’art des innovations récentes et prometteuses que nous proposons pour le développement des sources d’ions légers.

Orateur: Oivier TUSKE (PARIS SAclay)

11 Positron production for FCC-ee

The high-luminosity circular collider FCC-ee will need a low-emittance positron beam with high enough intensity to shorten the injection time. In particular, operation at the Z-pole demands a positron bunch intensity of 2.14e10 particles at injection into the collider rings. The baseline design for positron production relies on a conventional source, where a 2.86 GeV electron beam impinges on a 15 mm thick tungsten target. The positrons are captured using an Adiabatic Matching Device (AMD), followed by a capture linac embedded in a DC solenoidal magnetic field, accelerating the positron beam to approximately 170 MeV. A chicane is employed to separate positrons from electrons after the capture linac, while solenoidal focusing continues up to positron energy of 930 MeV. Subsequently, the positron beam is transported through a matching section into a quadrupole-focused section and accelerated to the Damping Ring (DR) injection energy of 2.86 GeV. An energy compression system (ECS) is used upstream of the DR to maximize the number of positrons captured within the DR longitudinal acceptance. This contribution will present the current status of the FCC-ee positron source design, including the main challenges and a roadmap for future developments.

Orateur: Iryna Chaikovska (IJCLab)

13:00 Déjeuner

Doctorants: Après-midi 1

12 Dynamique transverse du faisceau dans les accélérateurs laser-plasma

Les accélérateurs à champ de sillage laser (Laser Wakefield Accelerators, LWFA) offrent une solution prometteuse pour produire des faisceaux d’électrons de haute énergie. Au-delà de l’obtention de l’énergie requise, la qualité du faisceau (émittance, dispersion en énergie, intensité) doit également être optimisée pour que le LWFA puisse être considéré comme une alternative aux accélérateurs conventionnels pour certaines applications. Dans cette perspective, la maîtrise de la dynamique transverse du faisceau constitue l’un des enjeux majeurs. Ce travail étudie en détail la physique gouvernant l’évolution de l’émittance et des paramètres de Twiss du faisceau au sein du plasma, sur le plateau de densité électronique ainsi que dans les rampes ascendante et descendante reliant les lignes de transport conventionnelles à l'étage plasma. Une étude analytique et numérique a été menée à l’aide d’un modèle simplifié constitué de quadripôles spéciaux, permettant de réduire le temps de simulation à quelques secondes ou minutes. Le couplage entre le plasma et les lignes de transport est étudié, et des recommandations pour les configurations optimales réalistes sont proposées.

Orateur: Laury Batista (CEA Paris Saclay)

13 Conception d'un émittancemètre à acquisition directe

La mesure de l’émittance transverse d’un faisceau est essentielle pour caractériser sa qualité. Les émittancemètres de type Pepper-Pot permettent de reconstruire les distributions de particules dans les espaces de phase transverses grâce à un masque perforé qui échantillonne le faisceau. Toutefois la mise en œuvre de l’acquisition de ces échantillons du faisceau repose généralement sur de nombreuses interfaces optiques (MCP, écran phosphorescent, miroir, caméra), sources potentielles d’erreurs expérimentales, de contraintes d’alignement et de maintenance.
Nous présentons ici un nouveau concept d’émittancemètre 4D compact, basé sur la détection directe des charges sur un circuit imprimé (PCB) placé sous vide. Ce dispositif supprime les interfaces optiques et permet une numérisation directe du signal. Une architecture d’acquisition à 128 voies est en développement, destinée à reconstruire les distributions (x, x′) et (y, y′) à partir des réponses individuelles des pads. Un modèle numérique a été développé pour simuler la trajectoire des particules à travers un trou unique jusqu’à une matrice de pads, afin de dimensionner le système et évaluer ses performances attendues.

