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Journal de Saclay n°35 - CEA Saclay

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Calendrier d’installation <strong>de</strong>s imageursAoût 2006 : 3 teslas (T)Septembre 2006 : 7 TFin 2007 : 17,6 T pour les rongeurs, une première mondiale2010 : 11,7 T pour l’homme, une autre première mondialeLe centre sera doté <strong>de</strong> <strong>de</strong>ux imageurs d’une puissanceinégalée à ce jour dans le mon<strong>de</strong>, un <strong>de</strong> 11,7 T <strong>de</strong>stiné auxétu<strong>de</strong>s sur l’homme et un <strong>de</strong> 17 T <strong>de</strong>stiné aux étu<strong>de</strong>s sur lerongeur. La résolution spatiale <strong>de</strong>s images (aujourd’huiquelques millimètres) <strong>de</strong>scendra à quelques centaines <strong>de</strong>microns (millièmes <strong>de</strong> millimètre) et la résolution temporelle àquelques centaines <strong>de</strong> millisecon<strong>de</strong>s, ce qui permettra <strong>de</strong>suivre l’activité cérébrale quasiment en temps réel.NeuroSpinZoom sur le cerveau* Tesla : unité d’induction magnétique. Le champ magnétique terrestre à Parisatteint 0,000 05 T.NEUROSPIN AU CŒURDE DÉFIS TECHNOLOGIQUESLa construction <strong>de</strong> l’imageur à 11,7 T constitue un défi technologiqueque le <strong>CEA</strong> a décidé <strong>de</strong> relever grâce notammentaux compétences <strong>de</strong> ses équipes du Dapnia*, à <strong>Saclay</strong>. LeDapnia dispose d’une compétence internationalementreconnue sur les applications <strong>de</strong> la supraconductivité :aimants à haut champ magnétique et fort courant et leurnécessaire cryogénie associée. Cet aimant est si puissant4UNE INTERFACE PLURIDISCIPLINAIREENTRE MÉTHODOLOGISTESET NEUROBIOLOGISTESLa conjugaison <strong>de</strong> savoir-faire et <strong>de</strong> cultures différentesfon<strong>de</strong> l’originalité <strong>de</strong> NeuroSpin. Les équipes méthodologiquess’attachent à créer <strong>de</strong> nouvelles approches, <strong>de</strong>puis laconception d’aimants jusqu’à celle <strong>de</strong>s logiciels d’analysed’images. Les équipes utilisatrices bénéficieront <strong>de</strong> cesapports pour leur thématique propre, qu’il s’agisse <strong>de</strong> biologiemoléculaire ou cellulaire, <strong>de</strong> neurobiologie, du développementet <strong>de</strong> l’étu<strong>de</strong> du post-génome, <strong>de</strong> neurosciences ou <strong>de</strong>sciences cognitives.3qu’il intègrera notamment un blindage actif <strong>de</strong>stiné àconfiner le champ magnétique. Il s’agit là d’une premièremondiale pour un aimant <strong>de</strong> cette puissance. De plus, leDapnia est impliqué dans la conception <strong>de</strong> nouvellesbobines <strong>de</strong> gradients <strong>de</strong> champ, permettant d’atténuer leseffets acoustiques, et d’antennes radio-fréquences adaptéesà <strong>de</strong>s champs importants. Il a enfin apporté son expertise engestion <strong>de</strong> projet.1234L’IRM <strong>de</strong> diffusion (ici à 3 teslas) permet <strong>de</strong> reconstituerles connexions entre les aires cérébrales, à une échellemicroscopique.Les arches, à droite sont <strong>de</strong>stinées à abriter les imageurs.Pierre Védrine, chef du projet <strong>de</strong> l’aimant à 11,7 teslas,présente à Dominique <strong>de</strong> Villepin la maquette <strong>de</strong> l’aimantqui sera livré en 2011. L’IRM à 11,7 teslas permettrad’atteindre une résolution inégalée.La conception et la réalisation <strong>de</strong> l’aimant à 11,7 teslasconstituent une prouesse technologique, qui doit beaucoupau retour d’expérience <strong>de</strong>s aimants <strong>de</strong>stinés aux accélérateurs<strong>de</strong> particules et aux réacteurs <strong>de</strong> fusion.* Dapnia : Laboratoire <strong>de</strong> recherches sur les lois fondamentales <strong>de</strong> l’Univers.5


NeuroSpinIls ont dit2“Dominique <strong>de</strong> Villepin, Premier Ministre« NeuroSpin, c’est un exemple pour la France <strong>de</strong> larecherche et <strong>de</strong> l’innovation ». « Nous soutiendrons leprojet Iseult, qui sera mené au sein <strong>de</strong> NeuroSpin et quivise à mettre au point le scanner IRM le plus puissantjamais construit pour l’homme ».est d’ores et déjà un acteur clé du pôle <strong>de</strong> compétitivitésanté <strong>de</strong> l’Île-<strong>de</strong>-France, Medicen Paris Région (…) ».« Il sera sans nul doute un <strong>de</strong>s pôles majeurs <strong>de</strong> la recherchemédicale mondiale. Depuis près <strong>de</strong> 3 ans maintenant, laRégion Île-<strong>de</strong>-France s’est résolument engagée dans unepolitique structurante <strong>de</strong> soutien à la recherche ».