[Le Futur Collisionneur Circulaire, grand projet du CERN]

​Le CERN envisage la construction d’un nouvel accélérateur de particules, le Futur Collisionneur Circulaire (FCC), destiné à succéder au Grand Collisionneur de Hadrons (LHC). Ce projet ambitieux prévoit un anneau souterrain de 91 kilomètres de circonférence, s’étendant sous la frontière franco-suisse et le lac Léman.

L’étude de faisabilité, qui avait été lancée en 2021 a fait l’objet d’un rapport publié le 31 mars 2025. ​Les premières expériences de haute précision pourraient débuter vers le milieu des années 2040, avec une seconde phase de collisions à haute énergie envisagée aux alentours de 2070.

Le coût estimé de la première phase du projet, qui consiste en la construction du collisionneur électron-positon (FCC-ee), est de 15 milliards de francs suisses (16 milliards d’euros). Il couvre le tunnel, l’ensemble des infrastructures, les accélérateurs et quatre détecteurs. Cet investissement serait réparti sur une période d’environ 12 ans, à partir du début des années 2030.

L’intérêt majeur de l’augmentation de la taille de l’anneau consiste en l’atteinte d’énergies de collision accrues. Un anneau plus grand permet en effet d’atteindre des énergies de collision supérieures, essentielles pour explorer de nouvelles frontières en physique des particules. ​Le FCC offrirait des opportunités inédites pour analyser le boson de Higgs, améliorant notre compréhension des forces fondamentales de l’univers.

La construction et l’exploitation du FCC stimuleraient en outre des avancées dans des domaines tels que la cryogénie, les aimants supraconducteurs et les technologies du vide, bénéficiant potentiellement à d’autres secteurs industriels.

Malgré ses promesses, le projet soulève des préoccupations, notamment en matière d’impact environnemental, de consommation énergétique et de financement. Des associations environnementales ont exprimé des inquiétudes concernant l’excavation nécessaire et la consommation électrique prévue, équivalente à celle d’une ville de 700 000 habitants.

En outre, les montants du projet ne concernent uniquement la première phase du projet. Des phases ultérieures, telles que le collisionneur hadron-hadron (FCC-hh), entraîneraient des coûts additionnels qui ne sont pas encore précisément définis.

Le FCC n’est pas seulement un accélérateur proton-proton, mais le FCC-hh en sera l’ultime version, dédiée à la physique des très hautes énergies. Il s’agit d’un projet à très long terme, structuré pour maximiser à la fois la précision et l’exploration de nouveaux territoires en physique fondamentale.

Le projet est découpé en différentes phases:

• Phase initiale : FCC-ee (électron-positon) (~2045)
  • Type : collisionneur électron-positon (e⁺e⁻)
  • Principe : produire de grandes quantités de bosons Z, W, Higgs et top pour des mesures de très haute précision.
  • Objectif : étudier le modèle standard avec une précision inégalée, notamment les propriétés du boson de Higgs, et de détecter indirectement des signes de nouvelle physique.

• Phase finale : FCC-hh (proton-proton) (~2070)
  • Type : collisionneur proton-proton (pp) à une énergie visée de 100 TeV (soit plus de 7 fois celle du LHC)
  • Principe : utiliser le même tunnel de 91 km, mais avec des aimants supraconducteurs beaucoup plus puissants (16 teslas).
  • Objectif principal : explorer de nouveaux domaines de l’énergie, rechercher des particules au-delà du modèle standard (supersymétrie, matière noire, etc.), sonder les interactions du boson de Higgs à haute énergie.

• Option intermédiaire : FCC-eh (électron-proton)
  • Type : collisionneur électron-proton
  • Principe : combiner le faisceau d’électrons du FCC-ee avec celui de protons du FCC-hh, pour des études complémentaires (structure du proton, physique QCD, etc.).