Orateur: Timoté Plasse (CEA/IRFU/DACM/LEDA)

14 Design de synchrotrons pulsés pour la chaîne d’accélération de haute énergie d’un collisionneur à muons.

La configuration de référence du complexe à haute énergie d'un collisionneur de muons consiste en une chaîne de synchrotrons pulsés couvrant une plage d'énergie allant de 63 GeV à l'énergie de collision de 5 TeV. Cette chaîne comprend des synchrotrons normaux et hybrides, ces derniers combinant des aimants supraconducteurs à champ fixe et des aimants chauds pulsés. Trois types de cellules ont été étudiés pour la chaîne de synchrotrons : une FODO conventionnelle, une FODO hybride (avec quadripôles chauds et supraconducteurs) et une cellule à fonctions combinées. Les efforts d'optimisation se concentrent sur la minimisation des ouvertures requises pour les aimants tout en conservant des gradients réalistes dans les quadripôles. Des études préliminaires de transport ont été réalisées sur l’ensemble de la chaîne afin d’évaluer la préservation de l'émittance tout au long de l'accélération. Les muons étant accélérés en moins de 10 ms sur la chaîne de synchrotrons, l'effet de la différence entre l'énergie du faisceau et la rampe linéaire du champ dans les dipôles est évalué.

Orateur: Lisa Soubirou (CEA Saclay)

15 Simulation de la chambre à plasma de ALISES 3

Dans le cadre du développement de sources d'ions, nous avons simulé le comportement des particules au sein de la source ALISES 3, une source d'ions ECR monochargée fonctionnant à 2,45 GHz. Grâce au logiciel CST Studio, nous avons pu étudier et évaluer l'influence des champs électromagnétiques (RF, magnétique et électrique continu) ainsi que des processus de collision, sur la création du plasma et la production du faisceau d'ion.
Les résultats de la simulation montrent que la combinaison du champ RF, du phénomène de multipactor, et de la présence de gaz conduit à l'allumage du plasma, pouvant ainsi générer des faisceaux à fort courant.

Orateur: Mathias Barant (CEA - IRFU)

16 Optimization of Laser Wakefield Acceleration for High-Quality Electron Beams

Laser Wakefield Acceleration (LWFA) enables the acceleration of electrons to very-high energies over a few millimeters of plasma. High-intensity laser beams generate plasma waves with accelerating gradients up to 100 GV/m—far exceeding those of conventional accelerators. Current research focuses on optimizing electron beam quality, including charge, energy spread, and divergence. Achieving a high-quality electron beam is critical for advancing LWFA toward applications such as medical therapy, free-electron lasers, and compact future accelerators.
LWFA experiments are performed by the LPGP team at Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR). We develop a high-quality electron source in gas cells using a tailored plasma density profile. This profile employs the ionization injection scheme to trap and accelerate electrons efficiently. Alongside experimental studies, we conduct Numerical Particle-in-Cell (PIC) simulations to investigate the influence of key input parameters, such as gas pressure, laser focal position, and laser energy. This poster illustrates the role of key mechanisms through the comparison of experimental results and numerical simulations with SMILEI.

Orateur: mohamad masckala (LPGP, CNRS, Universite Paris Saclay)

Industriels

15:30 Pause

Doctorants: Après-midi 2

17 simulations de polarimétrie Compton inverse pour FCC-ee

Les améliorations prévues dans la détermination des paramètres électrofaibles nécessitent une calibration précise et en temps réel de l’énergie au FCC-ee.
La précision requise sera assurée par la technique de dépolarisation résonante, qui implique le fonctionnement continu de dépolariseurs et de polarimètres Compton pour les faisceaux d’électrons et de positrons.
L’extraction de la polarisation des paquets pilotes est réalisée à partir de la distribution spatiale des électrons et photons diffusés.
Des études préliminaires et conceptuelles de la procédure d’ajustement pour cette extraction sont présentées ici.
L’étude explore l’extraction des paramètres de diffusion Compton à partir de la distribution des électrons diffusés et de l’asymétrie.

Orateur: Juba Tamazirt

18 Techniques numérique avancée et d'IA dans la correction d'imperfections des futurs collisionneurs circulaires

L'intelligence artificielle est maintenant arrivée dans de nombreux pans de la recherche académique, en particulier dans les domaines de la physique concernés par des limitations vis-à-vis de la simple quantité de données à analyser ou de leur complexité. L'un de ces champs est la physique des accélérateurs, en particulier dans les collisionneurs géants planifiés ou en opération aujourd'hui. Tant au niveau des études préliminaires qu'au niveau de l'opération, les paramètres faisceaux toujours plus exigeant, des énergies et des courants toujours plus importants font que les nouveaux programmes demandent des outils numériques de plus en plus performants dans le design et l'opération.

