Qu’est-ce que PAUL ?

Nous descendons en profondeur sous terre pour réduire le flux de particules cosmiques. Ce flux est un flot constant de particules issues de l’espace qui frappent la Terre. Pour protéger des expériences très sensibles de ces particules et des autres sources de rayonnement ambiant, nous allons sous la roche. Protégés par environ 800 mètres de montagne, nous créons un environnement à très bas bruit, idéal pour observer des événements extrêmement rares qui seraient sinon indétectables.

Imaginez que vous essayez d’entendre le battement d’ailes d’un papillon au milieu d’un concert de rock : impossible. Pour capter un signal aussi délicat, il faudrait s’éloigner de tout ce bruit. Résoudre certaines des plus grandes énigmes de l’Univers, comme la matière noire ou le comportement des neutrinos, pose un défi similaire. Il faut se protéger du « bruit » des rayons cosmiques et du rayonnement ambiant pour pouvoir « entendre » les signaux faibles et fugaces qui nous renseignent sur l’Univers.

Roches en profondeur sous terre. Crédit : Brian Patrick Tagalog, Unsplash.

En surface, le bruit cosmique ressemble à une circulation urbaine intense

À 1 m sous terre, il ressemble à un restaurant très fréquenté

À 100 m de profondeur, il devient une simple conversation

À PAUL, à 800 m de profondeur,
le bruit cosmique devient un chuchotement

 Exemple de laboratoire souterrain : Soudan Underground Laboratory, Minnesota. Crédit : FERMILAB.
Exemple de laboratoire souterrain : Soudan Underground Laboratory, Minnesota. Crédit image : FERMILAB.

Les laboratoires souterrains offrent un avantage unique pour la recherche, mais il est essentiel de prendre en compte les perceptions et les questions du public. La recherche sur la perception du risque montre que la transparence et l’implication des communautés locales sont des éléments clés pour instaurer la confiance.

Au cœur de notre démarche scientifique se trouve donc un engagement au dialogue avec la population. Le futur Paarl Africa Underground Laboratory (PAUL) n’est pas seulement une installation scientifique : c’est un projet collaboratif qui vise à approfondir notre compréhension de l’Univers tout en impliquant les habitants de la région du Cap-Occidental. Nous savons que tout nouveau projet peut susciter des questions et des inquiétudes, en particulier lorsqu’il touche à un patrimoine naturel et culturel unique. Ensemble, nous pouvons avancer dans cette exploration en gardant la sécurité, la transparence et le respect mutuel au centre de notre démarche.

Un engagement pour la science ouverte, guidé par l’UNESCO

Notre approche s’inscrit dans les principes de la science ouverte, tels que recommandés par l’UNESCO : transparence, accessibilité et inclusivité. Il s’agit de veiller à ce que les résultats de la recherche et les bénéfices associés soient largement partagés. En suivant ces principes, nous souhaitons créer un environnement où les connaissances progressent, mais sont aussi diffusées au plus grand nombre, en favorisant le dialogue et la compréhension. Cela implique d’écouter les préoccupations de tous les acteurs concernés et de bâtir une relation de confiance durable.

Actualités et jalons du projet

Vous trouverez ici une sélection d’étapes récentes et à venir pour PAUL. Les dates et activités sont indicatives et peuvent évoluer au fil du projet.

Jalons récents

  • Avril 2025 – Fin de la campagne de muons : le télescope de muons portable a terminé ses mesures dans le tunnel et a été renvoyé à l’IP2I (France).
  • Avril 2025 – Rapport de conception : le Concept Design Report (CDR) a été remis, présentant trois options principales pour le futur laboratoire souterrain.

