CEAS_lejournal_47 - CEA Saclay

Plateforme d'interaction
laser-matière de Saclay.
© P. STOPPA / CEA

édito
Le laser a cinquante ans. À l’origine,
c’était une simple curiosité de laboratoire,
dont nul n’imaginait la brillante carrière qui
serait la sienne. Qui aurait pensé que cette
nouvelle lumière s’introduirait dans notre
quotidien et révolutionnerait les
communications au point de nous faire entrer
dans une ère nouvelle ?
Le dossier du journal vous permettra de vous
familiariser avec le laser, cet objet faussement
simple, qui appartient au monde étrange de
la mécanique quantique. C’est à la fois un outil
à usages multiples, qui s’est imposé dans
quantité de secteurs techniques et industriels,
et un outil
extraordinaire
UN OUTIL
EXTRAORDINAIRE
D’EXPLORATION DE “LA MATIÈRE
”
d’exploration de
la matière. Dans
ce domaine, le
Plateau de Saclay
possède un
potentiel de
niveau mondial.
Ce numéro du journal permettra d’aborder
un sujet sensible : certains examens
médicaux, les scintigraphies, utilisent un
élément radioactif produit dans un petit
nombre de réacteurs nucléaires de recherche
qui, les uns après les autres, ont connu des
défaillances, mettant en péril la production
mondiale. Le réacteur du centre CEA de
Saclay, Osiris, a adapté son programme de
travail pour apporter une réponse à cette
demande.
Enfin, le parcours scientifique exemplaire
d’un grand chercheur de Saclay aujourd’hui
disparu, Étienne Roth, permet de comprendre
comment les missions originales du CEA ont
irrigué de nombreuses disciplines, contribuant
à son rayonnement bien au-delà du nucléaire.
Yves Caristan,
Directeur du centre CEA
de Saclay
6 CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL

Un laser excite les atomes de
sodium des hautes couches de
l'atmosphère qui émettent à leur
tour une lumière. Cette « étoile
artificielle » peut être exploitée
pour affranchir les télescopes
terrestres des perturbations
apportées par l'atmosphère.
Saclay, terre
Saclay, terre pionnière du laser DOSSIER
laser
pionnière du
En 50 ans, le laser s’est imposé dans des domaines
d’une infinie variété. Il constitue un outil de recherches
fondamentales et d’avancées technologiques d’une grande
richesse. Zoom sur le laser au centre CEA de Saclay.
© CNRS PHOTOTHÈQUE / CLAUDE DELHAYE
L
e laser, ou plutôt le processus physique
qui le fonde, est resté plus de quarante
ans à l'état de concept dans les écrits
d'Einstein, avant de prendre corps
grâce notamment aux progrès technologiques
accomplis dans le domaine des radars au cours
de la deuxième guerre mondiale et aux travaux
de physique atomique du Français Alfred
Kastler. Deux ans après le « maser », sorte de
laser à micro-ondes, Charles Townes, Arthur
Schawlow et Theodore Maiman, pour ne citer
qu'eux, inventent le laser en 1960. Avec lui, la
lumière se métamorphose. Elle devient un
« faisceau » directionnel, d’une seule couleur,
très pure. Au départ simple curiosité, le laser
trouve assez vite des applications variées : analyse
chimique, mesure de vitesse, etc. Le laser,
à émission continue ou à impulsions, devient un
univers en soi, avec des architectures et des
matériaux diversifiés. Une course à la puissance
et aux courtes durées d'impulsions s'engage
au fil du temps pour ouvrir toujours plus
les champs d’utilisation des lasers. Le CEA, et
en particulier le centre de Saclay, participe à ces
travaux depuis les années 1960.
Cinquante ans plus tard, le laser est omniprésent
dans notre univers quotidien : il lit les
DVD et les codes barres des marchandises,
transporte des informations dans des fibres
optiques, soigne des pathologies variées, perce,
découpe ou soude des pièces industrielles, etc.
Il a révolutionné les recherches en optique,
notamment en optique quantique et en optique
atomique, et plus largement, dans la physique
des interactions entre lumière et matière.
Aujourd'hui, le projet phare du CEA en matière
de laser est incontestablement le Laser Mégajoule,
au Cesta 1 , près de Bordeaux. Destiné à
simuler le fonctionnement d’une arme
nucléaire après l’arrêt des essais nucléaires
français, il permettra aussi de progresser dans
la compréhension de la physique des hautes
énergies.
Plateau de Saclay : une spécialité
d’impulsions ultra-courtes
Sur le centre CEA de Saclay, les lasers sont au
cœur de développements technologiques pour
l’analyse chimique, le nettoyage de surfaces,
le perçage ou la production de nanopoudres.
Une variété particulière de lasers, dits à impulsions
ultra-courtes, constitue un outil de choix
pour sonder la matière. Les physiciens et chimistes
de l’IRAMIS 2 disposent pour ces recherches
fondamentales d’un parc de lasers, qui est
également ouvert aux chercheurs européens.
De façon plus générale, une communauté scientifique
assez importante s’est développée sur le
Plateau de Saclay avec, notamment, l’Institut
d’optique, le Laboratoire d’optique appliquée 3
(LOA), le Laboratoire d’optique et biosciences 4
(LOB) et le Laboratoire pour l’utilisation des
lasers intenses 5 (LULI).
1/ Centre d’études scientifiques et techniques
d’Aquitaine. 2/ Institut rayonnement et matière de
Saclay. 3/ Unité mixte ENSTA ParisTech, CNRS, École
polytechnique. 4/ Unité mixte CNRS, INSERM, École
polytechnique. 5/ Unité mixte CNRS, École
polytechnique, CEA, Université Paris 6.
> Pour comprendre les principales propriétés
du laser, rendez-vous page 5
CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL
3

DOSSIER Saclay, terre pionnière du laser
Lasers à tout faire
1
© P. STROPPA / CEA
Des équipes du centre CEA de Saclay développent des
techniques utilisant des lasers, pour des usages industriels ou
scientifiques variés : décapage, découpe, analyse...
L
e laser est capable d’échauffer la matière
au point de la vaporiser. Il peut être acheminé
vers une destination précise dans
des fibres optiques et focalisé sur la surface
voulue. En ajustant la couleur, la durée, la fréquence
des flashes (pour les lasers impulsionnels)
et la puissance délivrée, on peut régler
les conditions optimales pour un effet particulier.
Il est ensuite facile de reproduire cet effet
à volonté.
Découpe et décapage
Ces particularités font du laser un outil intéressant
pour le décapage ou la découpe, sur les
chantiers de démantèlement des installations
nucléaires par exemple. Enlever une couche
superficielle 1 d’un matériau à raison d’un mètre
carré par heure, c’est la performance affichée
par le dispositif Aspilaser mis au point par des
ingénieurs de la Direction de l’énergie
nucléaire 2 . Il est bien adapté à la décontamination
de peintures murales avec ses commandes
à distance et son système de récupération des
matières vaporisées. Il a été testé avec succès
dans plusieurs installations du CEA, à Saclay
et à Cadarache. Aspilaser a également été mis
en œuvre, en collaboration avec le Laboratoire
de recherche des monuments historiques, sur
la cathédrale de Saint-Denis : il s’agissait
notamment d’élucider l’origine du jaunissement
observé à la suite de traitements laser
pratiqués sans récupération des aérosols produits
par le décapage.
Le feu sous l’eau
La découpe par laser est un autre axe de développement
pour le démantèlement. Le travail
effectué au CEA 3 consiste à adapter le procédé
aux contraintes particulières de ces chantiers,
grâce à un moyen d'essais en grandeur réelle.
Celui-ci fonctionne dans l’air ou sous cinq
mètres d'eau. Il est en effet intéressant de pouvoir
découper sous eau des objets radioactifs
stockés en piscine avant de les transférer dans
1/ La plateforme PLANI propose
une large palette de développements
utilisant des lasers à impulsions
nanoseconde (10 -9 s), dont le
micro-usinage (www-plani.cea.fr).
2/ La technique laser mise au point à
Saclay permet de décaper des surfaces.
Elle peut être mise en œuvre dans un
chantier de démantèlement pour ôter la
peinture sur des murs potentiellement
contaminés.
4 CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL

