Dans sa recension des Innovateurs de Walter Isaacson, Jean-Paul Oury estimait que la France et l’Europe ont « manqué la révolution du digital ». Le physicien François Vazeille, qui a passé plus d’un demi-siècle sur les expériences du CERN, n’est pas d’accord : le Web, la plus grande grille de calcul du monde et une coopération exemplaire entre laboratoires et industrie sont nés de la recherche fondamentale européenne. À ses yeux, le « président du futur » ferait bien de s’en souvenir.
J’ai lu avec beaucoup d’intérêt la recension que Jean-Paul Oury a consacrée au livre de Walter Isaacson. Je n’ai pas lu le livre lui-même, et je ne conteste ni le retard européen en matière de plateformes et de capital-risque, ni l’intérêt des leçons qu’en tire l’auteur. Mais un jalon de la chronologie proposée a retenu mon attention : l’annonce du World Wide Web par Tim Berners-Lee, qui en rédige la proposition en mars 1989 et l’annonce publiquement en août 1991. Glissé entre Bell Labs, l’ARPA, Intel et Apple, le Web risque de passer pour une invention américaine de plus. C’est pourtant une création européenne.
Le Web, une invention de Genève
Le Web est né au CERN, le laboratoire européen pour la physique des particules, à cheval sur la frontière franco-suisse. Ses expériences rassemblent des scientifiques de plus de cent pays, qui travaillent la plupart du temps depuis leur université d’origine. Avant le Web, les chercheurs dispersés (j’en étais) échangeaient par téléphone, par courrier ou par fax, y compris pour s’envoyer des schémas ou des listings de programmes. Internet existait, mais il restait l’affaire des spécialistes.
L’auteur de la percée est un Britannique de formation physicienne, diplômé d’Oxford en 1976 : Tim Berners-Lee. En mars 1989, il remet à son chef de groupe, Mike Sendall, une proposition de système d’information hypertexte (archives du CERN). Il travaille alors dans la division informatique du CERN, celle de René Brun, ancien doctorant de mon laboratoire de Clermont-Ferrand devenu l’auteur de logiciels utilisés par des générations de physiciens, jusqu’aux expériences ATLAS et CMS du LHC. Avec le Belge Robert Cailliau, Berners-Lee invente le protocole HTTP et le langage HTML. Fin 1990, le premier serveur et le premier navigateur fonctionnent. Le 30 avril 1993, le CERN verse le logiciel dans le domaine public au lieu de le breveter, et c’est ce qui permet au Web de se répandre.
Une plaque, dans un couloir du CERN, rappelle que c’est là qu’est né le Web. Pour la petite histoire, quelques années plus tôt, au début des années 1970, l’équipe de Clermont-Ferrand occupait l’un de ces bureaux. Et je l’avoue : quand je m’arrête à un feu rouge derrière une camionnette qui affiche ses trois « W », je ne suis pas peu fier, alors que je n’y suis strictement pour rien.
On m’objectera que l’Europe n’a pas su en tirer profit. Le premier navigateur grand public, Mosaic, est sorti d’une université américaine en 1993. En 1994, Berners-Lee a rejoint le MIT pour y fonder le consortium W3C, et le CERN a jugé que développer le Web sortait de sa mission (CERN). Tout cela est vrai. Mais le choix de l’ouverture n’était pas une faiblesse : c’est lui qui a rendu le Web universel. Lors de l’ouverture des Jeux olympiques de Londres, en 2012, Sir Tim Berners-Lee, anobli en 2004, est apparu au centre du stade, derrière un ordinateur NeXT semblable au premier serveur. Il a tweeté « This is for everyone », un message aussitôt affiché sur les milliers de panneaux lumineux des tribunes. Ce soir-là, devant ma télévision, j’ai aussi vu un dispositif de lumières tournant autour du stade simuler les trajectoires de particules dans un accélérateur du CERN.
La grille mondiale de calcul, l’autre révolution discrète
Quand j’ai débuté, les données des collisions étaient relevées à la main ou sur des rouleaux de papier, puis recopiées sur des cartes perforées. Le LHC a changé d’échelle. Le défi n’était plus seulement de construire la plus grande machine de la planète et des détecteurs géants comme ATLAS, l’expérience où j’ai travaillé, qui pèse 7 000 tonnes. Il fallait aussi permettre à chaque laboratoire d’analyser les données. Or ATLAS réunit plus de 5 500 membres venus de quelque 245 instituts dans 42 pays, et le problème était le même pour ALICE, CMS et LHCb.