Activités à venir

  • Novembre–décembre 2025 – Mesures de neutrons : une nouvelle campagne de mesures est en préparation. Le dispositif NTF du LPSC Grenoble doit être expédié en Afrique du Sud (prévu pour novembre 2025), avec des mesures de neutrons envisagées dans le tunnel en décembre 2025.
  • Protocole d’accord avec l’exploitant du tunnel : un Memorandum of Understanding (MoU) est en cours de préparation avec la société qui exploite le tunnel Huguenot, en vue d’éventuels travaux d’excavation et du développement à long terme du laboratoire souterrain.

Laboratoires souterrains dans le monde

Pour celles et ceux qui souhaitent découvrir des projets similaires dans le monde, voici quelques exemples de laboratoires souterrains :

Ces exemples illustrent le rôle central des laboratoires souterrains pour la recherche de pointe, ainsi que la manière dont ils peuvent être conçus et exploités de façon responsable, au bénéfice de la science et de la société. Avec PAUL, l’objectif est de s’inscrire dans cette dynamique internationale tout en développant une capacité scientifique forte sur le continent africain.

Bénéfices pour la région

Le futur laboratoire PAUL ne sera pas seulement un lieu de recherche de pointe, mais aussi une opportunité de générer des retombées positives pour la région. La création d’une grande infrastructure scientifique dans le Cap-Occidental peut contribuer au développement de compétences spécialisées et à la création d’emplois qualifiés.

Le projet pourra s’appuyer sur des collaborations avec les universités et établissements techniques locaux, en proposant des stages, des formations et des projets de recherche communs. Les étudiantes, étudiants et jeunes chercheur·e·s auront ainsi l’occasion de se former aux technologies et aux méthodes utilisées dans les laboratoires souterrains.

L’ambition est que les avancées réalisées à PAUL se traduisent en bénéfices durables pour l’éducation, l’industrie et l’écosystème scientifique local, en faisant du Cap-Occidental un acteur majeur dans l’étude des questions fondamentales sur l’Univers.

Exploration scientifique et respect de la nature

En réfléchissant au futur de PAUL, la minimisation de l’impact environnemental et la préservation de la beauté naturelle des montagnes Du Toitskloof restent des priorités. Le laboratoire est envisagé comme une installation intégrée à l’infrastructure existante du tunnel Huguenot, en utilisant des espaces souterrains déjà présents ou adaptés.

Cette approche permet de bénéficier des conditions optimales pour la recherche en physique souterraine, tout en limitant les modifications visibles en surface. Dans cette optique, la mise en place de comités consultatifs incluant des spécialistes de l’environnement et des représentant·e·s des universités locales est proposée. Ils joueront un rôle central pour suivre et évaluer l’impact environnemental des différentes étapes du projet.

Même si PAUL est encore à un stade conceptuel, l’objectif est clair : construire une infrastructure scientifique de niveau mondial qui coexiste en harmonie avec son environnement naturel.

Ateliers scientifiques et ressources techniques

Cette section fournit des liens et ressources techniques destinés principalement aux scientifiques impliqués dans le projet PAUL et, plus largement, dans la physique souterraine. La plupart de ces contenus sont en anglais.

Transparence et communication ouverte

À PAUL, la transparence et la communication ouverte sont au cœur de la démarche. L’équipe du projet s’engage à informer régulièrement le public sur l’avancement des travaux, les étapes clés et les impacts potentiels, via des mises à jour accessibles.

Cet engagement s’inscrit dans les principes de la science ouverte, en veillant à ce que l’activité scientifique soit menée avec des standards élevés d’éthique et de responsabilité. Si vous souhaitez obtenir davantage d’informations, nous serons ravis de vous répondre. Vous pouvez contacter :

  • IRN PAULINE – Fairouz Malek (CNRS et SU) – fmalekATNOSPAMlpsc.in2p3.fr
  • Coordinateur Espagne – Carlos Peña Garay
  • Coordinateur Maroc – Yahya Talayati
  • Coordinateur Italie – Marcello Messina
  • Coordinateur Botswana – Gregory Hillhouse
  • Coordinateur Afrique du Sud – Shaun Wyngaardt