Saclay, terre pionnière du laser DOSSIER
REPÈRES SUR LE LASER
Qu’est-ce que le laser ?
Le laser est une lumière dont tous les photons
sont identiques. Les photons d'un laser sont
disciplinés comme des soldats à la parade :
ils ont la même couleur (ou énergie), se
déplacent tous dans la même direction et
marchent au pas !
La lumière, des photons de moyenne
énergie
Les ondes radio ou les rayons X en radiologie
sont de la même nature que la lumière du soleil.
Toutes ces ondes ne diffèrent que par leur
« longueur d’onde » ou, de façon équivalente, par
l’énergie des photons (quanta de lumière) qui la
composent. Les photons de la lumière rouge sont
moins énergétiques que ceux de la lumière
violette. De même, les photons des ondes radio
sont beaucoup moins énergétiques que ceux de
la lumière visible alors que ceux des rayons X le
sont beaucoup plus.
Le laser est un amplificateur
de lumière
Comme son nom l’indique (Light Amplification
by Stimulated Emission of Radiation), le laser
est une source basée sur l’amplification de la
lumière. Ce sont les atomes qui émettent la
lumière laser suivant le processus suivant : dans
des conditions particulières, un atome éclairé
par un photon émet un autre photon, copie
conforme du premier. Ce processus, qui
s'appelle l'émission stimulée, est en soi un
mécanisme amplificateur. Habituellement, il est
masqué par un autre processus beaucoup plus
banal : l’émission spontanée. Un atome excité
émet le plus souvent un photon dans une
direction quelconque.
Pour obtenir un effet laser, il faut que les
photons engendrés par émission stimulée soient
largement majoritaires. Pour cela, il faut
préparer le plus possible d’atomes dans l’état
d’énergie le plus favorable à l'émission stimulée,
à l'aide de flashes lumineux ou de décharges
électriques. Il faut également « recycler » au
maximum les photons stimulateurs. C'est
pourquoi un laser comporte toujours un
dispositif optique qui fait parcourir aux photons
de nombreux allers et retours dans le milieu
atomique émetteur... avant d'en laisser
échapper quelques-uns, ceux-là mêmes qui
vont constituer le faisceau laser.
Un spectre de raies
La lumière émise par un atome est complexe.
Si on l'analyse avec un prisme, on observe une
ou plusieurs raies, qui constituent son spectre,
ou encore sa décomposition en énergie.
La lumière absorbée par le même atome a un
spectre en tous points semblable, mais en
creux. Le spectre d'un laser, quant à lui, peut
être plus étroit que les raies d'émission ou
d'absorption atomiques. Le système optique qui
démultiplie le parcours des photons dans le
milieu amplificateur a pour effet d’affiner
la largeur spectrale du laser.
des conditionnements de dimension standard.
Par ailleurs, la tête de découpe travaille à 120
mètres de la source laser, qui peut être déportée
en dehors de la zone exposée. Non seulement
le procédé offre l'avantage d'être
opérationnel dans l'eau mais il produit également
moins d’aérosols que le procédé de référence
(plasma). Le procédé laser est retenu
pour le démantèlement de l'usine d'extraction
du plutonium UP1 de Marcoule et pourrait
2
l’être aussi pour le futur chantier du réacteur
nucléaire Phénix, à Marcoule également.
Chauffer jusqu'à produire
un plasma
Chauffer un matériau à l'aide d'un laser au point
de créer un minuscule plasma 4 , tel est le principe
d'une technique d'analyse chimique baptisée
LIBS 5 , qui figure parmi les toutes premières
applications des lasers (dès 1962). Les ions du
plasma émettent chacun un signal lumineux
caractéristique. La détection de ce signal permet
de doser chaque élément présent avec une
excellente sensibilité. Le champ d'application de
la LIBS est très large. On peut citer l'analyse des
roches martiennes sur le robot de la mission
Mars Science Laboratory de la NASA, dont le
lancement devrait avoir lieu en 2011. Des ingénieurs
de Saclay 2 ont participé à la conception
de cet instrument qui sera commandé sur Mars
depuis la Terre. Dans un tout autre domaine,
une application de la LIBS, en cours de développement,
vise à doser le phosphore dans les protéines
fixées sur une puce à protéines 6 . Il s'agit
d'un indicateur précieux de l'état de dégradation
des molécules, qui pourrait être à terme
exploité pour la recherche clinique en cancérologie
ou pour étudier les modifications des
protéines liées à l’environnement.
© P. STROPPA / CEA
1/ D’un dixième de millimètre d’épaisseur.
2/ Au Département de physico-chimie.
3/ Au Département de modélisation des systèmes et
structures, de la Direction de l'énergie nucléaire.
4/ Un plasma est un état particulier de la matière,
constitué d'ions (atomes privés d'un ou plusieurs
électrons) et d'électrons.
5/ Laser Induced Breakdown Spectroscopy.
6/ Une puce à protéines permet d’identifier les protéines
présentes dans un liquide à analyser, à l’aide d’anticorps
sélectifs fixés au préalable sur la puce.
CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL 5

DOSSIER Saclay, terre pionnière du laser
3
3/ La découpe laser produit moins d’aérosols
que les procédés concurrents.
4/ La synthèse de poudres nanométriques par
pyrolyse laser repose sur l’interaction entre le
faisceau laser infrarouge d’un laser à dioxyde
de carbone et un flux de réactifs gazeux ou
liquides.
5/ Poste de commande d’essais de découpe
laser, en vue de la qualification du procédé
pour le démantèlement d’une installation
nucléaire du centre CEA de Marcoule.
6/ Robot de découpe laser téléopéré.
ment. Le procédé laser permet de fabriquer une
nanopoudre ultra-légère qui doit ensuite être
compactée. Le produit final peut être homogène
ou composite, c’est-à-dire constitué de
fibres céramiques tissées, noyées dans une
matrice de même nature. Il reste à vérifier que
les matériaux tiendront leurs promesses en
matière de résistance mécanique et de tenue
aux rayonnements.
« La découpe laser peut être opérée
à distance, sous l’eau, avec une
moindre émission d’aérosols que
les procédés concurrents. »
© A. GONIN / CEA
4
© P. STROPPA / CEA
Chauffage laser pour réactions
chimiques
L’échauffement par laser peut aussi être mis à
profit pour déclencher des réactions chimiques
et produire des nanostructures 7 de compositions
et de dimensions contrôlées : c’est la
pyrolyse laser. Tandis que des chercheurs de
l’IRAMIS optimisent des poudres capables de
neutraliser des polluants organiques dans l’environnement,
ou des cristaux biocompatibles
utilisables comme marqueurs photo-luminescents,
une équipe de la Direction de l’énergie
nucléaire 8 s’est spécialisée dans les céramiques
à base de carbure de silicium (SiC). Ces
matériaux sont pressentis pour les réacteurs
nucléaires de future génération dont le cœur
fonctionnera à plus haute température et à un
niveau d’irradiation plus élevé qu’actuelle-
Laser et spectroscopie
La finesse spectrale du laser peut également
être exploitée pour sonder des propriétés atomiques
et moléculaires comme l’absorption. En
balayant la fréquence du laser autour de
valeurs répertoriées dans des atlas de raies et
en enregistrant la lumière transmise par le
milieu, il est possible de dessiner un spectre
d’absorption et d’en déduire la concentration
d’un élément particulier. Les diodes laser commercialisées
pour les télécommunications se
prêtent particulièrement bien à la détection de
traces gazeuses. Cette technique est à l’étude
à Saclay 2 à la fois pour des tests de fuite d’équipements
sous vide dans des installations de
fusion nucléaire comme Iter 9 , le contrôle de
l’étanchéité de colis de déchets radioactifs
avant stockage, ou la détection de relâchements
gazeux pour la sûreté des réacteurs
nucléaires du futur.
Trier les atomes un à un
Une autre manière d’utiliser la pureté spectrale
du laser consiste à bombarder des atomes
avec trois ou quatre faisceaux laser, réglés à
des énergies (ou couleurs) bien précises, pour
arracher sélectivement un électron à certains
atomes : on parle alors de photo-ionisation.
Les atomes devenus ainsi des ions sont porteurs
d’une charge électrique. Il est alors facile
de les isoler en leur appliquant un champ
électrique. C’est ainsi que les exploitants du
GANIL 10 vont extraire les ions lourds utiles qui
seront créés en même temps que quantité
6 CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL

Saclay, terre pionnière du laser DOSSIER
d’autres ions parasites dans la future installation
Spiral2. Cette dernière produira et accélèrera
des noyaux exotiques uniques au monde
à partir de 2012.
Retour à l’envoyeur
Le laser est aussi un concentré de lumière qui,
dirigé sur une cible diffusante située même à
grande distance, peut être analysé en retour.
C’est le principe de fonctionnement du Lidar 11 ,
très utile aux climatologues du LSCE 12 pour
étudier la nature des polluants atmosphériques
particulaires, leur trajectoire et leur variabilité.
Il ne s’applique pas qu’aux aérosols contenus
dans l’air mais aussi... à la végétation aérienne.
Il est ainsi possible de décrire la structure d’une
canopée forestière et de surveiller son devenir
pour modéliser de manière réaliste les puits de
carbone importants que sont les forêts, éléments
clés de l’équilibre climatique de la Terre.
Démultiplier la sensibilité de
la RMN 13
Enfin, le laser peut influencer l’aimantation des
noyaux atomiques. Une équipe de l’IRAMIS
s’est fait une spécialité de la préparation, par
irradiation laser, de noyaux de xénon pour des
analyses par RMN. Après traitement, ce n’est
plus seulement un noyau atomique sur
200 000 qui contribue au signal de RMN,
comme c’est le cas dans un champ magnétique
déjà très intense, mais la moitié d’entre eux ! Le
gain en sensibilité – spectaculaire – de plusieurs
dizaines de milliers est sans commune mesure
avec celui qu’on peut espérer atteindre en augmentant
le champ magnétique statique de la
RMN. Cerise sur le gâteau : ces noyaux de
xénon « hyperpolarisés » peuvent transférer,
dans certaines conditions, leur propriété à
d’autres noyaux plus courants en RMN, comme
les protons.
7/ De dimensions exprimées en nanomètres, entre 10 -9 et
10 -6 mètre.
8/ Au Département des matériaux nucléaires.
9/ International Thermonuclear Experimental Reactor.
10/ Grand accélérateur national d’ions lourds, à Caen
(CEA, CNRS).
11/ LIght Detection And Ranging.
12/ Laboratoire des sciences du climat et de
l’environnement, unité mixte CEA, CNRS et Université
Versailles-Saint-Quentin.
13/ La résonance magnétique nucléaire est une technique
d’analyse chimique. Elle est utilisée en imagerie médicale
(IRM).
5
Le saviezvous?
Quatre faisceaux laser hélium-néon de couleur rouge ont
permis de contrôler l’alignement de la tour Montparnasse au
cours de sa construction.
•••••
La distance Terre-Lune a été mesurée par des astronomes
français avec un laser, grâce à des miroirs posés sur le sol
lunaire par les astronautes d'une mission Apollo. La mesure du
temps de voyage de l'impulsion laser (2,6 secondes) a conduit à
une valeur voisine de 384 000 km, avec une précision de
3 mm ! Les chercheurs ont constaté que la Lune s'éloigne de
notre planète de 3 à 5 cm par an…
•••••
Suivant le même principe, les « radars » de la gendarmerie
utilisent des diodes laser infra-rouges (invisibles) pour
contrôler la vitesse des automobiles. La précision est en
principe de l'ordre de 0,1 km/h.
•••••
L'industrie automobile allemande pratique le soudage par laser
qui autorise, notamment, la réalisation de joints continus.
•••••
Des « gyrolasers » équipent fusées, missiles et avions.
Insensibles aux vibrations, ces capteurs - constitués d’un bloc
de céramique dans lequel circulent en sens contraires deux
faisceaux laser - mesurent en effet l’accélération avec une
sensibilité remarquable.
•••••
Des lidars associés à des lasers ultraviolets ont été utilisés pour
suivre l’évolution du trou d’ozone dans la stratosphère
terrestre. Ils ont également permis de surveiller l’impact des
éruptions volcaniques majeures sur le climat global, en
particulier celle du Mont Pinatubo, aux Philippines.
•••••
Il est possible d'obtenir une excellente image pulmonaire par IRM
en faisant inhaler au patient de l'hélium « hyperpolarisé »
préparé avec des lasers.
6
© P. DUMAS / CEA
© P. DUMAS / CEA
CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL 97

