Au GANIL, trois jours pour sensibiliser les enseignants du secondaire à la physique nucléaire

Pour cela, il faut commencer par se replonger un an en arrière, en septembre 2023. Portées par l’élan de l’Année scolaire de la physique 2023-2024, les discussions entre le GANIL et le dispositif ministériel « Sciences à l’école » portent leurs fruits : la première édition de la formation « Profs au GANIL » aura lieu du 26 au 29 août 2024 ! Inspirées par le stage annuel « Profs au CERN » et conseillées par Nicolas Arnaud, chargé de mission médiation à l’IN2P3, les équipes du GANIL se mettent autour de la table pour confectionner un programme sur mesure, rejointes très rapidement par les chercheurs du LPC Caen et du CIMAP, deux laboratoires du campus scientifique de Caen qui jouent un rôle particulier au GANIL, de par leur proximité géographique mais également thématique.

Faire découvrir les grandes thématiques scientifiques actuelles

Le stage « Profs au GANIL » est organisé conjointement par le GANIL, l’IN2P3 et « Sciences à l’école ». Au travers de cette action, l’IN2P3 cherche à faire découvrir les grandes thématiques scientifiques actuelles ainsi que les métiers de la recherche, espérant susciter des vocations parmi la jeune génération (lycéens et étudiants). L’institut propose ainsi aux enseignants des dispositifs et outils leur permettant d’introduire notre physique de pointe dans leur enseignement et de mettre en situation leurs élèves, tels de jeunes chercheurs. Dans cette perspective, l’IN2P3 et le dispositif ministériel « Sciences à l’Ecole » organisent déjà chaque année un stage d’une semaine sur la physique des particules, le « French Teacher Programme » , en partenariat avec le CERN. Le nouveau stage « Profs au GANIL » vient donc compléter l’offre proposée par l’IN2P3 pour les enseignants.

En mars 2024, « Sciences à l’école » diffuse l’appel à candidatures auprès des enseignants. Un mois après, ce sont plus de 40 candidatures qui ont été reçues. Le comité scientifique de « Cosmos à l’école », le plan d’équipement pour les lycées dont « Sciences à l’École » et l’IN2P3 sont partenaires, se réunit pour sélectionner les 20 enseignants. « Le choix a été difficile compte tenu de la qualité des dossiers de candidatures », explique François De Oliveira, chercheur au GANIL et membre du comité scientifique. « Les candidats étaient extrêmement motivés. Certains avaient déjà entrepris des démarches en amont du stage pour mettre en place des activités pédagogiques, ce qui était un plus dans les dossiers ».

Une fois la promotion constituée, le GANIL se charge d’organiser les déplacements de chaque participant ainsi que leur hébergement sur place. À leur arrivée, les enseignants sont accueillis par Fanny Farget, directrice adjointe du GANIL. Le stage commence par une visite des installations. 

Des cours sur la physique nucléaire, les accélérateurs et l’interaction rayonnement-matière

Les enseignants reçoivent ensuite des cours sur la physique nucléaire, les accélérateurs et l’interaction rayonnement-matière. Les fins de journées sont conclues par deux conférences, sur la physique du GANIL et sur l’électronucléaire. « L’étude des réactions nucléaires a motivé la création du GANIL il y a un peu plus de 40 ans. En développant cette recherche, le GANIL s’est spécialisé dans la production de noyaux exotiques, et de nouvelles thématiques ont émergé, comme l’étude de ces noyaux ou l’astrophysique nucléaire. Ces activités et les découvertes qui en ont découlé ont motivé la construction de nouveaux instruments qui permettent les avancées actuelles. « Le cheminement de la recherche fondamentale, guidé par le questionnement des chercheurs, est une aventure humaine et collective », explique Fanny Farget lors de son cours sur la physique du GANIL. 

Le stage comprend également un retour d’expérience sur des activités pédagogiques menées en classe, animé par Cédric Van Den Driessche, professeur de physique-chimie au lycée Charles de Gaulle à Caen. En 2010, Cédric Van Den Driessche a participé à la formation « Profs au CERN ». Depuis, il a réalisé de nombreux projets autour de la « physique des deux infinis » avec ses élèves et est devenu formateur au sein de l’académie de Normandie. 

Une session « carte blanche » animée par les utilisateurs du GANIL permet d’aborder la recherche interdisciplinaire : les techniques nucléaires innovantes pour la santé, les matériaux sous irradiation, l’astrophysique nucléaire, les tests de radiation électronique. Ces exemples d’applications montrent l’importance de la science fondamentale pour soutenir l’innovation dans des domaines très diversifiés. 

Les professeurs deviennent des apprentis chercheurs

Au cours des sessions de travaux pratiques organisées en petit groupes, les professeurs deviennent des apprentis chercheurs. Ils séparent des particules à l'aide d'un dipôle magnétique et détectent des particules alpha à l’aide d’un semi-conducteur avec Jean-Charles Thomas et Julien Piot, chercheurs au GANIL. Ils mesurent des spectres infrarouges de molécules organiques en rentrant dans le cœur d'un spectromètre avec Yvette Ngono-Ravache, chercheuse au CIMAP ; enfin, ils détectent des rayonnements gamma avec Olivier Lopez, chercheur au LPC Caen.

Le stage se termine par une session poster autour des métiers. Vidiste, sourcier, magnéticien... une multitude de métiers contribuent à la recherche, avec des parcours de formation très divers. C’est le message que les ingénieurs et techniciens du GANIL ont véhiculé en présentant leurs métiers et leurs parcours. 

Lors de la session de clôture du stage, la promotion des professeurs est baptisé « Argon », en référence au premier faisceau accéléré au GANIL. En effet, le 18 janvier 1983, la première expérience réalisée au GANIL a permis d’étudier les caractéristiques des fragments (noyaux d’atomes) produits lors de la collision d’ions lourds d’argon-40 avec les noyaux de cibles d’or et de nickel. Les promotions successives porteront ainsi de suite les noms des éléments accélérés au GANIL. De l’hydrogène à l’uranium, Profs au GANIL a un bel avenir !