Printemps 2002 : l’archéologue Franck Goddio explore les fonds méditerranéens à la recherche du site Egyptien d’Héraclion avec, à bord de son bateau, des magnétomètres à résonance magnétique nucléaire (RMN) mis au point par le CEA. Ces appareils ultra-sensibles mesurent le champ magnétique terrestre, et enregistrent ses plus infimes perturbations, comme celles généralement provoquées par la présence d’objets ferromagnétiques. C’est ainsi que les magnétomètres enregistrent de nombreuses anomalies qui permettent à l’archéologue de faire remonter à la surface bijoux, pièces de monnaie,… et tous les vestiges de la cité enfouie d’Héraclion.

De l'archéologie sous-marine à l'espace

Cette extraordinaire découverte ne représente pas pour autant toutes les applications et potentialités des magnétomètres. Aujourd’hui, les appareils ont beaucoup évolué, et le CEA a abandonné, il y a déjà quelques années, cette génération de magnétomètres à résonance magnétique nucléaireLa technologie de magnétomètre à résonance magnétique utilisé par Franck Goddio a fait l’objet d’un transfert de technologie de la part du CEA. pour se concentrer sur le développement de magnétomètres dits de seconde génération.

Depuis une bonne dizaine d’années, les chercheurs du CEA travaillent notamment au développement des magnétomètres à hélium, capables de mesurer l’intensité du champ magnétique, mais aussi son orientation. Grâce à leurs efforts, le niveau de performances atteintes en termes de précision (moins de 1 nT) et de fiabilité place le CEA parmi les meilleurs experts mondiaux en magnétométrie. Des compétences qui ont séduit la Défense, domaine à l’origine du développement de l’activité magnétométrie au CEA, mais aussi le monde de la recherche spatiale.

C’est d’ailleurs pour ce secteur qu’une dizaine de chercheurs du Laboratoire Capteurs, Antennes, Récupération d’énergie (Care) du CEA/Léti sont actuellement mobilisés. L’équipe travaille au développement de magnétomètres à hélium à très haute performance destinés à la mission Swarm. Cette mission, conduite par l’Esa (Agence européenne spatiale), a pour objectif de procéder à « l’étude la plus complète jamais entreprise du champ géomagnétique terrestre et de son évolution dans le temps ». Les efforts de R&D pour les magnétomètres portent sur la miniaturisation du système, sa robustesse, et sa précision. Le Laboratoire Care, en collaboration avec le Cnes (Centre national d'étude spatial), fournira les magnétomètres qui équiperont les trois satellites de la mission qui doit être lancée en 2009.

A côté de la mission Swarm, les chercheurs du laboratoire Care travaillent également en étroite collaboration avec les industriels pour trouver de nouvelles applications aux magnétomètres : comme la mesure de courant, et le comptage de trafic, pour les magnétomètres dits « vectoriels », ou la mesure d’attitude, le guidage chirurgical et les jeux vidéos pour des magnétomètres couplés à des accéléromètres.

Les applications des magnétomètres ne manquent pas. Elles sont tout d’abord militaires, avec la détection des sous-marins et des mines enfouies. C’est d’ailleurs pour les besoins de la Défense que le CEA s’est, à l’origine, engagé dans la recherche sur ce type d’appareils. Les magnétomètres du CEA ont depuis montré toutes leurs possibilités. Citons la recherche de pétrole (sur terre et en off-shore) et de gisements miniers (or, uranium, cobalt, plomb…), la surveillance des volcans, la recherche en tectonique des plaques (les sédiments marins peuvent être datés grâce à leur orientation magnétique), l’étude du champ magnétique avec les missions spatiales, la cartographie, l’archéologie avec la recherche d’épaves ou d’objets anciens enfouis.

JEAN-MICHEL LEGER CEA / LETI / DCIS / Laboratoire LCARE

1. Les domaines d'applications d'un magnétomètre Lire la version Media Player 2. Le magnétomètre dit vectoriel et le magnétomètre dit scalaire. Lire la version Media Player 3. Le fonctionne d'un magnétomètre. Lire la version Media Player 4. L'utilisation de magnétomètre dans le domaine spatial. Lire la version Media Player

Si la contribution du CEA a l'archéologie sous-marine représente un exemple significatif de l'apport de la recherche technologique au patrimoine culturel, il ne constitue par pour autant l'unique exemple. Gammagraphie d'objets d'art, datation de sites archéologiques, conservation de collections à caractère archéologique ou ethnologique grâce aux rayonnements, depuis de nombreuses années, le CEA met ses technologies au service du patrimoine culturel.

Le site internet d’Arc Nucleart, groupement d’intérêt public culturel entre le CEA, le Ministère de la culture, la région Rhône Alpes, la ville de Grenoble et l’association ProNucléart, et laboratoire de conservation et de restauration d’objets d’art et de collections à caractère archéologique ou ethnologique. Arc Nucleart utilise des méthodes issues pour la plupart de l’utilisation du rayonnement gamma (g) pour désinfecter et consolider ces précieux objets. http://www.arc-nucleart.fr/

Le livret « La radioactivite », pour en savoir plus sur l'utilisation des propriétés du carbone 14 pour la datation d'objets ou de vestiges anciens. Voir le livret.

Le site officel de l'exposition « Trésors engloutis d'Egypte » pour en savoir plus sur l'explosition qui se tient au Grand Palais du 9 décembre 2006 - 16 mars 2007. http://www.tresors-engloutis-degypte.fr