Cette présentation se concentrera sur un des axes de la thèse, à savoir la détection automatique de Turn-by-turn Beam Position Monitors (TbTBPMs) défectueux dans les anneaux de SuperKEKB par un algorithme de groupement non-supervisé ainsi que le débruitage des pistes des TbTBPMs restants par l'utilisation d'intelligence artificielle; et ce, dans l'optique d’améliorer la reconstruction des fonctions optiques et détecter d'éventuelles résonances dues à des imperfections de la maille magnétique aujourd'hui invisibles.

Orateur: Quentin Bruant (CEA/IRFU/DACM)

19 Conception, développement et opération de cavités de Fabry-Pérot pour le stockage de plusieurs kW de puissance laser pour l'interaction avec des faisceaux de particules

L’équipe Interaction Lasers-Électrons (ILE) du pôle Accélérateurs de l’IJCLab développe des cavités optiques de gain élevé opérées en régime impulsionnel et à forte puissance moyenne. La principale application de cette technologie concerne la production de faisceaux de rayons X par interaction Compton. Le stockage de telles puissances laser présente plusieurs difficultés que je présenterai, notamment concernant le laser, les miroirs et leurs revêtements ou les effets thermiques se produisant à haute puissance. Je présenterai également les résultats récemment obtenus : un record mondial de puissance laser stockée dans une cavité optique.

Orateur: Alice Renaux

20 Génération de sources ultra-intenses de neutrons pilotées par le laser PETAL à partir de convertisseurs double-couche

Nous rapportons la caractérisation expérimentale d’une source de neutrons pilotée par le laser court (700fs) à haute énergie (300-600J) PETAL. 8 tirs ont été réalisés dans la gamme de puissance laser 0.38–0.86 PW. Les neutrons ont été produits via des réactions (p,xn) résultant de l’interaction de faisceaux de protons TNSA (Target Normal Sheath Acceleration) avec un convertisseur dans une configuration pitcher-catcher. Les convertisseurs utilisés comportaient deux couches de LiF/Pb dont les épaisseurs respectives ont été variées afin d’optimiser le nombre total de neutrons émis. Les propriétés du faisceau de protons TNSA et de la source de neutrons ont été mesurées grâce à un ensemble de diagnostics comprenant un empilement de films RCF, deux spectromètres magnétiques, des pastilles d’activation nucléaire, des dosimètres à bulles et six détecteurs de temps de vol de neutrons. Le nombre total de neutrons rapides (d’énergie supérieure à 1 MeV) détectés s’élève jusqu’à 50 milliards de neutrons en un seul tir, une performance comparable à l’état de l’art. De telles sources pourraient trouver des applications en physique/astrophysique nucléaire, mais aussi en radiographie d’environnements à haute densité d’énergie ou pour des techniques de caractérisation en science des matériaux.

Orateur: Lucas Ribotte (CEA-DAM Île-de-France)

21 Hybrid Autoencoder and Isolation Forest Approach for Time Series Anomaly Detection on ARRONAX Cyclotron Operation Data

The Interest Public Group ARRONAX's C70XP cyclotron, used for radioisotope production for medical and research applications, relies on complex and costly systems that are prone to failures, leading to operational disruptions. In this context, research is being conducted to develop an active machine learning method for early anomaly detection to enhance system performance. One of the most widely recognized methods for anomaly detection is Isolation Forest (IF), known for its effectiveness and scalability. However, its reliance on axis-parallel splits limits its ability to detect complex anomalies, especially those occurring near the mean of normal data. This study proposes a hybrid approach that combines a Multi-Layer Perceptron Autoencoder (MLP-AE) with Isolation Forest to enhance the detection of complex anomalies. The Mean Squared Error (MSE) of the data reconstructed by the MLP-AE is used as input to the IF model. Validated on beam intensity time series data, the proposed method demonstrates a significant performance improvement, as indicated by the evaluation metrics, specifically the Area Under the Precision-Recall Curve (AUC-PR) and the F1 score.