« NeuroSpin est un modèle que nous <strong>de</strong>vons suivre.Amplifier. Multiplier ».1Concernant le plateau <strong>de</strong> <strong>Saclay</strong>, le Premier Ministre aexpliqué : « ma conviction, c’est que nous <strong>de</strong>vons rassemblerdavantage nos forces pour faire du plateau <strong>de</strong> <strong>Saclay</strong> lepremier territoire <strong>de</strong> l’innovation en Europe ». « Nous transféreronsl’École nationale supérieure <strong>de</strong>s techniquesavancées et l’École nationale supérieure <strong>de</strong> l’administrationéconomique sur le campus <strong>de</strong> l’École polytechnique avant2010. Nous doublerons les effectifs <strong>de</strong> l’Institut national <strong>de</strong>recherche en informatique et automatique à <strong>Saclay</strong> (…).Nous consacrerons un effort significatif à la recherche et àl’enseignement supérieur dans le Contrat <strong>de</strong> projetÉtat/Région d’Île-<strong>de</strong>-France ». « Nous lancerons unconcours international d’idées. Les meilleurs urbanistes auniveau mondial pourront ainsi faire <strong>de</strong>s propositionsd’aménagement ». « Ils <strong>de</strong>vront le faire dans le respect <strong>de</strong>sespaces naturels et du cadre <strong>de</strong> vie ». « Cette opérationsera menée dans un esprit <strong>de</strong> dialogue ».Jean-Paul Huchon, Prési<strong>de</strong>nt du Conseil régional« Votre présence ici, Monsieur le Premier Ministre, est uneformidable marque <strong>de</strong> confiance pour les engagementsscientifiques pris par la Région Île-<strong>de</strong>-France. NeuroSpinMichel Berson, Prési<strong>de</strong>nt du Conseil général« (…) le <strong>CEA</strong> s’inscrit pleinement dans cet objectif majeurque le conseil général a placé au cœur <strong>de</strong> son engagementen faveur <strong>de</strong> la recherche et <strong>de</strong> l’innovation : favoriserl’optimisation <strong>de</strong>s moyens, la mise en réseau <strong>de</strong>s compétences,la fédération <strong>de</strong>s projets ». « Le soutien apportépar le conseil général <strong>de</strong> l’Essonne au projet NeuroSpin,illustre bien, alors même qu’il ne relève pas d’une compétenceobligatoire <strong>de</strong>s Départements, l’engagement <strong>de</strong> notrecollectivité, en faveur <strong>de</strong> la recherche scientifique et <strong>de</strong>l’innovation technologique ».Alain BUGAT, Administrateur général du <strong>CEA</strong>« Vous pouvez compter sur le dévouement <strong>de</strong> nos équipespour que NeuroSpin soit bien utilisé : fédérer lesrecherches au niveau national comme européen dans ledomaine <strong>de</strong>s technologies pour la santé, développer lesmétho<strong>de</strong>s et outils associés, obtenir les résultats scientifiquesles plus avancés. En un mot valoriser au profit <strong>de</strong> lascience, au profit <strong>de</strong> nos concitoyens comme du développement<strong>de</strong> nos entreprises, ce magnifique instrument quevous inaugurez aujourd’hui ».”1 Le directeur <strong>de</strong> NeuroSpin, Denis Le Bihan, gui<strong>de</strong> le PremierMinistre dans la « rue <strong>de</strong>s aimants ».2 De gauche à droite : Alain Bugat, Administrateur général du <strong>CEA</strong>,Dominique <strong>de</strong> Villepin, Premier Ministre, Jean-Paul Huchon,Prési<strong>de</strong>nt du conseil régional d’Île-<strong>de</strong>-France, Michel Berson,Prési<strong>de</strong>nt du conseil général <strong>de</strong> l’Essonne, François Goulard,ministre délégué à la recherche et à l’enseignement supérieur.6


SOLEILUNE SOURCE DE LUMIÈRE EXCEPTIONNELLESOLEILA la fois fournisseur <strong>de</strong> photons pour une large communauté scientifique et laboratoire <strong>de</strong> recherche pour sespropres équipes, le synchrotron SOLEIL a été inauguré par le Prési<strong>de</strong>nt <strong>de</strong> la République Jacques Chiracle 18 décembre 2006.Carte d’i<strong>de</strong>ntitéStatut : société civile, créée en 2001Partenaires : CNRS (72%), <strong>CEA</strong> (28%)Soutiens : Etat, Région Île-<strong>de</strong>-France, Conseil général <strong>de</strong>l’Essonne, Région CentreUtilisateurs : plus <strong>de</strong> 2 000 par anLignes <strong>de</strong> lumières : 12 construites, 14 en construction,43 potentiellesEffectifs : 350 personnes en 2006-2009Localisation : Saint-AubinDepuis plus <strong>de</strong> <strong>de</strong>ux ans, près <strong>de</strong> 300 personnestravaillent d’arrache-pied pour installer et démarrer les unsaprès les autres tous les maillons <strong>de</strong> la chaîne, <strong>de</strong>puisl’accélérateur linéaire d’électrons jusqu’aux lignes <strong>de</strong>lumière. Les premiers utilisateurs sont attendus au printemps2007, avant l’entrée en service <strong>de</strong> l’ensemble <strong>de</strong>s lignes.Des instrumentations diversifiées et souples permettrontd’exploiter à la <strong>de</strong>man<strong>de</strong> les interactions entre le rayonnementsynchrotron 1 et la matière à étudier : absorption, diffraction,diffusion, fluorescence, etc. La lumière se