DOSSIER Saclay, terre pionnière du laser
Quand les photons
font danser les électrons
Les lasers à impulsions ultra-courtes ont permis de repousser les limites spatiales et
temporelles de l’interaction laser-matière. Ils peuvent aussi accélérer des particules,
ouvrant la voie notamment à la protonthérapie par laser pour soigner certains cancers.
Deux premières mondiales au centre CEA
de Saclay
Dans les années 1970, Pierre Agostini et
ses collaborateurs mettent en évidence,
pour la première fois,
l’« ionisation multiphotonique ».
Un atome bombardé par un faible flux de
photons ne peut être ionisé que si l’énergie
du photon est suffisante. En d’autres
termes, un électron ne peut être arraché à
cet atome que s’il absorbe un photon assez
énergétique.
Les physiciens de Saclay ont montré qu’un
atome éclairé par des photons peu
énergétiques (en dessous du seuil
d’ionisation), délivrés par un laser intense,
peut absorber plusieurs photons d’un
coup… et être ionisé. C’est une nouvelle
manière de communiquer de l’énergie
lumineuse à la matière qui est alors
inventée !
Une dizaine d’années plus tard, la même
équipe découvre la génération
d’harmoniques d’ordres élevés. Dans ce
cas, l’énergie lumineuse communiquée à
l’électron se situe juste en dessous du seuil
d’ionisation, puisque l’électron revient vers
le noyau atomique après s’en être éloigné.
Une plateforme laser européenne à Saclay
Ouverte aux chercheurs européens, la
plateforme SLIC de l'IRAMIS (Saclay Laser
Matter Interaction Center) est composée de
trois lasers à impulsions ultra-courtes.
Le plus puissant des trois, le laser UHI,
affiche 100 térawatts (soit 10 14 W). Chaque
année, plus de 80 scientifiques utilisent des
lasers du SLIC. Un tiers d'entre eux sont
extérieurs au CEA et collaborent avec des
chercheurs du CEA. SLIC est intégrée depuis
2004 au consortium européen LASERLAB-
EUROPE qui regroupe actuellement
42 laboratoires de 19 États membres.
http://www.laserlab-europe.net/
L
es impulsions laser dont la durée se chiffre
couramment en milliardièmes de
seconde (nanoseconde ou ns) se prêtent
à un éclairage stroboscopique à très haute
cadence : éclairer par flashes ultra-brefs une
scène animée permet en effet d’enregistrer avec
une excellente résolution temporelle les images
du « film » de l’événement. La scène peut être...
une réaction chimique, ou plus simplement
encore, la dissociation d’une molécule. Or le laser
peut aussi bien rompre une liaison chimique en
apportant l’énergie nécessaire, ou sonder l’état
des électrons engagés dans cette liaison.
© P. STROPPA / CEA
Un des trois serveurs laser de la plateforme SLIC d’étude
des interactions laser-matière de Saclay, caractérisé par un
taux de répétition d’impulsions laser élevé (kHz). Au premier
plan, préparation du faisceau laser (lumière verte).
Une chimie à haute résolution
temporelle
Cette idée a été mise en œuvre avec des lasers à
impulsions encore plus courtes, dont la durée se
situe dans le domaine des picosecondes (millionième
de millionième de seconde : ps), voire des
dizaines de femtosecondes (millième de picoseconde
: fs). D’où le nom de femtochimie. Une
première impulsion excite une molécule, ce qui
se traduit par toute une série de réaménagements
de ses électrons périphériques, pouvant
conduire à un changement de structure ou
même à la dissociation de la molécule. Une
seconde impulsion, synchronisée sur la première,
permet de suivre le déroulé des événements.
Une équipe de l’IRAMIS 1 étudie ainsi,
entre autres, des molécules « photochromes »,
capables de basculer d’un état stable à un autre
lorsqu’elles sont éclairées, et des molécules organiques
potentiellement intéressantes pour des
cellules photovoltaïques.
Longueur d’onde ultra-courte et
spectre ultra-large
Les lasers dits « femtoseconde » permettent d’explorer
les interactions laser-matière à l’échelle
de l’atome. Pour observer les électrons euxmêmes,
les physiciens visent des durées d'impulsion
encore plus brèves. Ils se heurtent alors à
deux limites fondamentales. Conserver quelques
oscillations du champ électromagnétique
le temps d'une impulsion laser n'est possible que
si on raccourcit aussi la longueur d’onde. Il faut
donc impérativement aller vers l'UV et les
rayons X. Par ailleurs, la physique stipule que si
on veut diminuer la durée d’une impulsion
laser, il faut élargir d’autant son spectre. Ceci
explique que les lasers femtoseconde ne collent
plus à la représentation classique du laser monochromatique.
La largeur spectrale associée à une
impulsion de 10 fs s’étend en effet sur un quart
du spectre visible ! Pour avancer dans la course
à l'ultra-bref, il faut donc tendre à la fois vers des
longueurs d’onde ultra-courtes et des spectres
ultra-larges...
Des harmoniques lumineuses
La solution est venue d’un effet non linéaire
spectaculaire, observé en 1987 pour la première
fois à Saclay et à Chicago : la « génération
d’harmoniques d’ordres élevés » dans un gaz
atomique éclairé par un laser femtoseconde
intense. Les électrons périphériques des atomes
sont alors soumis au champ électrique instantané
de l’onde laser, qui « écrase » le champ
électrostatique créé par le noyau de l’atome. Le
temps d’une oscillation du champ électromagnétique,
ce champ éjecte hors de l’atome
l’électron et lui communique une très grande
vitesse. À l’oscillation suivante, l’électron
8 CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL

Saclay, terre pionnière du laser DOSSIER
Interaction laser-plasma à ultra-haute intensité :
sous le choc, la matière explose, ce qui permet
d’étudier les transferts d’énergie, le
comportement de particules accélérées, etc.
On distingue le réseau de diffraction qui
réduit d’un facteur 10 000 la durée des
impulsions lumineuses et permet
d’augmenter d’autant la puissance du
laser. Détail de l’installation de la
plateforme SLIC desservie par le
laser Ultra haute intensité.
© P. STROPPA / CEA
Deux photons rouges égalent un photon bleu
Les lasers à haute intensité lumineuse ont révélé un pan de la
physique ignoré jusque-là : l'optique non linéaire. Un électron
éclairé par un laser rouge peut absorber un premier photon, et
avant de revenir à son état initial, il peut réabsorber un second
photon, si le « débit » de photons du laser l'autorise. Lorsqu'il
revient à son état stable, il peut émettre un photon bleu, dont
l'énergie vaut le double de celle d'un photon rouge. Ce photon
bleu s'appelle une harmonique d'ordre deux.
Comment les lasers femtoseconde
ont acquis de la puissance
La progression en puissance des lasers à impulsions
ultra-courtes a longtemps été entravée par la tenue au
flux des composants optiques. Jusqu’à ce qu'une astuce
permette de repousser cette limite. Le spectre des
impulsions laser est d'abord étiré à l'aide d'un
composant dispersif, ce qui a pour effet d'allonger leur
durée et de réduire d'autant leur puissance.
Il est alors possible, sans dommages, d'amplifier d'un
facteur 10 000 l'énergie des impulsions laser. Il suffit
enfin de recomprimer le spectre pour obtenir des
impulsions de même durée que les impulsions initiales,
mais d'énergie bien supérieure.
Cette innovation importante a été apportée en 1985 par
Gérard Mourou, actuellement Directeur de l’Unité mixte
de service « Institut de lumière extrême », à Palaiseau.
CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL 9