Orateur: Fatima Basbous (Arronax, Nantes Université)

22 Study of longitudinal bunch-by-bunch feedback in an ultra-low-emittance ring in the presence of bunch lengthening cavities

The SOLEIL II upgrade project aims to achieve ultra-low emittance and high beam current. In the SOLEIL II ring, there shall be new main RF cavities (MCs) and bunch lengthening harmonic cavities (HCs). Since the newly adopted MCs would have a non-negligible probability of exciting HOMs (Higher-Order Modes)- induced longitudinal coupled-bunch instabilities, it was decided to implement longitudinal bunch-by-bunch feedback (LFB) in addition to the transverse. In the longitudinal beam dynamics, however, there are some further complications, which are due to the introduction of HCs, which, along with the MCs, create the so-called flattened potential, which above all helps increasing the shortened beam lifetime. Despite its benefit, the bunch lengthening system creates effects that can be harmful to LFB, such as significant lowering of the synchrotron frequency, as well as longitudinal phase distortions between bunches in non-uniform beam fillings. This project develops a dedicated LFB system through advanced beam dynamics and electromagnetic field simulations and semi-analytical modelling. The goal is to ensure longitudinal beam stability and maximize the feedback performance.

Orateur: Elene KRAVISHVILI

23 Updated monochromatization interaction region optics design based on FCC-ee GHC lattice

Determining Yukawa couplings of the Higgs boson is one of the most fundamental outstanding measurements since its discovery. The FCC-ee, owing to its exceptionally high integrated luminosity, offers the unique opportunity to measure the electron Yukawa coupling through s-channel Higgs production at about 125 GeV centre-of-mass (CM) energy, provided that the CM energy spread can be reduced from 50 MeV, as in a conventional setup, to a level comparable to the Higgs bosons’ natural width of 4.1 MeV. To improve the energy resolution and reach the desired collision energy spread, the concept of a monochromatization mode has been proposed as a new operation mode at the FCC-ee, relying on the interaction region (IR) optics design with a nonzero dispersion function of opposite signs at the interaction point (IP). In response to the continuously evolving FCC-ee GHC optics, this paper presents an updated monochromatization IR optics design based on Version 2023 of the FCC-ee GHC optics.

Orateur: Anna Korsun (IJCLab, Orsay, France)

24 Impedance Modeling and Collective Effects in FCC-ee: Impact of Collimators and Optimization Strategies

Operating at 45.6 GeV with high beam current, low emittances, and long damping times, the FCC-ee low-energy machine is particularly sensitive to collective effects and impedance-induced beam instabilities. Controlling these effects requires a continuously refined impedance budget to guide design choices and establish reliable instability thresholds. Recent studies identify the collimation system as a dominant contributor to the total machine impedance, with geometric effects playing a critical role in beam stability. A flexible, modular, and comprehensive impedance model — including beam pipe, collimators, RF cavities, bellows, tapers, and beam position monitors — enables targeted optimization and systematic stability assessments. This work presents the latest FCC-ee impedance budget, emphasizing the impact of collimators’ geometric impedance and ongoing advances in modeling, threshold evaluation, and instability mitigation.

Orateur: Dora Gibellieri (University of Caen Normandy)

Posters

19:00 Apéritif

19:30 Diner

jeu. 9 octobre

Jeudi matin 1

25 Resultats sur PETAL

Orateur: Benoît Mahieu (CEA)

26 Accélération plasma et génération de canal ionique à FACET-II

L'expérience E340 ("dark-field shadowgraphy") de l’installation accélérateur FACET-II au SLAC envisage de développer un outil de diagnostic optique direct et in-situ pour étudier les ondes de plasma et leur structure accélératrice. Cette méthode consiste à filtrer le laser de sonde par un masque près du plan de Fourier après le plasma. Cette méthode est capable d'observer non seulement les bulles plasma à très faible densité plasma (5x10^16 cm^-3), mais aussi la transition vers le régime « wakeless » où les électrons du plasma sont éjectés sans revenir sur l'axe, formant un canal ionique sans oscillation plasma. En mai 2025, nous avons obtenu les premières images d’une onde plasma pilotée par un faisceau d’électrons sur une installation accélérateur, incluant les points de croisement à l'arrière de la bulle et la couche d’électrons. De plus, nous avons mis en évidence la corrélation entre l’accélération d'électrons avec la structure du sillage plasma observé sur "dark-field shadowgraphy", dans la première démonstration expérimentale du régime "wakeless". Nous allons également présenter les résultats de l’accélération plasma à haute performance obtenu au printemps 2025 à FACET-II.