révèlera ici unpuissant outil d’analyse <strong>de</strong> structures atomiques, moléculairesou électroniques.Au service <strong>de</strong> scientifiques et d’industrielsDans le domaine <strong>de</strong> la santé, l’i<strong>de</strong>ntification <strong>de</strong> tumeurs etl’étu<strong>de</strong> <strong>de</strong> pathologies osseuses bénéficieront <strong>de</strong> résolutionsbien supérieures aux techniques traditionnelles. Avec, à laclé, l’espoir <strong>de</strong> traiter plus efficacement les patients.SOLEIL fera progresser les étu<strong>de</strong>s structurales <strong>de</strong> macromoléculesbiologiques cristallisées, une étape essentiellevers le développement d’un médicament et un enjeufondamental pour l’exploration du protéome 3 . Pour lessciences <strong>de</strong> l’environnement, l’analyse <strong>de</strong> tracesconcourra à une meilleure maîtrise <strong>de</strong>s déchets et du<strong>de</strong>venir <strong>de</strong> polluants présents dans les écosystèmes.Un rayonnement plus brillantLe gain en brillance <strong>de</strong>s faisceaux <strong>de</strong> SOLEIL comparés àceux <strong>de</strong> LURE 2 permettra <strong>de</strong> diminuer la taille <strong>de</strong>s objetsétudiés jusqu’à une échelle intéressant les nanotechnologiesou <strong>de</strong> réduire la concentration <strong>de</strong>s substances à analyser.Il améliorera également la résolution temporelle <strong>de</strong>sétu<strong>de</strong>s <strong>de</strong> réactions chimiques ou <strong>de</strong> processus biologiques.Enfin, l’utilisation <strong>de</strong> « micro-faisceaux » <strong>de</strong>lumière permettra d’explorer point par point <strong>de</strong>s matériauxhétérogènes complexes et ouvrira la voie à la formationd’images sélectives, traduisant par exemplela sensibilité à certains détails d’une liaisonchimique.Un faisceau d’électronsfin comme un cheveu estd’abord accéléré dans un accélérateurlinéaire <strong>de</strong> 27 mètres (Linac) oùil acquiert sa vitesse nominale. Il estensuite dirigé vers un <strong>de</strong>uxième accélérateur(booster) qui porte son énergie à la valeur<strong>de</strong> fonctionnement (2,75 GeV). Les électrons sont alorsinjectés dans l’anneau <strong>de</strong> stockage <strong>de</strong> 364 mètres <strong>de</strong>circonférence. Le faisceau d’électrons tourne dans l’anneau <strong>de</strong>stockage. A chaque virage dans les aimants <strong>de</strong> courbure ou àchaque oscillation dans les onduleurs, les électrons per<strong>de</strong>nt <strong>de</strong> l’énergiesous forme <strong>de</strong> rayonnement synchrotron. Celui-ci est dirigé par <strong>de</strong>s systèmesoptiques vers les stations expérimentales. Chaque ligne <strong>de</strong> lumière constitueun véritable laboratoire <strong>de</strong> biologie, chimie, sciences <strong>de</strong> la Terre…7


SOLEILLes industriels ont également une forte <strong>de</strong>man<strong>de</strong>, qu’ils’agisse <strong>de</strong> contrôler la contamination <strong>de</strong> puces <strong>de</strong>silicium après un « process » <strong>de</strong> fabrication, la diffusion <strong>de</strong>produits dans <strong>de</strong>s échantillons <strong>de</strong> peau ou <strong>de</strong> cheveu ouencore le vieillissement <strong>de</strong> ciments, d’alliages ou <strong>de</strong>verres. Les projets seront sélectionnés par un comitéscientifique, sur le modèle <strong>de</strong>s autres grands équipementsmutualisés.SOLEIL et le pôle System@ticSOLEIL est impliqué à plusieurs niveaux dans le pôlemondial System@tic Paris-Région 4 . Il pourra contribuer àl’élaboration <strong>de</strong>s composants du futur par le biais d’étu<strong>de</strong>ssur les matériaux. Grâce à la finesse <strong>de</strong> son faisceau,il permettra <strong>de</strong> visualiser par microscopie à haute résolutionla partie défectueuse d’un composant électronique.La production <strong>de</strong> pièces <strong>de</strong> taille micronique pourraégalement être envisagée.1 Synchrotron : voir zoom ci-<strong>de</strong>ssous.2 LURE : Laboratoire pour l’utilisation du rayonnement électromagnétique,synchrotron <strong>de</strong> génération précé<strong>de</strong>nte que remplace SOLEIL.3 Protéome : ensemble <strong>de</strong>s protéines synthétisées dans une cellule vivante.4 Pôle <strong>de</strong> compétitivité dédié aux logiciels et systèmes complexes.Pour en savoir plushttp://www.synchrotron-soleil.fr/1Des outils complémentairesUne gran<strong>de</strong> majorité <strong>de</strong>s laboratoires du DRECAM 1compte <strong>de</strong>s utilisateurs à la fois <strong>de</strong> rayonnementsynchrotron (SOLEIL) et <strong>de</strong> neutrons (tan<strong>de</strong>m réacteurOrphée - Laboratoire Léon Brillouin). Le rayonnementsynchrotron interagit avec le cortège électronique <strong>de</strong>l’atome et les neutrons avec son noyau. De ce fait,les <strong>de</strong>ux