DOSSIER Saclay, terre pionnière du laser
Modules de pré-amplification des faisceaux
laser de la Ligne d’intégration laser (LIL).
La LIL est le prototype du futur laser
Mégajoule, au centre CEA de la Direction des
applications militaires, près de Bordeaux.
© P. STROPPA / CEA
revient heurter avec une violence extrême le
noyau. Ce phénomène se répète à la fréquence
de l’onde laser, toutes les femtosecondes, et
s’accompagne d’une émission lumineuse extraordinairement
énergétique, composée d’impulsions
de quelques centaines d’attosecondes
(millième de femtoseconde : as) seulement.
Cette sorte de « danse » très rythmée des électrons
donne au spectre de cette lumière une
allure de peigne dont les dents sont les harmoniques
(ou multiples) de la fréquence de l’onde
incidente. Des énergies photoniques jusqu’à
300 fois supérieures à celle de l’onde initiale
ont été relevées. C’est justement la source dont
les physiciens rêvaient pour observer les électrons
atomiques !
Épurer l’impulsion lumineuse
Une équipe de l’IRAMIS a obtenu des résultats
semblables, avec un solide cette fois. Alors que
le verre nu est transparent à basse densité
d’énergie, il devient réfléchissant au-delà d’un
certain seuil d’éclairement lumineux, phénomène
qui s'accompagne de la génération d'harmoniques
d’ordres élevés. Après réflexion sur ce
verre baptisé « miroir plasma », le profil temporel
des impulsions est épuré et tend à ressembler
à un créneau. Un profil très favorable à d’autres
effets non linéaires à découvrir...
Caractériser et exploiter des ondes aussi éphémères
exige de l'astuce. Les équipes de l'IRAMIS
ont développé d'ingénieuses techniques pour les
détecter, les isoler et optimiser leurs caractéristiques
spatiales, spectrales et temporelles. Ainsi,
les lasers femtoseconde permettent non seulement
de progresser dans la compréhension de
l’interaction rayonnement-matière, mais ils
ouvrent également de nombreuses voies de
recherches en physique, science des matériaux,
chimie et... en médecine.
Radiothérapie et protonthérapie
par laser
Les lasers femtoseconde les plus puissants sont
capables d’accélérer des particules, et en particulier
des électrons, à des niveaux d’énergie
compatibles avec la radiothérapie. Il serait intéressant
de disposer dans les blocs opératoires
d’appareils de radiothérapie compacts pour
traiter en cours d’opération des patients atteints
de cancer. Encore plus ambitieuse, l’accélération
de protons est également envisagée avec
ces lasers. La protonthérapie offre l’avantage de
concentrer le dépôt d’énergie sur un très faible
volume, ce qui permet de traiter des tumeurs
cérébrales ou oculaires incurables en radiothérapie.
Actuellement, il n'existe en France que
deux centres de protonthérapie qui fonctionnent
avec de grands accélérateurs de particules.
S’il était possible de remplacer ces coûteux
accélérateurs par des appareils laser, la protonthérapie
pourrait enfin se développer à la
mesure des enjeux de santé publique. La même
équipe de l’IRAMIS travaille à un tel projet,
financé par OSEO, en collaboration notamment
avec des chercheurs du centre CEA de
Bruyères-le-Châtel, l’Institut Gustave Roussy
et l’Institut Curie.
1/ En collaboration notamment avec des chercheurs du
CNRS, à Lille.
repères...
Ne confondez pas avec le laser Mégajoule
Dans une interaction laser-matière à très haute intensité
(avec un laser femtoseconde), la matière est portée hors
d'équilibre avec une extrême violence et se trouve le siège
de processus transitoires. Dans une interaction à très
haute densité d'énergie (avec le Laser Mégajoule par
exemple), la matière est véritablement chauffée à des
températures record. Elle atteint un état d'équilibre
proche de celui de plasmas qui existent dans l'Univers,
au cœur des étoiles notamment. À l'IRAMIS, des experts
des deux domaines collaborent aux deux projets phares
associés : le laser Apollon de l'Institut de lumière
extrême, qui réunit 13 laboratoires du Plateau de Saclay,
et les expériences autour du Laser Mégajoule, près
de Bordeaux.
http://www-lmj.cea.fr/
Le premier laser à rayons X
Haut lieu de la physique des particules, le SLAC National
Accelerator Laboratory, en Californie, vient de réussir une
mutation spectaculaire en mettant en service en 2009
une infrastructure pluridisciplinaire : un laser à rayons X,
mille milliards de fois plus puissant que les sources
existantes !
Puissances laser : quelques éléments de comparaison
Les lasers à milieu émetteur solide sont curieusement associés aux pierres précieuses.
Le premier laser de ce type était un laser à rubis. Aujourd’hui, le laser YAG, à grenat
d’aluminium et yttrium dopé au néodyme (Nd:YAG), est très répandu, ainsi que le laser
au saphir dopé au titane (Ti:Sa), particulièrement adapté aux impulsions ultra-courtes.
LASER
LASER POUR LIDAR (Nd:YAG)
LASER DE DÉCOUPE LASER (Nd:YAG)
LASER ULTRA HAUTE INTENSITÉ
DE L’IRAMIS (Ti:Sa)
PROJET DE LASER « APOLLON » DE
L’INSTITUT DE LUMIÈRE EXTRÊME,
PRÉVU EN 2013 (Ti:Sa)
LASER MÉGAJOULE, AU CESTA,
PRÈS DE BORDEAUX, PRÉVU FIN 2014
(VERRE DOPÉ AU NÉODYME)
LASER À RAYONS X DU SLAC
AUX ÉTATS-UNIS (ACCÉLÉRATEUR
LINÉAIRE D’ÉLECTRONS)
DOMAINE
D’ÉNERGIE
ULTRA-VIOLET
INFRAROUGE
INFRAROUGE
INFRAROUGE
ULTRA-VIOLET
RAYONS X
Puissance ou énergie
0,016 joule (2.10 6 watts)
8 000 watts
10 14 watts
150 joules (10 16 watts)
4,5 10 14 watts
10 13 watts
Durée d’une impulsion
7 nanosecondes (10 -9 s)
Laser continu
10 femtosecondes (10 -15 s)
15 femtosecondes (10 -15 s)
4 nanosecondes (10 -9 s)
2 femtosecondes (10 -15 s)
10 CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL

Saclay, terre pionnière du laser DOSSIER
Alain Aspect
La révolution des lasers
Directeur de recherche au CNRS et professeur à l’Institut
d’optique et à l’École polytechnique, Alain Aspect anime le
groupe d’optique atomique du laboratoire Charles Fabry de
l’Institut d’optique (CNRS, Institut d’Optique Graduate School,
Université Paris-sud 11) à Palaiseau. Il a reçu en 2005
la médaille d’or du CNRS pour l’ensemble de ses travaux.
En 2010, le Prix Wolf de physique lui est remis, ainsi qu’à
John F. Clauser (États-Unis) et Anton Zeilinger (Autriche), pour
leurs contributions à la physique quantique.
Les photons intriqués
Les photons intriqués sont des sortes de jumeaux
qui présentent des propriétés identiques, même à
grande distance l'un de l'autre. Ce qui est étonnant
dans l’intrication quantique, c’est qu’on ne peut en
déduire que ces propriétés existaient avant la mesure.
En 1982, Alain Aspect a démontré expérimentalement
pour la première fois la réalité de cette propriété
étonnante de la mécanique quantique et tranché en
même temps un vieux débat entre Niels Bohr et Albert
Einstein sur les fondements de cette théorie.
Quelle place le laser occupe-t-il dans
notre société ?
Alain Aspect : Il occupe une place centrale. Le
laser est à la base de la société de l'information
et de la communication que nous connaissons
aujourd'hui. Il a apporté un bouleversement
comparable à la révolution industrielle permise
par la machine à vapeur. La mutation technologique
que nous vivons s'appuie sur deux piliers :
l'informatique et les transmissions à haut débit
associant fibre optique et laser.
Quelles sont les avancées
conceptuelles que le laser a permises
dans le domaine scientifique?
Alain Aspect : La pureté de la lumière laser a permis
de contrôler l'interaction entre lumière et
matière à un niveau de finesse inconnu auparavant.
Par exemple, il est possible d’explorer
avec un laser la forme des raies d'émission ou
d'absorption des atomes. Cette possibilité est la
base de nombreuses applications du laser dans
le domaine scientifique.
Le laser est pour nous un outil qui permet de
porter la matière dans des états qu'on aurait à
peine imaginés jusque-là. Un outil capable par
exemple de ralentir les atomes et de contrôler
parfaitement leur mouvement, de les faire interférer.
On peut aussi les «forcer» à émettre des
photons «intriqués». Il a été ainsi possible de
revisiter, grâce à l'expérience, des prédictions
étonnantes de la mécanique quantique et d'explorer
de nouvelles frontières de la connaissance.
Le laser le plus intense du Laboratoire d'optique
appliquée, à Palaiseau, délivre 100 térawatts, soit
10 14 watts. Une expérience est en cours de
montage dans la chambre d'interaction qui sera
ultérieurement mise sous vide.
Quels sont les points forts en matière
de laser sur le campus de Saclay ?
Alain Aspect : Au LULI, au LOA, au LOB et au
centre CEA de Saclay, c'est toute une histoire
de pionniers, à l'échelle mondiale, qui s'est
écrite depuis une trentaine d'années, avec en
particulier les lasers en impulsions. On peut
citer quelques-uns de ces pionniers qui ont
aujourd’hui passé le relais : Alain Orszag,
André Antonetti, Édouard Fabre, Claude
Manus, Pierre Agostini, Anne L’Huillier, etc.
Condensats d’atomes ultra-froids
et lasers à atomes
À très basse température, un gaz atomique peut
devenir un condensat de Bose-Einstein, c’est-à-dire
un milieu dans lequel tous les atomes sont dans le
même état quantique et qui peut être décrit comme
une seule onde de matière. Il est possible de réaliser,
à partir de condensats, des faisceaux d’ondes de
matière, véritables « lasers à atomes » où les photons
sont remplacés par des atomes.
CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL
© CNRS PHOTOTHÈQUE / ALEXIS CHEZIERE
11