La réponse du CERN a été de mettre en commun ses ordinateurs, ceux des laboratoires et ceux des grands centres de calcul nationaux : c’est la grille de calcul mondiale pour le LHC (WLCG). L’idée de « grille » avait été formulée à la fin des années 1990 par deux Américains, Ian Foster et Carl Kesselman, ce que le CERN reconnaît volontiers. Mais c’est en Europe qu’on en a fait la plus grande infrastructure opérationnelle du monde. Selon le CERN, la grille combine environ 1,4 million de cœurs de processeurs et plus de 1,5 exaoctet de stockage (un exaoctet, c’est un milliard de milliards d’octets) répartis sur plus de 170 sites dans 42 pays. Plus de 12 000 physiciens y ont accès en temps quasi réel, et plus de deux millions de calculs y tournent chaque jour. Concrètement, un chercheur soumet son programme d’analyse, qui s’exécute là où des machines sont disponibles à cet instant, n’importe où dans le monde, puis les résultats lui reviennent.
Ce n’est pas un luxe réservé aux amateurs d’infiniment petit. La même technologie a servi à chercher des médicaments. En 2005, le projet WISDOM, porté notamment par le LPC de Clermont-Ferrand, a utilisé la grille européenne EGEE pour tester par ordinateur l’affinité de centaines de milliers de molécules avec des cibles du paludisme : 42 millions de calculs d’« amarrage » moléculaire, qui ont débouché sur de nouveaux inhibiteurs confirmés en laboratoire. L’opération a été renouvelée en 2006 contre la grippe aviaire. Avant de passer à la paillasse, on peut ainsi explorer beaucoup plus de pistes, beaucoup plus vite. Cet usage médical a ensuite permis au LPC d’accueillir des biologistes : le laboratoire compte aujourd’hui un pôle « Santé et environnement ».
Recherche publique et industrie : rien d’« impur »
Dans l’entretien qu’il a accordé à TES, Maurice Allègre, ancien délégué à l’informatique du Plan Calcul, explique qu’« à l’époque, il était impossible en France de faire collaborer université et industrie » et que « c’était considéré comme impur par les gens du CNRS ». Il ajoute d’ailleurs qu’« aujourd’hui, heureusement, les choses ont évolué ». Je ne peux pas juger les années 1960. Mais je peux témoigner que, depuis plus de trente ans, dans mon domaine, c’est exactement l’inverse.
Les laboratoires français engagés au LHC relèvent du CEA ou du CNRS. Ceux du CNRS (institut IN2P3) sont des unités mixtes de recherche (UMR) associées aux universités, gage d’une étroite coopération entre personnels du CNRS et universitaires : mon laboratoire de Clermont-Ferrand est l’UMR 6533. Dans notre discipline, ce sont les physiciens qui conçoivent eux-mêmes leurs détecteurs, avec leurs ingénieurs et techniciens, au terme d’une R&D qui a duré une quinzaine d’années pour le LHC. Les pièces sont ensuite produites en très grandes séries (des dizaines de milliers de cartes électroniques, par exemple) par des industriels de pointe, retenus sur appel d’offres international selon des cahiers des charges très stricts.
Le partenariat va souvent plus loin. Pour le calorimètre hadronique d’ATLAS, dont notre groupe a été l’un des principaux responsables de la conception à l’exploitation, nous avions besoin de photomultiplicateurs (des capteurs capables de détecter un seul photon) compacts et performants. Une entreprise franco-britannique réputée, installée près de chez nous, n’a pas donné suite. Nous avons alors travaillé plusieurs années avec un industriel japonais, Hamamatsu, pour adapter un tube très novateur à nos besoins. Le fabricant présentait lui-même ce produit comme le fruit de sa collaboration avec notre laboratoire. Il a ensuite remporté l’appel d’offres mondial face à des concurrents européens, russes et américains, et livré quelque 10 000 tubes. Chaque lot était validé sur un banc de test conçu à Clermont et reproduit dans les autres laboratoires. Ce calorimètre de 2 900 tonnes est aujourd’hui la pièce la plus lourde d’ATLAS, et la communauté le considère comme le plus performant des calorimètres hadroniques du LHC. Je n’y vois rien d’« impur ». Plus largement, la recherche fondamentale débouche sur des innovations pratiques, issues à la fois des connaissances nouvelles qu’elle produit et des moyens techniques nouveaux qu’elle exige : c’est tout le sens du programme de transfert de technologies du CERN, qui met l’industrie en relation avec ses technologies, son expertise et ses installations.