approches se complètent et s’enrichissent.Les rayons X se prêtent particulièrement bien à l’étu<strong>de</strong><strong>de</strong>s éléments lourds (métaux) et les neutrons à celled’éléments légers comme l’hydrogène, le carbone,l’oxygène ou l’azote. La sensibilité au magnétisme estun atout pour les neutrons, la large gamme d’énergiesdisponibles en est un pour le rayonnement synchrotron.1Ligne <strong>de</strong> lumière.1 DRECAM : Département <strong>de</strong> recherche sur l’état con<strong>de</strong>nsé, lesatomes et les molécules du <strong>CEA</strong>.ZoomRayonnement synchrotron et onduleursLe rayonnement synchrotron est une lumière « blanche » comprenant toutes les énergies (longueurs d’on<strong>de</strong> ou couleurs),<strong>de</strong>puis l’infrarouge jusqu’aux rayons X en passant par l’UV. Il est émis par <strong>de</strong>s électrons parcourant une trajectoire circulaireà une vitesse proche <strong>de</strong> la vitesse <strong>de</strong> la lumière. Ces particules sont soumises à l’action <strong>de</strong> champs magnétiques quicourbent leur trajectoire dans <strong>de</strong>s « aimants <strong>de</strong> courbure » ou qui la font osciller dans <strong>de</strong>s structures magnétiques<strong>de</strong> pério<strong>de</strong> centimétrique appelées « onduleurs ». Permettant d’obtenir un faisceau mille fois plus brillants,les onduleurs sont le fleuron <strong>de</strong>s synchrotrons <strong>de</strong> <strong>de</strong>rnière génération comme SOLEIL.8


Ils ont ditLe LECISOLEIL“Jacques Chirac, Prési<strong>de</strong>nt <strong>de</strong> la RépubliqueLa France dispose aujourd’hui d’un instrument unique :un anneau impressionnant, <strong>de</strong> plus <strong>de</strong> trois cents mètres,dont les appareils ont été réglés au millième <strong>de</strong> millimètre.Une formidable source <strong>de</strong> lumière, capable d’explorer lecœur même <strong>de</strong> la matière. Il s’agit là d’une réalisationexemplaire.Une réalisation exemplaire, d’abord, parce que tous lessavoirs humains sont concernés par SOLEIL : l’astronomie,la biologie, la chimie et l’archéologie. Quelle est l’origine <strong>de</strong>l’univers ? D’où vient la vie ? Comment les sociétés humainesse sont-elles développées ? À toutes ces questions,SOLEIL contribuera à apporter <strong>de</strong>s réponses.Exemplaire, SOLEIL l’est également par son organisation :en créant ensemble une société civile dédiée, le CNRS etle <strong>CEA</strong> ont conjugué la force <strong>de</strong> <strong>de</strong>ux grands établissementspublics et la souplesse d’une petite structure. C’estun modèle qui mérite d’être pris en exemple.2Jean-Paul Huchon, Prési<strong>de</strong>nt du conseilrégional d’Île-<strong>de</strong>-FranceNous célébrons en ce jour la naissance du soutien régionalà la recherche parce que les collectivités territoriales ontcontribué à hauteur <strong>de</strong> 59 % au budget <strong>de</strong> construction <strong>de</strong>SOLEIL. Dont 46,5 % pour la seule Région Île-<strong>de</strong>-France.La volonté <strong>de</strong> la Région Île-<strong>de</strong>-France est d’assurer pleinementson rôle <strong>de</strong> catalyseur <strong>de</strong>s énergies créatrices et <strong>de</strong>facilitateur <strong>de</strong>s collaborations scientifiques. Parcequ’investir aujourd’hui dans la matière grise, c’est investirdans l’emploi <strong>de</strong> <strong>de</strong>main.La clé <strong>de</strong> la réussite, elle est finalement là : une ambitionforte au service d’un territoire. Et plus largement <strong>de</strong> notrepays. Des chercheurs déterminés. Une ouverture au mon<strong>de</strong>pleinement assumée. Mais également un État et <strong>de</strong>scollectivités territoriales, tous soucieux <strong>de</strong> préparerensemble la recherche <strong>de</strong> <strong>de</strong>main.1SOLEIL est exemplaire, aussi, par son financement, quiunit les collectivités locales et l’État. C’est dès 1997, alorsque l’intérêt <strong>de</strong>s grands équipements scientifiques étaitparfois contesté, que les collectivités locales ont acceptéd’apporter un soutien financier important à la construction<strong>de</strong> SOLEIL, l’Etat finançant son exploitation.Cette réalisation est exemplaire, enfin, par son ouverture :chaque année, quatre cents équipes, <strong>de</strong>ux mille personnesappartenant à <strong>de</strong>s établissements <strong>de</strong> recherche comme à<strong>de</strong>s entreprises, françaises ou étrangères, pourront scruterici l’infiniment petit.Denis Raoux, Directeur général <strong>de</strong> SOLEILAujourd’hui, l’objectif est atteint : le synchrotronfonctionne avec <strong>de</strong>s performances techniques saluéesinternationalement, et nos 11 premières lignes <strong>de</strong> lumièreaccueilleront dès le printemps prochain les chercheurs<strong>de</strong> France et du mon<strong>de</strong> entier. Notre seul regret est <strong>de</strong>ne pas pouvoir faire face à toutes leurs <strong>de</strong>man<strong>de</strong>s quidépassent déjà <strong>de</strong> plus <strong>de</strong> <strong>de</strong>ux fois les possibilités <strong>de</strong>l’installation.”1 Jacques Chirac, Jean-Paul Huchon, Michel Berson et Denis Raoux.2 Les personnalités examinent un dipôle, c'est-à-dire l'instrumentqui courbe la trajectoire <strong>de</strong>s électrons pour qu'ils produisentle rayonnement synchrotron.9