DOSSIER Saclay, terre pionnière du laser
© GROUPE D’OPTIQUE ATOMIQUE,
INSTITUT D’OPTIQUE
Laser à atomes guidé. L’image montre les atomes
se propageant sur plusieurs millimètres, à
l’intérieur d’un guide horizontal créé par de la
lumière laser, jouant le rôle d’une sorte de fibre
optique pour atomes. Ce laser pourrait avoir des
applications dans des capteurs inertiels ou
gravitationnels, utiles en navigation ou pour
l’exploration du sous-sol.
« Sur le Plateau
de Saclay, c'est
toute une histoire
de pionniers qui
s'est écrite depuis
une trentaine
d'années. »
ALAIN ASPECT
© CNRS PHOTOTHÈQUE / JÉRÔME CHATIN
À l'Institut d'optique, ce sont plutôt les lasers
continus qui ont permis les expériences sur les
fondements de la mécanique quantique des
années 1980. Aujourd'hui, les travaux de Philippe
Grangier en optique quantique se positionnent
au meilleur niveau mondial et ouvrent
des perspectives prometteuses dans le traitement
quantique de l'information. Il faut également
mentionner le développement de lasers
originaux pour des besoins particuliers et la
recherche autour des « cristaux photoniques »,
c'est-à-dire des structures périodiques (ou métamatériaux)
qui ont des propriétés optiques sans
équivalent dans les matériaux conventionnels.
Parmi tous vos travaux, lequel vous
semble le plus important et
pourquoi ?
Alain Aspect : J’ai travaillé sur trois grands
sujets : les fondements de la mécanique quantique
(1974-1985, travaux aujourd’hui récompensés
par le Prix Wolf), le refroidissement des
atomes (1985-1992, avec Claude Cohen-
Tannoudji 1 ) et depuis 1992, l'optique atomique.
L'idée est de faire avec les atomes ce
qu'on sait faire avec les photons depuis longtemps
: les réfléchir sur des miroirs par exemple.
En 1995, il s'est produit un événement
considérable avec la réalisation 2 de la condensation
de Bose-Einstein d’un gaz d’atomes
ultra-froids. On a aussitôt compris que la voie
était ouverte aux lasers à atomes.
Aujourd'hui, nous maîtrisons les techniques
expérimentales extraordinairement délicates
de ces condensats et nous disposons de plusieurs
lasers atomiques. Mon préféré est un
laser dont les atomes sont guidés horizontalement
par un faisceau lumineux... issu d’un
laser photonique. À la différence des photons,
les atomes ont une masse et sont accélérés par
la gravité, ce qui provoque une augmentation
de leur énergie. Un inconvénient que n’a pas le
laser à atomes horizontal où les atomes ne tombent
plus ! Couplé à un interféromètre atomique,
un tel laser pourrait permettre de détecter
des effets gravitationnels ou inertiels avec une
sensibilité inégalée. Les applications vont de la
navigation à l’exploration du sous-sol.
Je voudrais aussi évoquer d'autres travaux de
notre groupe d'optique atomique. Chris
Westbrook a développé une technique de détection
atome par atome, sur le modèle du comptage
de photons : un point de passage obligé pour
réaliser des expériences d'optique quantique
atomique 3 . Les atomes ultra-froids offrent également
la possibilité de simuler le comportement
des électrons à l'intérieur d'un matériau et d'avoir
une approche expérimentale et non plus seulement
théorique de questions particulièrement
ardues comme l'interprétation de la conductivité
4 . Une expérience de ce type 5 a été réalisée à
l'Institut d'optique en première mondiale.
Comment percevez-vous l’émergence
du campus de Saclay ?
Alain Aspect : Je pense que le campus de
Saclay est une chance unique de créer un
ensemble universitaire analogue aux grandes
universités américaines comme le MIT 6 , à
condition que les divers établissements sachent
converger. Le RTRA (Réseau thématique de
recherches avancées) du Triangle de la physique
est un exemple réussi d’une telle convergence
entre universités, grandes écoles, CEA…
Et puis, ne négligeons pas l’effet positif de la
proximité géographique qui favorise les
contacts informels. C’est ainsi que depuis que
nous sommes leurs voisins, nous voyons beaucoup
plus souvent les chercheurs de Thales,
qui fréquentent volontiers notre cafétéria !
1/ En 1997, Claude Cohen-Tannoudji, Steven Chu et
William D. Phillips ont reçu le Prix Nobel de physique en
1999 pour « le développement de méthodes pour refroidir
et piéger des atomes avec des faisceaux laser ».
2/ Par Eric Cornell et Carl Wieman.
3/ Notamment l'effet Hanbury, Brown et Twiss transposé
aux atomes.
4/ Problème dit à N corps.
5/ Observation de la localisation d'Anderson.
6/ Massachussetts Institute of Technology, à Boston.
© CNRS PHOTOTHÈQUE / CHEZIERE ALEXIS
Sous le haut patronage de Nicolas Sarkozy,
Président de la République
Un événement présidé par le Pr Charles H. Townes,
12 CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL

Imagerie médicale SANTÉ
Cet appareil d'IRM à 3 teslas de
NeuroSpin est destiné aux études
cliniques et à des examens chez des
patients et des volontaires sains.
Alcool et mémoire
Chez les personnes dépendantes à l’alcool, on constate
des troubles de la mémoire. Grâce à l’imagerie médicale,
des chercheurs de l’unité mixte CEA-Inserm 3 « Imagerie et
Psychiatrie » se sont intéressés aux altérations structurelles
du cerveau qui en sont à l’origine.
«
Il y a une quinzaine d’années, grâce à
la tomographie par émission de positrons
(TEP 1 ), nous avions observé chez
des personnes qui avaient été dépendantes à
l’alcool une modification de l’activité de certaines
zones cérébrales associées à des tâches précises.
Nous avons renouvelé cette étude, et à
l’aide d’une technique d’imagerie plus
moderne, l’Imagerie par résonance magnétique
(IRM 2 ), nous avons recherché cette fois les
modifications de structure qui pouvaient exister
», décrit Jean-Luc Martinot, psychiatre
directeur de recherches. Les cerveaux ainsi
étudiés sont ceux d’alcooliques chroniques
sevrés, qui ont conservé une bonne insertion
sociale, et qui ont été comparés aux cerveaux
de non alcooliques avec une situation sociale
équivalente. « Nous nous sommes intéressés
aux éventuelles séquelles, aux altérations qui
persistent dans le cerveau après une cure de
désintoxication », précise J.-L. Martinot.
Moins de matière grise
Premier constat : la quantité de matière grise,
constituée par les corps mêmes des neurones,
est moindre chez les anciens alcooliques, et
cela est relié à une diminution des performances
cognitives. Deuxièmement, les chercheurs
ont constaté des altérations au niveau de la
microstructure de la matière blanche, qui renferme
en quelque sorte tous les câblages reliant
les neurones entre eux. Ces dommages ont par
ailleurs été directement corrélés avec une
moins bonne mémoire épisodique verbale
(capacité à raconter des souvenirs). « Il apparaît
donc clairement que l’alcool produit des
lésions différentes selon les structures du cerveau.
Nous nous sommes interrogés ensuite sur
un éventuel rapport avec le degré de sévérité
de l’alcoolisation. Aucun lien n’a été trouvé
entre quantité d’alcool et importance de la
perte de matière grise. Par contre, nous avons
trouvé un lien avec l’âge de début de l’intoxication,
précise J.-L. Martinot. Plus le cerveau
alcoolisé est jeune et plus il y a perte de
matière, c’est très probablement lié à un mécanisme
de croissance du cerveau qui se voit perturbé
par l’absorption d’alcool. C’est pourquoi
nous avons pris contact avec des collègues à
l’étranger pour mettre sur pied une recherche
chez des adolescents. »
Un projet européen
Avec les équipes de NeuroSpin, le centre d’IRM
du CEA, les chercheurs de l’unité « Imagerie en
psychiatrie » participent au projet européen
IMAGEN promu en France par l’Inserm, et dont
l’un des buts est d’étudier le fonctionnement
cérébral de jeunes consommateurs d’alcool en
fonction de l’apparition de l’intoxication et
d’autres troubles psychiatriques.
Émilie Gillet
1/ Le scanner TEP (ou PET Scan, en anglais) permet de
visualiser la consommation en glucose, donc en énergie,
de tissus vivants. C’est donc un outil pour étudier
l’activité du cerveau, par exemple.
2/ L’IRM permet de visualiser la structure des tissus
mous. Elle n’utilise pas de rayonnements, comme la TEP,
mais des ondes magnétiques haute fréquence.
3/ Service Hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ) et NeuroSpin.
L'IRM à 7 teslas de NeuroSpin vise à
augmenter la résolution spatiale et
temporelle des images.
CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL 13
© A. GONIN / CEA
© A. GONIN / CEA