Le CERN, un modèle copié
La recension cite, parmi les handicaps européens, la multiplicité des langues (l’Union en compte vingt-quatre officielles). Ce n’a jamais été un frein au CERN, où l’on en parle bien davantage. Elle salue aussi les Bell Labs, qui réunissaient théoriciens, expérimentateurs et ingénieurs. Le CERN fait de même, dans encore plus de disciplines et à l’échelle de la planète. Le tunnel de 27 kilomètres creusé pour le collisionneur LEP, puis réutilisé pour le LHC, a été le plus grand chantier de génie civil d’Europe avant le tunnel sous la Manche : ses deux extrémités se sont rejointes à un centimètre près en 1988. Ce type de savoir-faire en métrologie souterraine, qui consiste notamment à reporter au fond des puits d’accès des coordonnées de surface ultra-précises, a aussi été l’une des clés du percement du tunnel sous la Manche. Lors de l’inauguration du LHC, le 21 octobre 2008, son chef de projet Lyn Evans le décrivait comme « l’instrument scientifique le plus grand et le plus sophistiqué jamais construit ».
Ce modèle a été copié. En décembre 1962, James Watson et John Kendrew, tout juste nobélisés, rendent visite au directeur général du CERN, Victor Weisskopf. De ces échanges naît l’idée d’un laboratoire européen de biologie bâti sur le modèle du CERN. La conférence intergouvernementale qui le prépare se réunit pour la première fois au CERN, en 1969, et l’accord fondant le Laboratoire européen de biologie moléculaire (EMBL) est signé le 10 mai 1973. L’EMBL compte aujourd’hui six sites et 29 États membres. Plus récemment, l’organisation ITER, chargée du grand projet de fusion, a signé en 2008 un accord de coopération avec le CERN, qui travaille aussi avec l’ESA, l’ESO ou l’ESRF.
Cette Europe-là est celle de la science, pas celle des traités. Elle compte 25 États membres et 11 États membres associés, et des accords de coopération la lient à plusieurs dizaines d’autres pays. Le Royaume-Uni a quitté l’Union européenne, pas le CERN. Les États-Unis, le Japon, le Canada ou l’Inde ont contribué au LHC, et les physiciens américains y viennent en nombre. Les deux expériences concurrentes ATLAS et CMS ont même signé ensemble, en 2015, un article sur la masse du boson de Higgs qui comptait 5 154 auteurs (voir ma précédente tribune).
Ce qu’il faudrait dire au « président du futur »
Les leçons qu’Isaacson tire de l’histoire du numérique (créativité collective, transmission entre générations, diversité des profils, pouvoir distribué) sont justes. Les physiciens les pratiquent depuis longtemps, parce que c’est ainsi que se construit la science. Mais il manque une dimension à une analyse centrée sur les entreprises, dont la vocation est de faire du profit : l’innovation naît aussi de la recherche fondamentale, à la fois dans ses découvertes et dans les outils qu’elle doit inventer pour progresser. Le CERN illustre les deux.
Fabiola Gianotti, alors directrice générale du CERN, le rappelait en 2018 au Forum de Davos, qu’elle coprésidait : « L’histoire montre que, très souvent, les avancées décisives sont le fruit de la recherche fondamentale. Par exemple, la mécanique quantique et la relativité, considérées à l’origine comme des spéculations inutiles, sont à présent à la base d’une grande partie de l’électronique moderne et des systèmes GPS. »
Mettons donc le livre de Walter Isaacson entre les mains du futur président du futur, comme le propose Jean-Paul Oury, mais avec un post-scriptum. L’innovation n’est pas l’exclusivité de l’Amérique. L’Europe dispose d’organismes de recherche, nationaux et internationaux, capables d’innover au plus haut niveau. Et l’innovation ne se limite pas à la technologie : la science fondamentale nourrit aussi notre culture, de la théorie de l’évolution au modèle cosmologique standard. Le Web lui-même en est la preuve : il est né d’un besoin de physiciens, et il est aujourd’hui « pour tout le monde ».
À propos de l’auteur
François Vazeille est physicien des particules, ancien directeur de recherche émérite du CNRS au Laboratoire de physique de Clermont Auvergne (LPCA, CNRS/IN2P3 – Université Clermont Auvergne). Membre fondateur de la collaboration ATLAS au LHC du CERN, dont il a dirigé l’équipe clermontoise, il a participé à seize expériences au CERN. Il a reçu en 2017 le prix Fernand Mège de l’Académie des sciences, belles-lettres et arts de Clermont-Ferrand pour l’ensemble de sa carrière.
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