Orateur: Sheldon Rego (Laboratoire d'Optique Appliquée, École polytechnique, ENSTA Paris, Institut Polytechnique de Paris)

27 Diagnostiques longitudinaux sub-ps

Orateur: Quentin Demazeux

28 Vue générale des diagnostiques pour PERLE

PERLE est un Linac de Récupération d’Energie (ERL) qui sera construit à l’IJCLab d’Orsay. Ce sera le premier ERL multitours avec accélération RF supraconductrice (SRF), et le premier ERL avec l’ambition d’atteindre une puissance de faisceau de 100 MW.
Les diagnostics sont un élément clé pour le fonctionnement de PERLE, une vue d'ensemble de ces diagnostiques est discutée. Parmi ces diagnostics, les moniteurs de position de faisceau (BPM) doivent monitorer plusieurs faisceaux séparément. La conception et l'opération des BPM de PERLE est présentée avec une attention particulière accordée à la façon dont ces BPM géreront plusieurs faisceaux.

Orateur: Dr Sidi Mohammed BEN ABDILLAH (IJC lab)

10:10 Pause + photo

Jeudi matin 2

29 Entre imagerie et matériaux anciens : une dynamique d’inspiration

Les matériaux issus du patrimoine culturel, de l’archéologie, de la paléontologie et des paléoenvironnements recouvrent une grande diversité de composés. Regroupés sous l’acception de « matériaux anciens », ils constituent une méta-classe dont l’étude, notamment par des approches d’imagerie et de spectroscopie sur source synchrotron, met en évidence des propriétés communes : hétérogénéité, composition, teneur et topologie. Ces caractéristiques influencent directement les modalités d’analyse.

IPANEMA, en collaboration avec de nombreux laboratoires et institutions patrimoniales, développe des recherches méthodologiques visant à mettre en place de nouvelles imageries photoniques et des traitements statistiques de données, adaptés à l’étude de ces systèmes hétérogènes. L’objectif est d’identifier et d’exploiter des marqueurs de leur histoire physico-chimique afin de mieux comprendre leur trajectoire passée (fabrication, usage, altération) et d’anticiper leur évolution future.

Qu’il s’agisse de spécimens fossiles du Crétacé, d’artefacts archéologiques de l’âge du Bronze ou d’œuvres picturales du XXᵉ siècle, l’analyse de leur état altéré et de leur hétérogénéité multi-échelle est au cœur des approches d’imagerie. Le développement d’instruments de laboratoire et d’outils portables permet désormais d’explorer cette hétérogénéité chimique, en complément ou en préparation des analyses synchrotron. La stabilité, l’accordabilité et la brillance du faisceau synchrotron ouvrent la voie à l’identification de marqueurs physico-chimiques (densité, défauts cristallins, états d’oxydation) qui éclairent les processus de transformation liés à la trajectoire historique de ces matériaux (synthèse, usage, abandon).

Cette communication présentera des travaux de recherche illustrant les interactions fécondes entre développement méthodologique et étude de l’hétérogénéité multi-échelle de systèmes anciens spécifiques, un terrain particulièrement propice à une recherche interdisciplinaire.

Orateur: Mathieu Thoury

30 Développement de la maille d'Avant Projet Sommaire pour BESSY III : état des lieux et perspectives

Actuellement en phase d'Avant-Projet Sommaire (Conceptual Design Report, CDR), la source de lumière de quatrième génération BESSY III vise à devenir une nouvelle source de rayonnement à la limite de diffraction dans le régime des rayons X doux à tendres, permettant ainsi de nombreuses applications en science des matériaux, en matériaux pour l’énergie et la catalyse, en sciences de la vie, et bien d’autres encore.
Ses performances reposent sur une faible émittance transverse, obtenue grâce à l’utilisation d’une maille Multi Bend Achromat (MBA) avec des éléments magnétiques à forte focalisation. La particularité de la maille de BESSY III réside dans sa conception visant à fortement réduire les non-linéarités, et par extension la force des sextupoles. En conséquence, la maille permet une ouverture dynamique suffisante pour l'injection du faisceau, tout en permettant une durée de vie Touschek de l’ordre de 10 heures pour des faibles valeurs de couplage linéaire.
Un aperçu des choix de conception ayant conduit à ces résultats, ainsi que des prochaines étapes de développement de BESSY III est présenté, dans cette contribution.