ActualitésL’INSTN, CATALYSEUR DE SAVOIRSCréé à <strong>Saclay</strong> au sein du <strong>CEA</strong> en 1956 pour former techniciens, ingénieurs et chercheurs du nucléaire,l’INSTN 1 a vocation à diffuser les savoirs et savoir-faire du <strong>CEA</strong> à travers l’enseignement et la formation.L’INSTN en chiffres114 permanents ; 1 200 enseignants chercheurs et experts ; 600 étudiants par an en formations initiales diplômantes,4 000 ingénieurs formés au génie atomique en 50 ans ; 700 sessions d’étu<strong>de</strong>s par an ; 7 000 stagiaires par an en formation continue,4 antennes : Cadarache, Grenoble, Marcoule, CherbourgInterviewLaurent Turpin, directeur <strong>de</strong> l’INSTNEn quoi le rattachement <strong>de</strong> l’INSTN au <strong>CEA</strong> singularise-t-ill’établissement ?L.T. : À la différence <strong>de</strong>s universités ou <strong>de</strong>s gran<strong>de</strong>s écoles,l’INSTN ne dispose ni <strong>de</strong> laboratoires <strong>de</strong> recherche, nid’enseignants propres, à l’exception <strong>de</strong> ceux qui exploitentses moyens techniques (travaux pratiques, etc.).L’obligation <strong>de</strong> « puiser » dans un vivier extérieur donne àl’INSTN l’avantage d’une gran<strong>de</strong> réactivité : pour introduireun nouvel enseignement, il lui « suffit » <strong>de</strong> solliciter unlaboratoire du <strong>CEA</strong> ou un partenaire 2 . L’institut peut seconcentrer sur son cœur <strong>de</strong> métier : l’ingénierie pédagogique.Nous appliquons <strong>de</strong>s métho<strong>de</strong>s <strong>de</strong> gestion <strong>de</strong>projet au montage <strong>de</strong>s enseignements, en intégrant laprogression <strong>de</strong>s savoirs acquis et l’évaluation <strong>de</strong> la formation.C’est un point essentiel pour les métiers du nucléaire, oùla qualité et la rigueur ont un impact sur la sûreté.Quelle évocation du passé <strong>de</strong> l’INSTN mettriez-vous enavant et pourquoi ?L.T. : La divergence du réacteur Ulysse en 1961. Cetteinstallation en cours <strong>de</strong> démantèlement, à laquellesuccè<strong>de</strong> le réacteur Isis, a formé plusieurs générations <strong>de</strong>techniciens et d’ingénieurs à l‘exploitation <strong>de</strong> réacteurs.L’INSTN a disposé d’une autonomie sans équivalent, quilui a permis <strong>de</strong> se doter <strong>de</strong>s moyens lourds nécessaires àses enseignements <strong>de</strong> haute spécialisation.Partenaire <strong>de</strong> JannusEn qualité <strong>de</strong> partenaire, l’INSTN exploitera à <strong>de</strong>s finspédagogiques le trio d’accélérateurs dédié au vieillissement<strong>de</strong>s matériaux sous irradiation, à <strong>Saclay</strong> (voir p.11).Quels sont les défis que votre organisme doit affronter ?L.T. : Le renouveau du nucléaire se traduit par une multiplication<strong>de</strong> l’offre <strong>de</strong> formation, en France et à l’étranger.L’INSTN doit rester attractif en dispensant un enseignementqui colle à la <strong>de</strong>man<strong>de</strong> croissante <strong>de</strong>s industriels et <strong>de</strong>sétablissements <strong>de</strong> recherche.Quelles évolutions souhaitez-vous pour l’INSTN ?L.T. : Je souhaite développer <strong>de</strong>s partenariats plus ambitieuxencore pour enseigner les métiers du nucléaire, créer <strong>de</strong>nouvelles formations <strong>de</strong> haut niveau (collèges doctoraux)et également associer plus étroitement les chercheursenseignantsau fonctionnement <strong>de</strong> l’INSTN.1 Institut national <strong>de</strong>s sciences et techniques nucléaires.2 Institutionnels (Institut <strong>de</strong> radioprotection et <strong>de</strong> sûreté nucléaire,Autorité <strong>de</strong> sûreté nucléaire, …), industriels (AREVA, EDF, ...) ouacadémiques (universités, écoles d’ingénieurs, …).1011Le 50 e anniversaire <strong>de</strong> l’INSTN, le 6 décembre <strong>de</strong>rnier, a étél’occasion <strong>de</strong> conférences et <strong>de</strong> tables ron<strong>de</strong>s avec, notamment,la contribution <strong>de</strong> Luc Ferry, ancien ministre et philosophe.Bernard Bigot, Haut-Commissaire du <strong>CEA</strong>, auquel l’INSTN estrattaché, a retracé les gran<strong>de</strong>s lignes <strong>de</strong> l’histoire <strong>de</strong> l’institut.Alain Bugat a conclu la journée.De gauche à droite : Laurent Turpin, Luc Ferry et Bernard Bigot.


