En dehors de la recherche fondamentale, les accélérateurs sont bien connus pour leur utilisation dans le domaine médical, en particulier pour la thérapie contre le cancer. Ils peuvent cependant être utilisés aussi d’une manière plus inattendue, par exemple pour analyser les objets historiques et les œuvres d’art.
Mis au point par l’Institut national italien de physique nucléaire (INFN) et le CERN, MACHINA (Movable Accelerator for Cultural Heritage In-situ Non-destructive Analysis, ou accélérateur mobile pour l’analyse non destructive in situ d’objets du patrimoine culturel) est un accélérateur compact et transportable conçu spécifiquement pour des applications liées au patrimoine culturel. La petite taille de ce type d’accélérateur constitue un atout en matière de diagnostic des œuvres culturelles. En effet, il peut être difficile, voire impossible, de déplacer, même sur de courtes distances, des objets fragiles et précieux, tels que des œuvres d’art et des fresques, tant sur les plans logistique et économique que sur le plan de la sécurité.
MACHINA est le résultat d’une collaboration entre le CERN et l’INFN qui a débuté en 2017 et s’appuie sur une cavité accélératrice radiofréquence quadripolaire conçue au CERN. Des tests approfondis ont été réalisés au deuxième semestre 2022 et ont satisfait à toutes les conditions préalables. L’accélérateur sera prochainement mis en service au laboratoire INFN-LABEC, où les premières mesures utilisant l’analyse des faisceaux d’ions (IBA) seront effectuées.
L’accélérateur sera ensuite installé dans l’Opificio delle Pietre Dure (OPD) à Florence, un centre renommé de restauration des œuvres d’art, où il s’intégrera dans ses activités régulières de diagnostic. MACHINA sera utilisé pour l’analyse non destructive d’œuvres d’art au moyen de faisceaux d’ions et permettra la mesure d’objets trop fragiles ou trop grands pour être transportés. Basé au centre OPD, l’accélérateur MACHINA pourra néanmoins être transporté dans d’autres musées ou d’autres lieux de restauration pour la réalisation de mesures in situ.
La petite taille de l’accélérateur MACHINA, doté d’une cavité accélératrice radiofréquence d’un mètre de longueur, constitue une solution mobile, laquelle, par comparaison avec les systèmes IBA traditionnels, entraîne des impacts moindres du point de vue de l’empreinte écologique, du poids, de la disponibilité des composants, du coût et du bruit. En outre, l’accélérateur est doté d’un dispositif de radioprotection de haute qualité, qui garantit la sécurité de l’environnement de travail et permet son utilisation en toute confiance et en tout lieu.
Ce projet a pu être mené à bien grâce au financement apporté par le Fonds pour le transfert de connaissances du CERN et le Fonds spécial italien pour la recherche (Fondi Speciali per la Ricerca) relevant du ministère de l’Éducation, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche, ainsi qu’au soutien du réseau pour le patrimoine culturel (CHNet) de l’INFN et à la contribution du groupe Ingénierie mécanique et des matériaux (MME) et du groupe Radiofréquence du CERN. Cet article publié récemment apporte des informations supplémentaires sur MACHINA et les technologies qui ont permis sa conception.