SANTÉ Répondre à la pénurie de radio-isotopes
Face à la pénurie de radio-isotopes,
Osiris réagit
Pour répondre à une pénurie mondiale de radio-isotopes utilisés lors
d’examens d’imagerie médicale, le CEA a décidé de modifier le planning
de fonctionnement de son réacteur de recherche Osiris. De quoi permettre
à l’Europe d’envisager les mois à venir avec moins d’inquiétude.
E
n moins d’un an ce ne sont pas moins
des trois quarts de la production mondiale
de molybdène 99 ( 99 Mo) qui ont
été amputés. Une pénurie soudaine qui aurait
pu passer inaperçue, si ce n’est que le 99 Mo est
un élément radioactif indispensable à la réalisation
de 80 % des examens d’imagerie médicale
nucléaire. Appelés scintigraphies, ces
examens permettent notamment de diagnostiquer
des pathologies osseuses (fractures,
métastases…), certains cancers, et d’observer
le fonctionnement de la plupart des organes
(cœur, poumons...).
Chronique d’une pénurie
annoncée
En mai 2009, le vieillissant réacteur canadien
NRU est tombé en panne. Du jour au lendemain
45 % de la production mondiale de 99 Mo
se sont volatilisés. Et il se dit que NRU pourrait
ne jamais redémarrer... En février dernier aux
Pays-Bas, c’est au tour du réacteur HFR, qui
produisait environ 30 % du 99 Mo utilisé dans le
monde, de s’arrêter pour une opération complexe
de réparation programmée. Ces deux
réacteurs étaient les seules sources d’approvisionnement
des États-Unis.
« Il n’y a que six réacteurs capables de produire
du 99 Mo en quantité significative à l'échelle
mondiale. C’est en effet une activité qui
demande des capacités industrielles importantes
et qui utilise un matériau stratégique :
l’uranium hautement enrichi, explique Alain
Alberman, responsable de projets commerciaux
au Département des réacteurs et services
nucléaires du CEA. Face à cette pénurie, en partie
prévisible, une collaboration internationale
a été mise en place. » C’est ainsi que le CEA
Produire et utiliser du 99 Mo
Étape 1 : Réacteur nucléaire. Des cibles d’uranium hautement
enrichi sont irradiées pendant une semaine, puis chaque cible
(environ 4g) est chargée et expédiée par la route dans un
emballage de 5 tonnes de plomb.
Étape 2 : Usine d’extraction. Parmi les produits de fission, on
récupère le molybdène 99 ( 99 Mo) qui est mis en solution et expédié
par la route ou par avion dans un emballage de 250 kg environ.
Étape 3 : Usine de conditionnement et de distribution.
Le 99 Mo se désintègre avec une période* de 2,6 jours, en se
transformant spontanément en technétium 99 ( 99m Tc). Il est
conditionné puis livré aux centres d’imagerie médicale où il reste
utilisable une dizaine de jours.
Étape 4 : Centre d’imagerie médicale. Le 99m Tc est injecté au
patient et se fixe sur certains de ses organes. Grâce au
rayonnement émis, on peut observer leur fonctionnement via une
gamma caméra. Le 99m Tc disparaît avec une période de 6 heures.
* temps nécessaire pour que la radioactivité d’un élément diminue de moitié.
1 2
© P. ALLARD / REA / CEA
14 CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL

« Il n’y a que six
réacteurs capables de
produire du 99 Mo en
quantité significative
à l'échelle mondiale. »
Répondre à la pénurie de radio-isotopes SANTÉ
3
© P. ALLARD / REA / CEA
en bref...
Campus : évaluer les filières
bioénergétiques du futur
Le pôle Climat Environnement Énergie et le
pôle Paris-Île-de-France en sciences et
technologies du vivant et de
l'environnement (STVE) ont organisé
conjointement le 5 janvier 2010 à l'Orme
des Merisiers, à Saint-Aubin (91), une
journée scientifique sur l'évaluation
environnementale et économique des filières de
bioénergies. La place des bioénergies dans les
scénarios énergétiques, les risques
environnementaux associés, les impacts sur le climat
des cultures destinées aux biocarburants, ainsi que
les options technologiques de bioraffinage ont été
évoqués lors de cette journée qui a rassemblé 60
spécialistes issus principalement d'établissements
publics. Le pôle de compétitivité Industries et Agro-
Ressources était également associé à l’événement.
Les participants ont exprimé le souhait de se
constituer en communauté interdisciplinaire autour
de ce thème.
a décidé d’un nouveau planning de fonctionnement
pour son réacteur Osiris, afin de doubler
sa capacité de production de 99 Mo pour répondre
à 10 % des besoins mondiaux jusqu'à son
arrêt de maintenance programmé au 2 ème
semestre 2010.
Production en flux tendu
Une fois produit, le 99 Mo, qui est un élément
radioactif à faible durée de vie, doit être traité,
conditionné et utilisé dans les dix jours sous
forme de technétium 99 ( 99m Tc). Sa production
s’effectue donc en flux tendu et les centres
d’imagerie médicale sont réapprovisionnés très
régulièrement. « Nous nous sommes mis d’accord
avec nos partenaires européens, et notamment
le réacteur belge BR2, pour synchroniser
© P. ALLARD / REA / CEA
nos plannings afin de pallier la pénurie en
Europe. Malgré cela, il risque d’y avoir quelques
semaines difficiles fin mars et en mai. Les
centres d’imagerie médicale sont d’ores et déjà
prévenus », détaille Alain Alberman. À eux
deux, les réacteurs français et belge doivent
pouvoir répondre à une fraction allant de 50 à
75 % de la demande européenne en 99 Mo.
C’est aux États-Unis que la situation risque
d’être beaucoup plus difficile. D’après Alain
Alberman, les hôpitaux nord-américains, qui
consomment la moitié du 99m Tc produit dans le
monde, risquent de connaître des réductions
de livraison de plus de 80 % ! La fin des opérations
de maintenance sur le réacteur néerlandais
HFR est donc attendue avec impatience.
« Des dispositions ont été prises pour ne pas
dépendre d’un hypothétique redémarrage du
réacteur canadien. Par contre, si HFR ne redémarre
pas au cours de cet été, alors la crise risque
d’être durable et profonde », s’inquiète
Alain Alberman. Osiris sera très sollicité
jusqu’au démarrage de son successeur, le réacteur
de recherche Jules Horowitz (RJH) à
Cadarache, qui devrait être capable de produire
deux fois plus de 99 Mo à partir de 2015.
L’avenir est aussi à l’utilisation d’autres radioéléments
et au développement de gamma
caméras plus sensibles donc nécessitant moins
de radioactivité pour fonctionner.
1/ Préparation de la cible qui sera irradiée
en réacteur pour produire du molybdène 99.
2/ Télémanipulation en cellule blindée des
cibles après irradiation.
3/ Mise en place des coques de protection
contre les rayonnements du « château » de
transport des radio-isotopes.
Émilie Gillet
Fin de la controverse sur la disparition
des dinosaures
L’extinction massive des espèces qui a frappé les
dinosaures il y a 65 millions d’années est bien due à
la chute d’un astéroïde dans l’actuel golfe du
Mexique. Telle est la conclusion de trente années de
recherches, rendue publique dans la revue Science.
Un panel international de 41 experts y cosigne une
synthèse validant de manière magistrale la théorie de
l’astéroïde. Deux climatologues du CEA ont participé
activement à ces recherches. Cette étude met fin à
Empreintes de dinosaures, dans l’Ain.
une longue polémique, particulièrement vive en
France, avec l’hypothèse, aujourd’hui disqualifiée,
d’une origine volcanique liée aux épanchements de
laves de la région du Deccan, en Inde.
Dialogues entre mathématiques, physique théorique
et biologie
Le 18 mars 2010 s'est déroulée, à l'Institut des
hautes études scientifiques (IHÉS), une journée
scientifique avec des interventions croisées de
chercheurs de l'IHÉS et de l'Institut de physique
théorique du centre CEA de Saclay. Les deux instituts
entretiennent de nombreux liens, concrétisés – entre
autres – par des collaborations scientifiques,
l'organisation de séminaires communs et des groupes
de travail. La journée du 18 mars a réuni près de
70 mathématiciens et physiciens autour de thèmes
communs tels que la physique des interactions
fondamentales, la gravité quantique et la physique
des trous noirs, la cosmologie, la biophysique,
la physique statistique hors équilibre et discrète,
la physique des interfaces.
CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL
© CNRS PHOTOTHÈQUE / HUBERT RAGUET
15