ActualitésLE VIEILLISSEMENT DES MATÉRIAUX VU PAR JANNUSJannus 1 , un projet réunissant plusieurs accélérateurs sur <strong>de</strong>ux sites complémentaires, <strong>Saclay</strong> et Orsay, seracapable <strong>de</strong> scruter les réseaux atomiques <strong>de</strong>s matériaux tout en les soumettant à un vieillissement accéléré.Saturne, l’accélérateur <strong>de</strong> particules qui avait fait les bellesheures <strong>de</strong>s physiciens <strong>de</strong> <strong>Saclay</strong>, aura bientôt un successeur.Le hall qui l’abritait vient <strong>de</strong> recevoir la pièce maîtresse <strong>de</strong>Jannus, un projet couplant jusqu’à trois faisceaux et quiréunira sur <strong>de</strong>ux sites, les chercheurs du <strong>CEA</strong> et du CNRS.Il permettra <strong>de</strong> simuler expérimentalement en un tempsrecord le vieillissement <strong>de</strong>s matériaux du nucléaire tout encontrôlant ses effets à l’échelle du nanomètre 2 . Jannus, quicomme le passeur <strong>de</strong> l’Antiquité a ainsi <strong>de</strong>ux visages, seracapable, en une seule journée, d’infliger à un matériau unendommagement comparable à celui qu’il aurait subi enune vingtaine d’années <strong>de</strong> vie dans un réacteur. Ce dispositifpermet aussi une observation ad hoc <strong>de</strong>s résultats.Jannus intéresse particulièrement les acteurs du nucléaire :concepteurs <strong>de</strong>s réacteurs du futur, spécialistes <strong>de</strong> lafusion ou du programme <strong>de</strong> simulation, tous sont confrontésau vieillissement <strong>de</strong>s matériaux sous l’assaut <strong>de</strong>sneutrons, un phénomène complexe qu’il est très difficiled’étudier dans les installations réelles.1Simulation expérimentaleLes réactions nucléaires produisent <strong>de</strong>s neutrons projetésà gran<strong>de</strong> vitesse contre les réseaux atomiques qu’ils finissentpar disloquer : d’abord microscopiques, les défautsse déplacent et convergent pour former, au sta<strong>de</strong> ultime,<strong>de</strong>s cavités. Impossible <strong>de</strong> suivre cette lente évolution sil’on s’en tient aux neutrons, ne serait-ce que parce qu’ilsren<strong>de</strong>nt radioactifs les matériaux. Dans Jannus, <strong>de</strong>s ionslourds les remplacent : ils produisent plus rapi<strong>de</strong>ment lesmêmes dégâts sans réactions nucléaires. Mais, puisque2dans la réalité, ces réactions apportent aussi <strong>de</strong>s ionslégers, les concepteurs <strong>de</strong> Jannus, dont Yves Serruys auService <strong>de</strong> recherches <strong>de</strong> métallurgie physique du <strong>CEA</strong>,ont prévu d’utiliser un ou <strong>de</strong>ux autres accélérateurs pourinjecter ces ions à un rythme i<strong>de</strong>ntique à celui <strong>de</strong> la réalité.Ces expériences seront menées à <strong>de</strong>s températures allant<strong>de</strong> -150°C à quelque 1 200°C, les énergies et les charges<strong>de</strong>s ions étant minutieusement choisies afin <strong>de</strong> couvrir unelarge gamme <strong>de</strong> conditions réelles. Par ailleurs, lesfaisceaux d'ions permettent <strong>de</strong> modifier volontairement lespropriétés <strong>de</strong>s matériaux pour toutes sortes d'applications.Prenons le pari que, dès la mi-2007, lorsque ces <strong>de</strong>uxensembles d’accélérateurs seront en ordre <strong>de</strong> bataille, ceprojet <strong>de</strong> 4,25 millions €, financés par le <strong>CEA</strong> (60 %), parle CNRS et les collectivités locales, se taillera une place <strong>de</strong>choix, en portant d’emblée au plus haut niveau mondialcette recherche <strong>de</strong> pointe.CR1 Jumelage d'Accélérateurs pour les Nanosciences, le NUcléaire et laSimulation.2 Un millionième <strong>de</strong> millimètre.1 En cours <strong>de</strong> transfert, l’accélérateur d’électrons Yvette <strong>de</strong> l’Institutnational <strong>de</strong>s sciences et techniques nucléaires fonctionnera en trinômeavec <strong>de</strong>ux autres accélérateurs, pour l’étu<strong>de</strong> du vieillissement <strong>de</strong>smatériaux et les nanosciences. Sa double vocation <strong>de</strong> recherche etd’enseignement sera conservée.2 L’accélérateur d’ions lourds Epiméthée est la pièce maîtresse <strong>de</strong> Jannus.11