Orateur: Sébastien Joly (Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB))

31 Dynamique longitudinale du booster de FCC-ee

Les rampes d'accélération du booster de FCC-ee sont optimisées pour satisfaire les critères de taille de faisceau à l'extraction, tout en maintenant la stabilité en longitudinal et minimisant la puissance RF requise.
Précisément, la rampe du mode Z inclut une suraccélération pour intensifier l'effet d'amortissement du rayonnement synchrotron. La stabilité du faisceau à l'injection requiert l'utilisation de wigglers, qui augmente la diffusion en énergie à l'extraction.

Orateur: Lina Valle (CERN)

32 ELISA: un accélérateur pour les analyses de surface et la médiation scientifique

ELISA (Experimental LInac for Surface Analysis) est un accélérateur compact d’une longueur de moins de 2 mètres conçu pour accélérer des protons à une énergie finale de 2 MeV.
La partie accélératrice est basée sur une cavité RFQ (Radio Frequency Quadrupole) fonctionnant à une fréquence de 750 MHz. Le cycle utile est de 5 % maximum et le courant moyen est ajusté selon les besoins entre quelques centaines de pA et 40 nA.
L’originalité de ELISA est que l’accélérateur fonctionne dans un lieu public, où les visiteurs peuvent approcher le faisceau extrait dans l’air à quelques dizaines de centimètres. Nous détaillerons l’installation et de sa mise en service au Portail de la Science du CERN ainsi que les mesures de sécurité appliquées.
ELISA est utilisé à des fins didactiques et le public peut assister quotidiennement à des démonstrations. ELISA est aussi conçu pour réaliser des analyses de surface dans le cadre de collaborations scientifiques. Le système d’analyse de surface sera présenté ainsi que quelques exemples tirés des premiers résultats obtenus.

Orateur: Serge Mathot (CERN)

33 Etude Simβ-AD : une méthodologie basée sur la simulation Monte-Carlo et la détection neutronique pour améliorer la gestion des déchets radioactifs en cyclotron

La gestion des déchets radioactifs issus des cyclotrons en France pose des défis, notamment pour évaluer l’activité des radionucléides émetteurs β-purs, difficiles à détecter directement. Le projet Simβ-AD vise à développer une méthodologie fiable, précise et facile à déployer pour évaluer l’activité de ces radionucléides dans les matériaux irradiés des installations cyclotrons. Deux approches sont combinées : des simulations Monte Carlo pour établir des facteurs de corrélation entre émetteurs gamma mesurables et β-purs ainsi que la réalisation et l’exploitation de mesures expérimentales afin de s’assurer de la précision des modélisations Monte Carlo, élément fondamental pour l’estimation des facteurs de corrélation. En parallèle, l’étude inclut le développement de détecteurs compacts de flux de neutrons, notamment le détecteur compact AlphaBeast basé sur la technologie CMOS, capable de fonctionner efficacement à l’intérieur des cyclotrons et de fournir une validation en temps réel des simulations. Cinq codes Monte Carlo (FLUKA, MCNP6, PHITS, GEANT4/GATE, RayXpert) sont utilisés pour modéliser les champs de particules. L’exposé présentera les résultats de simulations réalisées avec différents codes et leur comparaison avec les mesures issues de plusieurs installations cyclotrons.