PARCOURS Étienne Roth
Première irradiation en triple faisceau
dans JANNUS
Le 11 mars 2010, la plateforme
JANNUS de Saclay (Jumelage
d’accélérateurs pour les nanosciences,
le nucléaire et la simulation) a délivré
pour la première fois un triple faisceau
d’ions. Cette installation permet de
simuler expérimentalement le
comportement à long terme des
matériaux nucléaires. La cible des
faisceaux d’ions était un acier
développé pour les réacteurs nucléaires du futur.
Bombardé cinq heures durant par des ions de
fer, d’hélium et des protons, l’acier s’est vu
infliger un dommage équivalent à celui subi par
une gaine de combustible au bout de quatre ans
dans un réacteur nucléaire actuel ou trois mois
dans un des réacteurs du futur étudiés au CEA.
...en bref
Fermi recense les accélérateurs cosmiques
de particules
Lancé en juin 2008, Fermi est le grand
observatoire spatial de la NASA pour les rayons
gamma : il « voit » les accélérateurs cosmiques
Étienne Roth
Entre technologies nucléaires
et recherches fondamentales
C'est l'histoire d'un parcours scientifique exceptionnel, foisonnant
et emblématique du CEA lui-même. Les travaux d’Étienne Roth
(1922-2009) et de son équipe ont largement débordé de leur cadre
de recherche électronucléaire pour ensemencer la climatologie,
la géochimie, l’instrumentation laser, la recherche médicale, etc.
© FERMI LARGE AREA TELESCOPE COLLABORATION
de particules ! Les astrophysiciens de Saclay
sont chargés de détecter et d’identifier les
sources dans une région particulière de la Voie
Lactée. En une année, ils ont recensé pas moins
de 1451 astres brillants en gamma, soit près de
dix fois le nombre de sources connues jusque-là.
Près de 60 % d’entre eux ont pu être identifiés
grâce aux images qui leur sont associées dans
d’autres domaines d’énergie. 630 sources
restent aujourd’hui un mystère complet.
Femmes et science
Anne Peyroche, chercheuse CEA de la Direction
des sciences du vivant, a reçu le « Prix de la
jeune femme scientifique » pour la 9 ème édition
du Prix Irène Joliot-Curie. Nathanëlle Bouttes,
doctorante au Laboratoire des sciences du
climat et de l’environnement, compte parmi les
dix lauréates des bourses « Pour les femmes et
la science » de la fondation L’Oréal.
Collisions au LHC
Mardi 30 mars 2010, le Grand collisionneur de
hadrons (LHC) au Cern à Genève, a produit ses
premières collisions de protons à haute énergie.
Q
Étienne Roth était un chercheur passionné, d’une curiosité sans limite.
Il attachait également une très grande importance à la transmission du
savoir. Il a longtemps enseigné la « chimie nucléaire » au Conservatoire
national des arts et métiers et a encadré de très nombreux doctorants.
uand Étienne Roth entre en 1946 au
CEA fraîchement créé, il a pour mission
d’introduire en France la technique de
spectrométrie de masse, une technique indispensable
au développement de procédés de
fabrication d'eau lourde 1 .
Cette eau enrichie en isotope 2 lourd de l’hydrogène,
le deutérium, a alors une importance
stratégique puisqu’elle permet le fonctionnement
des réacteurs nucléaires de première
génération avec de l’uranium naturel. Étienne
Roth et son équipe commencent par construire
et optimiser des spectromètres de masse,
notamment pour contrôler l’eau lourde approvisionnée
pour les réacteurs du CEA, puis élaborent
en 1966 un procédé industriel de production
d'eau lourde, qui est encore utilisé
aujourd'hui en Inde et en Argentine.
Des spectromètres très sensibles
pour les eaux naturelles
À la recherche des emplacements les plus
favorables à l’implantation d’une usine d’eau
lourde, Étienne Roth étudie aussi la teneur en
deutérium d’eaux naturelles, ce qui le conduit
à améliorer la sensibilité des spectromètres.
Les innovations qui en résultent contribueront
en retour à abaisser les coûts des installations
de production d’eau lourde. Ses travaux sur le
cycle de l’eau entraînent Étienne Roth sur le
16 CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL

Étienne Roth PARCOURS
Analyse d'une carotte de glace polaire
par un spectromètre de masse. Ces
mesures contribuent aux archives des
climats du passé.
terrain de l’hydrologie et le conduisent à proposer
une méthode pour déceler les déversoirs
cachés de lacs. Cette méthode sera reprise par
d’autres pour étudier les ressources en eau de
régions arides comme la Turquie et pour établir
des bilans hydriques autour de lacs français
intéressant EDF.
Au cours de ces études, il met en évidence pour
la première fois des variations de composition
isotopique de l’eau liées aux conditions de
précipitation. Cette découverte l’oriente naturellement
vers... les grêlons.
Glace et mémoire climatique
Tels des oignons, les grêlons sont en effet formés
de couches de glace successives. Connaître
la composition isotopique de chacune de ces
couches permet de remonter à la trajectoire des
grêlons dans les nuages lors de leur formation.
Ces travaux constituent la thèse de Jean Jouzel,
climatologue au CEA et aujourd’hui vice-président
du Groupe d’experts intergouvernemental
sur l’évolution du climat (GIEC). Des avancées
majeures suivent en climatologie. En particulier,
la composition isotopique des carottes de
glaces polaires peut être reliée à la température
au moment de la formation des précipitations.
On parle alors de « thermomètre isotopique ».
Oklo, un réacteur nucléaire naturel
L'uranium a trois isotopes naturels, présents
dans des proportions fixes : U 238 99,28%,
U 235 0,71%, U 234 0,005%. Lorsqu'en 1972,
on découvre un échantillon pour lequel les
teneurs en U 238 et en U 235 sont notablement
différentes, c'est la stupéfaction ! Cet
échantillon provient de la mine gabonaise
d'Oklo. On croit d’abord à une erreur avant
que l’équipe d’Étienne Roth ne confirme que
près de la moitié de l'U 235 a disparu. Celui-ci
interprète alors cette anomalie par
l'existence, dans le passé, d'un réacteur
nucléaire naturel. Il y a deux milliards
d'années, la teneur de l’uranium en isotope
fissile était voisine de celle de nos centrales
nucléaires, et pendant près de 400 000 ans,
des réacteurs nucléaires ont fonctionné
naturellement à Oklo. Les produits de ces
réactions, des « déchets nucléaires » avant
l’heure, sont restés sur place, confinés par
des barrières géologiques.
Les premières mesures sur les gaz piégés dans
ces glaces – de véritables échantillons des
atmosphères du passé – sont effectuées dans le
laboratoire d’Étienne Roth.
Des grêlons au nucléaire
Les progrès réalisés sur les spectromètres pour
étudier les eaux et glaces naturelles permettent
à Étienne Roth de proposer une solution à un
problème rencontré par des exploitants nucléaires
: comment éliminer le tritium contenu dans
l’eau lourde des réacteurs, un isotope gênant
bien qu’il soit dix millions de fois moins abondant
que l’isotope majoritaire ? Le procédé de
détritiation développé par Étienne Roth sera
ensuite utilisé à l’échelle industrielle au Canada,
qui exploite des réacteurs à eau lourde.
Naissance d’une nouvelle
discipline : la géochimie
isotopique
Étienne Roth ne se limite pas à étudier l’eau et
ses composants. Il analyse des échantillons
provenant de volcans, des météorites et des
pierres lunaires. Il mène des recherches sur les
mesures isotopiques en biologie et en médecine,
suscite le développement de techniques
de spectrométrie par laser, etc. Il inspire la
mesure du volume de la grotte de Lascaux par
injection d’une quantité connue de CO2 enrichi
en carbone 13 et analyse de l’abondance
relative de cet isotope du carbone.
«
Le procédé industriel
de production d'eau
lourde élaboré par
Étienne Roth est encore
utilisé aujourd'hui en
Inde et en Argentine. »
Un point mérite d’être souligné. Sa science des
isotopes conduit ce scientifique transdisciplinaire
à introduire une nouvelle discipline, jusque-là
inexistante en France : la géochimie
isotopique. Il forme et soutient les premiers
chercheurs français non CEA dans ce domaine :
Claude Lorius (CNRS) et Claude Allègre 3 .
Introduire et diffuser de nouvelles techniques
et disciplines est précisément une des missions
du CEA dès l’origine !
Agnès Deslis
1/ L'eau lourde est une molécule d'eau dont les atomes
d'hydrogène sont remplacés par des atomes de deutérium
(de l'hydrogène avec un neutron en plus). Elle est plus
dense que l‘eau ordinaire.
2/ Un élément chimique peut exister sous plusieurs formes
appelées isotopes, qui se distinguent par le nombre de
neutrons qui composent leur noyau. L'hydrogène est
composé d'un proton et d'un électron. Le deutérium
possède un neutron supplémentaire et le tritium, deux.
Les propriétés chimiques des isotopes sont identiques.
3/ Claude Allègre a dirigé l’Institut de physique du globe
de Paris et le Bureau de recherches géologiques et minières.
CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL 17
© A. GONIN / CEA