ActualitésFUSION NUCLÉAIRECOMMENT DÉCAPER UN TOKAMAK ?Une astucieuse instrumentation laser, développée à <strong>Saclay</strong> dans le cadre <strong>de</strong> la recherche européenne sur lafusion nucléaire, promet <strong>de</strong> répondre aux besoins <strong>de</strong> décapage très spécifiques <strong>de</strong>s tokamaks 1 . Un beau succèsa été obtenu au JET 2 en juin 2006, en attendant d’autres services à Tore Supra 3 ou ITER 4 …Les conditions extrêmes régnant au sein d’une chambre<strong>de</strong> fusion favorisent l’« érosion » <strong>de</strong>s matériaux <strong>de</strong> paroi.Les particules <strong>de</strong> graphite issues <strong>de</strong> cette usure ont laparticularité d’entraîner en les piégeant <strong>de</strong> nombreuxatomes d’hydrogène échappés du plasma <strong>de</strong> fusion. Or laquantité <strong>de</strong> tritium présente dans un tokamak est strictementréglementée : cette forme d’hydrogène, qui participeà la fusion, est en effet radioactive. Il est donc nécessaired’éliminer au fur et à mesure ce tritium <strong>de</strong>venu inutile.Des mesures in situ, déportées et temps réelDans l’ambiance radioactive <strong>de</strong>s tokamaks utilisant dutritium, les techniques laser se prêtent à <strong>de</strong>s mesuresdéportées par fibres optiques, qui peuvent être déplacéesdans les endroits les plus inaccessibles. Le dispositif misen œuvre au Département <strong>de</strong> physico-chimie 5 chauffe lematériau à analyser à l’ai<strong>de</strong> d’un laser à impulsions et suit,grâce à un pyromètre optique rapi<strong>de</strong>, l’évolution <strong>de</strong> satempérature, flash après flash. Un modèle astucieux2Un décapage impeccableL’expérience menée au JET a conduit au décapage <strong>de</strong> lamoitié d’une « tuile » en graphite tapissant le tokamak. Laqualité exceptionnelle du nettoyage a convaincu le JETd’acquérir l’appareil pour rénover les tuiles les plusexposées. La prochaine étape consistera à embarquerle dispositif sur un robot en forme <strong>de</strong> serpent, en développementau centre <strong>CEA</strong> <strong>de</strong> Fontenay-aux-Roses pour ToreSupra. Pour ITER enfin, il sera indispensable d’opérer enfonctionnement, à 300°C et sous un champ magnétiqueintense (<strong>de</strong> quelques teslas). Encore un défi à relever…1 Tokamak : appareil dédié à l’étu<strong>de</strong> <strong>de</strong> la fusion thermonucléaire, danslequel le plasma est confiné à l’ai<strong>de</strong> d’un champ magnétique toroïdal.2 JET : Joint European Torus, à Culham, en Gran<strong>de</strong>-Bretagne.3 Tore Supra : tokamak à aimant supraconducteur, au centre <strong>CEA</strong> <strong>de</strong>Cadarache.1permet <strong>de</strong> déduire <strong>de</strong> ces valeurs transitoires les caractéristiquesphysiques <strong>de</strong> la couche superficielle, quasimenten temps réel. Avec une puissance laser plus élevée, lemême appareil vaporise le dépôt indésirable, offrant lapossibilité d’analyser en profon<strong>de</strong>ur sa compositionchimique 6 .4 ITER : International Thermonuclear Experimental Reactor.5 A la Direction <strong>de</strong> l’énergie nucléaire, au centre <strong>CEA</strong> <strong>de</strong> <strong>Saclay</strong>.6 Par la technique LIBS : Laser Induced Breakdown Spectroscopy.1 Cette installation expérimentale au JET a démontré la supériorité<strong>de</strong> la technique d’analyse et <strong>de</strong> nettoyage par laser <strong>de</strong>s tuiles tapissantl’intérieur du tore.2 Vue <strong>de</strong> l’intérieur du tore du tokamak européen JET, à Culham enGran<strong>de</strong>-Bretagne.13


ActualitésCAMPAGNE EN MERLES CAROTTES MARINES, TÉMOINS DES CLIMATS ANCIENSLa campagne Marco Polo 2 organisée par le LSCE 1 à bord du Marion-Dufresne 2 vise à reconstituer <strong>de</strong>s variationspassées du régime <strong>de</strong>s courants océaniques à la marge ouest Pacifique pour mieux évaluer leur impact sur lesclimats <strong>de</strong> l’Asie du Sud-est.Une campagne en quelques chiffresCoût journalier : 47 000 €Durée : un moisEquipage : 50 personnesEffectif scientifique à bord : 30 à 50 personnesRécolte : 30 à 40 carottesDurée <strong>de</strong>s analyses en laboratoire : plusieurs années« Est-ce qu’on tente un carottage plus long sur ce site ? » :la question tarau<strong>de</strong> le commandant, le responsable ducarottage et le chef <strong>de</strong> mission. L’un d’entre eux palpeavec anxiété la boue collée à l’extrémité du carottier. Si lacouche sédimentaire située sous le niveau atteint parl’ogive est dure ou si elle contient <strong>de</strong>s galets, le carottierrisque <strong>de</strong> se tordre. La décision est prise enfin, collégialement,<strong>de</strong> tenter 75 m <strong>de</strong> long pour atteindre les couchesencore plus anciennes. Avec cette longueur <strong>de</strong> tube,l’opération est exceptionnelle. Le carottier va s’enfoncersans encombre dans <strong>de</strong>s couches meubles mais malheureusementil ne pourra pas ressortir et sera perdu. C’est unexemple <strong>de</strong>s questions délicates que les responsablesd’une campagne en mer doivent affronter.Un carottier exceptionnelLes chercheurs du LSCE, qui souhaitent mieux connaîtrela variabilité passée du climat, bénéficient du carottier2développé par l’IPEV 2 . Une longueur inégalée pour undiamètre significatif… A bord, la tâche incombe au chef <strong>de</strong>mission <strong>de</strong> définir où carotter. Il s’appuie pour cela sur lerelevé « en temps réel » du relief sous-marin