BROUILLON

Le diffractomètre 4-cercle pour monocristaux, D19, construit par Sax Mason, a été précédé par le diffractomètre 4-cercles D8 construit en 1972 par A. Filhol et M. Thomas. D8 était doté d'un monodétecteur ³He, ce qu'on faisait de mieux à l'époque, mais Sax Mason voulait développer la biologie structurale aux neutrons et, pour cela, il fallait augmenter notablement la vitesse de mesure en utilisant un multidétecteur aussi grand que le permettait la technologie des années 80.

Un multidétecteur ³He à fils tendus avec 64x64 cellules est développé par Jacobé et Rambaud. Il est d'abord testé sur D10 puis installé sur D19A. En mars 1982 Brian Fender écrvait :  “not working satisfactorily … fragility of the system … mechanical weakness” mais le rapport annuel fait mention d'un fonctionnement très satisfaisant.

Il permet de valider le concept et de tester de nouvelles techniques de mesure car un diffractomètre doté d'un multidétecteur est une nouveauté. Par exemple, il n'y a aucun logiciel d'acquisition disponible pour ce nouveau type de données. A. Filhol [1] et C. Wilkinson proposent chacun une approche compatible avec la puissance très limitée des ordinateurs de l'époque.

Références :
1- Filhol A. et al. (1983) Position-sentitive detection of thermal neutrons", Ed. P. Convert, J.B. Forsyth, Academic Press. 351-357.
2- Wilkinson C. and Khamis H.W. (1983) Position-sentitive detection of thermal neutrons", Ed. P. Convert, J.B. Forsyth, Academic Press. 358-363.

Dans sa route vers le grand multidétecteur souhaité par les physiciens, l'ILL procède par étapes en construisant une banane 2D de 16x512 cellules [1] avant de s'attaquer à un plus grand détecteur courbe. Le développement s'étale entre 1979 et 1985 et s'avère difficile :

• Jacobé  5/05/1981 - D19B - fils cassés au niveau des soudures, microclaquages
• Fender 11/03/1982 - D19B - being constructed in a clean laboratory at the CENG

Le détecteur est finalement installé sur D19B vers 1985. Pour solutionner des problèmes de microclaquages et parce qu'étuver correctement un dispositif contenant de l'électronique état difficile, il est doté d'un four à calcium afin de purifier le ³He en continu. L'étanchéité d'un détecteur courbe n'était pas un mince problème et ce prototype fuyait un peu. Il devait être rechargé en ³He une fois par an.

Malgré sa largeur très insuffisante de seulement 16 cellules (soit seulement 4° en 2θ), il a permis de défricher le domaine et a fourni quelques beaux résultats scientifiques [2] comme la localisation des molécules d'eau autour de l'hélice de l'ADN. Il fonctionné 13 ans puis a été donné au musée du CHU de Grenoble car son développement a contribué à celui du premier scanner rayons X corps entier par l'équipe de R. Allemand (CEA/LETI).

Référence :
1- Jacobé J. et al. (1983) Position-sentitive detection of thermal neutrons", Ed. P. Convert, J.B. Forsyth, Acedemic Press. 106-119.
2- Mason S.A. et al. (2001) proceedings of the ILL millennium symposium & european user meeting, Grenoble 6-7 april, 332.
3- Langan P. et al. (1995) Physica B: Cond. Matter, 213–214, 783-785. DOI: 10.1016/0921-4526(95)00279-I

Le détecteur 16x512 n'étant qu'une étape, Jacobé et la CERCA lancent la fabrication d'une grande banane MWPC mais le prototype rencontre beaucoup de problèmes de microflashs et de tenue en tension. La CERCA finit par abandonner le projet et Bruno Guérard, récemment arrivé à l'ILL, expertise le tout à 50 kFr pour mettre un terme à ce projet.

1996 : Anton Oed et son équipe développent avec succès un premier détecteur à Micro Strips bidimensionnel de 86x86 mm² avec une résolution spatiale de 1,4 mm [1]. Il propose pour D19 un détecteur MSGC 64x64 cellules (192x192 mm² au pas de 3 mm) baptisé bidim200MSGC mais le délai de fabrication des plaques MSGC s'avère être bien trop long. Il sera construit avec succès [2] mais arrivera trop tard (2001) pour être utilisé sur D19.

1998 : Le projet D19 prenant du retard, le détecteur 16x512 de Jacobé étant trop étroit et fonctionnant mal, le SDN essaye de trouver une technologie de remplacement. Il développe alors, très rapidement, un prototype de détecteur carré 64x64 à fils tendus, le bidim200MWPC (192x193 mm²) [3]. C'est une réussite et il est immédiatement décliné en bidim26MWPC (256x256 mm², pas de 2 mm, 128x128 cellules). Trois détecteurs de ce type seront produits pour D19 (Sax Mason). IN11 en avait aussi commandé un mais, finalement, Bela Farago préfère demander un détecteur à son compatriote Menhard Cocksis de l’ESRF.
Ce travail initié pour D19 donnera ensuite le bidim300MWPC, puis le MILAND de 32x32 cm² avec 256 fils d'anodes encadrées par 512 cathodes sur deux plans.

A cette époque, Sax Mason hésitait se méfiait de l'inexpérience du jeune SDN. Il lorgnait plutôt vers le multidétecteur 2D courbe de 20 cm de haut et couvrant 120º produit par le BNL (Brookhaven National Laboratory). C'était l'état de l'art de l'époque et il équipait déjà l'ORNL et ANSTO. Contrairement à ce que faisait l'ILL pour les détecteurs à fils tendus, la mesure était effectuée par division de charges.

2001 : lors de la conférence de cristallographie à Cracovie, chef de la DPT, annonce que l'ILL fait le pari de faire confiance à son SDN et lui confie le développement d'une banane MWPC deux fois plus grande et moins chère que celle du BNL. Le SDN tient le pari et développe alors en trois ans une banane de 640x256 cellules, de 40 cm de haut et couvrant 120º. Elle sera mise en service en 1997 et, en 2022, donne toujours toute satisfaction.

Références
[1] Rapport annuel 1996, pp 86-87.
[2] Rapport annuel 2001, page 107.
[3] Rapport annuel 1998, pp 82-83.