MATÉRIAUX Béton et nucléaire
De la rouille dans
le béton
© D. TOUZEAU / CEA
Avec le temps, il n'est pas rare de voir apparaître des fissures sur les
ouvrages en béton. La corrosion des armatures métalliques est très souvent
responsable de cette dégradation. Le CEA étudie le devenir du béton armé
à l’échelle de centaines d'années, notamment dans la perspective de la
gestion des déchets radioactifs en entreposage temporaire dans un premier
temps puis en stockage géologique profond à plus long terme.
Le béton des bâtiments
les plus anciens du
centre CEA de Saclay
s’est dégradé sous l’effet
de la corrosion des
armatures métalliques.
Q
u’il s’agisse de l’enceinte d’un réacteur
nucléaire, d’un conteneur ou d’un
ouvrage de stockage de déchets
radioactifs, le béton armé doit remplir son
office dans la durée. Or les règles qui prévalent
dans le génie civil s’appliquent à des périodes
allant jusqu’à la centaine d’années. Au delà, il
n'existe pas d'outil permettant de prédire le
comportement des bétons. C’est pourquoi le
CEA a lancé en 2002 le programme CIMETAL 1 ,
cofinancé par l'Andra 2 et EDF. CIMETAL a pour
but d'étudier et de modéliser les interactions
© D. TOUZEAU / CEA
entre le ciment et l'acier au sein du béton armé
à l’échelle de plusieurs centaines d'années. De
quoi s’agit-il ? La corrosion fragilise progressivement
les fers du béton armé. De plus, la
rouille qui recouvre le fer gonfle, ce qui peut
provoquer des fissures, voire l’éclatement du
béton d’enrobage.
Modéliser les mécanismes de
corrosion
Piloté par Valérie L’Hostis, chercheuse à la
Direction de l’énergie nucléaire, CIMETAL
Une agrafe métallique corrodée de l’église Saint-Sulpice,
à Paris, a été analysée par l’équipe experte en
archéomatériaux du centre CEA de Saclay.
vise à étudier les mécanismes élémentaires de
corrosion des aciers dans le béton. Dans ce
cadre, une collaboration a été mise en place
avec Philippe Dillmann, chercheur à la Direction
des sciences de la matière 3 , spécialiste du
fer ancien et de la corrosion à long terme. Les
modèles élaborés par ces scientifiques sont
repris et intégrés à des codes de simulation
numérique par Alain Millard, chercheur à la
Direction de l’énergie nucléaire 4 .
« Le béton est un matériau poreux qui interagit
avec l'atmosphère ambiante. Ce n'est pas sans
conséquence pour les armatures de fer. Le gaz
carbonique, par exemple, favorise des processus
chimiques qui augmentent l'acidité du
milieu et facilitent ainsi le développement de
la rouille. De la même manière, la présence de
chlorures dans les environnements marins
accélère fortement la vitesse de corrosion »,
explique Valérie L’Hostis.
Le château d’eau de Saclay
comme objet d’étude
« Il n'est pas question qu’un conteneur de
déchets nucléaires en béton ou qu’un ouvrage
abritant un site de stockage se fissure jusqu’à
compromettre sa fonction de barrière. Malgré
les apparences, ces besoins sont très différents.
C’est notre travail de reformuler ces
questionnements d’ordre industriel en programme
scientifique », précise Valérie L’Hostis.
De manière classique, ses recherches s’appuient
sur des expériences et aussi sur des
observations de terrain. Le château d'eau du
centre CEA de Saclay, édifié par Auguste Perret,
a par exemple été un objet d’études. Des
carottes de béton y ont été prélevées, des cartographies
de ses armatures métalliques ont
été relevées. Ces éléments ont permis de mesu-
18 CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL

Béton et nucléaire MATÉRIAUX
Mesures de la vitesse de corrosion des armatures du béton, sur un bâtiment de Saclay
construit par l’architecte Auguste Perret, au début des années 1950.
© É. AMBLARD / CEA
rer des vitesses de corrosion, d’identifier la
nature des attaques chimiques et de confronter
ces données avec les résultats fournis par les
modèles.
Et dans plusieurs siècles ?
Le béton armé a été inventé il y a environ un
siècle. Le château d'eau de Perret a été
construit en 1949. Comment savoir comment
se comportera dans plusieurs siècles le fer
noyé dans le béton ? La rouille détruira-t-elle
complètement le métal ? Gonflera-t-elle au
point de faire éclater le béton ? « Quelle que
soit la nature du ciment, qu’il s’agisse de mortier,
de plâtre ou de béton, on observe les
mêmes types de corrosion au bout de cinquante
ans ou plus », nous apprend Philippe
Dillmann. Il est donc possible de recueillir des
informations intéressant les bétons modernes
à partir de l’étude de matériaux archéologiques,
remontant pour certains jusqu’à six cents
ans. L’église Saint-Sulpice à Paris, le palais des
Papes en Avignon et le château de Vincennes
sont pour lui des sites de référence.
« Les cathédrales sont truffées de fer, remarque
Philippe Dillmann. Par exemple, le palais des
Papes en Avignon, construit en 1340, en
contient plusieurs dizaines de tonnes. Les ferraillages
jouent un rôle important dans la
tenue mécanique de ces édifices ». Épris d'archéologie,
Philippe Dillmann a su conjuguer sa
passion et sa formation en chimie des matériaux.
Son équipe analyse, avec les techniques
les plus en pointe, des échantillons sur
lesquels différents types de rouilles (plus d'une
douzaine) se sont développés selon l’environnement
et la qualité du fer, très variables au
cours des âges.
« On parle tous maintenant
le même langage »
L’ensemble des données recueillies par les
deux équipes est confronté aux résultats des
simulations numériques effectuées par Alain
Millard avec un outil informatique très complet
(CAST3M) développé par le CEA. « Nous avançons
très vite, mais nous ne connaissons encore
qu'une partie des paramètres en jeu dans le
processus de vieillissement des bétons », explique
cet ingénieur mécanicien, ancien professeur
chargé de cours à l’École polytechnique.
Des allers et retours entre expériences et simulations
permettent progressivement d’affiner
les modèles et de cerner les principaux facteurs
responsables de l’altération des matériaux.
Pour Valérie L’Hostis, la tâche est ardue : « Tous
les bétons, tous les aciers, tous les environnements
sont différents ». Mais elle ajoute avec le
sourire : « En 2002, on en savait très peu sur la
corrosion dans les bétons. Il y a quatre ans, on
mettait au point les premiers modèles. Depuis,
on cherche à décrire de manière plus précise
la réalité. Et surtout, on parle tous maintenant
le même langage. »
François Bugeon
1/ Programme visant à étudier les interactions entre les
matériaux CIMentaires et METALliques.
2/ Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs.
3/ Institut rayonnement et matière de Saclay.
4/ Département de modélisation des systèmes et structures.
CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL
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Étude du couplage entre le séchage
et la corrosion des armatures
dans le béton armé.
© F. RHODES / CEA
CONFÉRENCE CYCLOPE MARDI 18 MAI 2010
Par Valérie L’Hostis, Christophe Gallé, Alain Millard, chercheurs à la Direction de l’énergie nucléaire
et Philippe Dillmann, chercheur à la Direction des sciences de la matière, centre CEA de Saclay
Des cathédrales aux centrales nucléaires
Les liaisons tumultueuses
de la rouille et du béton
Le béton est partout, incontournable dans le
domaine de l'habitat, du génie civil et de
l'industrie. L'arche de la Défense, le viaduc de
Millau, le stade de France, les enceintes de
confinement des réacteurs nucléaires, sont autant
d'exemples de son utilisation. La construction de
ces structures audacieuses n'a été possible qu'en
renforçant le béton par des armatures en acier.
De longue date cette association du métal et de
la pierre a été utilisée pour la construction
d'édifices monumentaux comme les cathédrales
et les amphithéâtres romains. Aujourd'hui, les
contraintes économiques, énergétiques et de
durabilité deviennent de plus en plus
importantes. La réalisation de certaines structures
impose de concevoir des matériaux dont la
longévité doit atteindre plusieurs siècles, de
manière fiable. Le béton armé se dégrade à plus
ou moins long terme sous l'effet des agressions
externes. Les armatures se corrodent, le béton
éclate et cela peut conduire à la ruine des
ouvrages. La durée de vie d’un béton armé
constitue un défi technologique majeur pour les
ingénieurs et les chercheurs. Cette conférence
INFOS PRATIQUES
Accès / ouvert à tous, entrée gratuite.
Lieu / Institut national des sciences et techniques
nucléaires. Entrée est du centre (voir plan d’accès
ci-dessous).
Date et heure / mardi 18 mai 2010 à 20 heures.
Organisation et renseignements / Centre CEA de
Saclay, Unité communication. Tél. 01 69 08 52 10.
Adresse postale : 91191 Gif-sur-Yvette Cedex.
permettra de découvrir comment les équipes du
CEA observent le béton et la rouille à l'échelle
microscopique, comment les ingénieurs et les
chercheurs testent des archéomatériaux et des
armatures prélevés sur des cathédrales et
comment ils simulent le devenir des structures
sur de puissants ordinateurs pour arriver à savoir
ce que deviendront, dans les siècles à venir, les
ouvrages construits aujourd’hui.
CONFÉRENCE CYCLOPE JUNIORS MARDI 8 JUIN 2010, 20 H 00 INSTN *
Par Jean-François Hergott, Fabien Quéré, Thierry Ruchon, Wilem Boutu, Pascal Monot et Luc Barbier, chercheurs au centre CEA de Saclay
Toute la lumière sur les lasers
La découverte du laser, il y a 50 ans, a élargi le
champ des savoirs et bouleversé notre vie
quotidienne. Qu'est-ce que la lumière ? Quelles
sont les particularités du laser ? Quelles sont ses
utilisations ? Les conférenciers-chercheurs
exposeront ces thèmes de manière simple et
illustrée. Ils présenteront aussi les lasers sur
lesquels ils travaillent : les lasers attoseconde
permettent de « photographier » des réactions
chimiques ou l'orbite des électrons autour des
atomes ; les lasers à haute intensité libèrent des
énergies immenses et promettent des applications
dans le domaine médical et en physique
fondamentale.
* voir plan d’accès ci-dessus
www-centre-saclay.cea.fr
Centre CEA de Saclay Le Journal / N° 47 / 2 ème trimestre 2010 / Editeur CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives)
Centre de Saclay 91191 Gif-sur-Yvette Cedex / Directeur Yves Caristan / Directrice de la publication Danièle Imbault / Rédacteur en chef Christophe Perrin
Rédactrice en chef adjointe Sophie Astorg / avec la participation d’Émilie Gillet, Agnès Deslis et François Bugeon. / Conception graphique Efil communication (www.efil.fr).
N° ISSN 1276-2776 Centre CEA de Saclay. / Droits de reproduction, textes et illustrations réservés pour tous pays.
Impression Gibert-Clarey, imprimeur labellisé Imprim’vert (charte pour la réduction de l’impact environnemental, la traçabilité et le traitement des déchets).
Papier certifié PEFC / 10-31-1073 (garantie d’une gestion durable des ressources forestières).