Orateur: Abir Nesrine HASSANI (iRSD CNRS)

13:00 Dëjeuner

Prix

16:00 Pause + stands industriels

Jeudi après-midi 2

34 Historique du rayonnement synchrotron et du laser à électrons libres à Orsay/Saclay

Orateur: Jean-Michel Ortega (ICP Université Paris-Saclay)

35 SOLEIL II : début de l'étape de contruction

SOLEIL II, projet national de 4ᵉ génération modernisera la source de lumière synchrotron actuelle pour éclairer la science de demain. Il offrira la plus grande luminosité de sa catégorie tout en couvrant l’infrarouge jusqu’aux rayons X durs. Le projet consiste en une triple modernisation ambitieuse de l'installation : accélérateurs, 29 lignes de lumière et 3 laboratoires, ainsi qu'un plan de transformation des technologies de l'information. Des achromats d'ordre supérieur basés sur des mailles de type MBA seront utilisés pour remplacer à la fois l'anneau de stockage (354 m) et le booster (157 m). L'émittance d'équilibre obtenue pour l'anneau est environ 50 fois plus faible que celle de l'anneau de stockage existant. Afin de garantir la faisabilité technique, une phase intensive de R&D basée sur des simulations numériques approfondies, des prototypes et des mesures a été menée en collaboration avec les industriels. Cette présentation présente la nouvelle organisation, l'état d'avancement, les premiers contrats passés, le calendrier actualisé et décrit les principaux résultats obtenus jusqu'à présent en termes de performances, les prototypes lancés dans de nombreux domaines techniques (maille, aimants, dispositifs d'insertion, vide, alignement, etc.) et les futurs appels d'offres.

Orateur: Dr Laurent NADOLSKI (Synchrotron SOLEIL)

Assemblée Générale de la division Accélérateurs

19:30 Diner de gala

ven. 10 octobre

Vendredi matin 1

36 IPAC 2026

Orateur: Hanna FRANBERG DELAHAYE (GANIL-Caen)

37 TOSCA@LASCALA, une école d'été sur le management de grands projets scientifiques

strong textEn 2025 s'est tenue à l'ESI d'Archamps la deuxième édition de l'école d'été internationale TOSCA@LASCALA, destinée à introduire les étudiants du Master européen LASCALA sur les grands instruments (universités de Paris-Saclay, Rome La Sapienza, Lund et Szeged) aux principes et techniques du management des grands projets scientifiques. L'enseignement, donné par des experts des principaux laboratoires et universités européens concernés, se base sur des cours présentant les différentes techniques de management de projet, des séminaires illustrant des grands projets en cours ou en devenir (accélérateurs de particules, lasers de puissance, fusion contrôlée, détection d'ondes gravitationnelles), et un travail en groupe sur une étude de cas. Pour les étudiants en physique ou ingénierie, il s'agit d'une première exposition, fort appréciée, à un domaine qu'ils découvrent et dans lequel volens nolens, ils auront un jour à s'investir.

Orateur: Philippe LEBRUN (CERN)

38 Projet de futur collisionneur au CERN et stratégie européenne

Orateur: Gianluigi Arduini (CERN)

39 L'écosystème Xsuite pour la simulation de dynamique des faisceaux

Xsuite est un écosystème Python pour la modélisation et simulation d'accélérateurs de particules, développé au CERN en collaboration avec d'autres instituts au cours des quatre dernières années. Maintenant à un stade de développement mature, Xsuite est devenu le fer de lance de nombreuses études et applications, permettant le remplacement progressif d'outils tels que MAD-X, Sixtrack, COMBI, PyHEADTAIL. Cette contribution donne un aperçu des capacités du code et les illustre par une démonstration de machine médicale.

Orateur: Félix Soubelet (CERN)

40 Impact des vibrations sur la dynamique faisceau du FCC-ee : simulations basées sur des mesures de banc d'essai et du tunnel LHC

Le Future Circular Collider (FCC-ee) nécessitera une stabilité de faisceau exceptionnelle pour atteindre ses objectifs de physique, rendant les vibrations du sol critiques pour sa conception. Nous présentons une méthodologie de simulation pour évaluer l'impact des mouvements du sol réalistes sur la dynamique faisceau.

Des mesures de vibrations ont été effectuées sur un aimant monté sur une poutre d'essai afin de caractériser les fonctions de transfert et modes de vibration du système. Ces données expérimentales sont combinées avec les données de vibrations mesurées dans le tunnel du LHC, incluant les contributions sismiques et le bruit culturel, pour générer des profils de déplacements verticaux et latéraux représentatifs pour le FCC-ee.

La méthodologie de simulation, implémentée avec Xsuite, incorpore à la fois les déplacements et rotations des éléments d'accélérateur pour évaluer l'impact sur le déplacement du faisceau au point d'interaction (IP), l'ouverture dynamique, et le battement des fonctions beta. Cette approche systématique permettra d'optimiser les spécifications de stabilisation et les tolérances mécaniques nécessaires au FCC-ee.

Orateur: Maël LE GARREC (CNRS/IN2P3 - LAPP)

10:00 Pause

Vendredi matin 2

41 Mécanismes, diagnostiques et traitement de l’émission de champ dans les cavités accélératrices.

L’émission d’électrons arrachés aux parois sous l’effet d’un fort champ électrique est un phénomène qui limite les performances des cavités accélératrices, normal ou supra conductrices, car il consomme l’énergie RF, et peut générer des claquages.
Ce phénomène physique a été abondamment étudié, et ses mécanismes continuent de faire l’objet de nombreuses études, théoriques et expérimentales. Les codes de simulation et les puissances de calcul actuels permettent également d’approfondir ces études.
Cette présentation orale propose un état de l’art, non exhaustif, de ces études, et présentera le travail réalisé au CEA, sur les cavités supra et normal conductrices. Pour ces dernières, en particulier, sera présentée une étude de l’émission de champ en présence de fort champ magnétique DC, qui est une problématique cruciale pour les cavités RF des cellules de refroidissement du faisceau pour un futur accélérateur de muons.

Orateur: Juliette Plouin (IRFU CEA)

42 Modernisation des systèmes RF de l’accélérateur ELSA

L’accélérateur linéaire d’électrons ELSA, en service au CEA/DAM depuis plus de 30 ans, fait actuellement l’objet d’un programme de jouvence progressive de ses ses étages RF afin d’en améliorer la fiabilité et les performances.
La première phase a porté sur le deuxième étage d’accélération, avec le remplacement du modulateur du klystron à 433 MHz. Ce nouveau modulateur, conçu par la société Jema Energy, repose sur une architecture innovante intégrant des modules Marx haute tension (HV) pour la génération des impulsions.
La deuxième phase a concerné le premier étage, dédié au photo-injecteur fonctionnant à 144 MHz. L’amplificateur à tétrode d’origine a été remplacé par un amplificateur à état solide développé par la société AMPEGON, capable de délivrer jusqu’à 1,6 MW de puissance crête. L’un des principaux défis de cette étape a été de concevoir une solution aussi compacte que le système à tétrode, tout en maintenant les exigences de performance.
Cette contribution reviendra sur les différentes étapes de cette modernisation : conception, essais, et intégration sur l’accélérateur, en mettant en lumière les choix technologiques et les retours d’expérience opérationnels.

Orateur: Martin Collet (CEA DAM IDF)

43 Caractérisation des guides d’ondes THz pour le projet TWAC

Le projet TWAC (Terahertz Wave Accelerating Cavity) vise à réaliser un accélérateur compact d’électrons. Pour se faire, un guide d’onde diélectrique cylindrique creux tient lieu de « cavité » accélératrice, utilisant des ondes progressives THz. L’accélération des particules dépend fortement des propriétés de dispersion de ce dernier, car la vitesse de phase de l’onde THz doit être en accord avec la vitesse des électrons.
Nous présentons ici la réalisation de prototypes de guides et les mesures de courbes de dispersion des modes fondamental HE11 et accélérant TM0, à l’aide d’un analyseur de réseau vectoriel (VNA)*. Ce dans le but de sélectionner les guides adaptés à la synchronisation, en leur sein, des impulsions THz et des paquets d’électrons. Les premières campagnes de mesure d’accélération THz seront réalisées en 2026, avec le photo-injecteur PHIL.
* C. Bruni et al., TWAC : EIC Pathfinder Open European project on Novel dielectric acceleration, IPAC2023, TUPA061
* * M. Kellermeier et al., Self-calibration technique for characterization of integrated THz waveguides. Physical Review Accelerators and Beams. 24. 10.1103/PhysRevAccelBeams.24.122001.

Orateur: Randy Ollier

Officiel

12:15 Repas