et <strong>de</strong> l’épaisseurdu sédiment par ultra-sons. Il faut évi<strong>de</strong>mment éviterles zones d’instabilités sédimentaires et <strong>de</strong> brassage <strong>de</strong>scouches. Une fois la carotte réalisée, il faut la dégager dutube <strong>de</strong> forage, la découper en tronçons d’un mètrecinquante, et réaliser les premières observations sédimentologiques.Le sédiment est ensuite expédié dans leslaboratoires impliqués dans le projet pour être analysé endétail. Les informations climatiques que recèlent lessédiments marins (précipitations, température <strong>de</strong> l’eau,courants, pollens, etc.) sont ainsi lues et datées grâce à<strong>de</strong>s techniques physiques ou chimiques sophistiquées.1 LSCE : Laboratoire <strong>de</strong>s sciences du climat et <strong>de</strong> l’environnement,implanté à <strong>Saclay</strong> et Gif/Yvette, unité mixte <strong>CEA</strong>, CNRS et Université <strong>de</strong>Saint-Quentin. Cette campagne a été menée en collaboration avec <strong>de</strong>séquipes chinoises, alleman<strong>de</strong>s, philippines et canadiennes en juin-juillet2006 entre Shanghai et Jakarta, en passant par les mers philippines.2 Navire océanographique <strong>de</strong> l’Institut Paul-Emile Victor (IPEV).11 Navire océanographique construit en 1995, le Marion-Dufresneporte le nom d’un navigateur et explorateur français du 18 ème siècle,notamment découvreur en 1772 <strong>de</strong> l’île Marion, <strong>de</strong> l’île du PrinceEdouard et <strong>de</strong>s îles Crozet.2 Dégagement <strong>de</strong> la carotte <strong>de</strong> sédiment à bord du Marion-Dufresne.14


ActualitésDU LABORATOIRE À L’ENTREPRISENEWPHENIX DÉCORTIQUE IMAGES ET TEXTESCréée en 2004 pour valoriser une technologie du <strong>CEA</strong> LIST 1 , la start-up NewPhenix développe et commercialise<strong>de</strong>s outils capables d’exploiter automatiquement le sens <strong>de</strong> l’information contenue dans <strong>de</strong>s textes, <strong>de</strong>s imageset <strong>de</strong>s enregistrements audio.L’aventure commence par une collaboration entreJoël Huberson et le responsable du Laboratoire d’ingénierie<strong>de</strong> la connaissance multimédia et multilingue 2 . En 2003,Joël Huberson et François Jullien proposent au <strong>CEA</strong><strong>de</strong> créer une start-up et négocient une licence exclusived’exploitation, un plan commun <strong>de</strong> R&D et la participation<strong>de</strong> <strong>CEA</strong> Valorisation en tant qu’actionnaire fondateur.Créée en 2004, NewPhenix est lauréate du Concoursnational d'ai<strong>de</strong> à la création d’entreprises <strong>de</strong> technologiesinnovantes la même année. L’entreprise compte aujourd’huidix salariés, informaticiens et linguistes, dont trois sonthébergés par le laboratoire <strong>CEA</strong> <strong>de</strong> Fontenay-aux-Roseset quatre à Avignon dans les locaux d’une start-up rachetéepar heure, <strong>de</strong> répondre à <strong>de</strong>srequêtes complexes en huitlangues 3 et <strong>de</strong> naviguer dans lefonds par similarité visuelle. Ilsuggère un choix restreintd’images types, qu’il suffit <strong>de</strong>sélectionner pour convergervers l’image désirée en peu <strong>de</strong>clics.Immenses, les champs d’applicationconcernent aujourd’hui lagestion du contenu <strong>de</strong> laconnaissance, l’exploitation <strong>de</strong>2par NewPhenix en 2006.fonds d’images, la sécurité et pourraient s’étendre <strong>de</strong>mainà la veille technologique, au commerce via Internet ouencore à la gestion <strong>de</strong> la relation client pour <strong>de</strong>s entreprises1<strong>de</strong> service comme les opérateurs téléphoniques.InterviewJoël Huberson, Directeur général <strong>de</strong> NewPhenixTrouver une image en <strong>de</strong>ux ou trois clicsLe cœur <strong>de</strong> métier <strong>de</strong> l’entreprise consiste à rechercherNewPhenix est partenaire du pôle <strong>de</strong> compétitivitéSYSTEM@TIC PARIS-REGION. Que vous apporte cepartenariat ?J.H. : Nous apportons nos compétences au projet FAME2porté par Bull, qui requiert le traitement d’une quantité<strong>de</strong>s informations clés dans les contenus, les extraire, lesrésumer et les organiser. « Des clients qui n’ont pas d’outildans ce domaine rêvent souvent <strong>de</strong> quelque chose d’irréalisable», observe François Jullien, PDG <strong>de</strong> NewPhenix.colossale d’informations, plus <strong>de</strong> cent téra-octets 4<strong>de</strong>« Nous leur expliquons que nous pouvons leur proposerune solution semi-automatique qui leur épargnera 70% dutravail ».Le produit phare <strong>de</strong> la start-up est un outil <strong>de</strong> gestion <strong>de</strong>données multimédias. Cette participation augmente la visibilité<strong>de</strong> NewPhenix et nous ouvre <strong>de</strong>s portes. Tout ce quigravite autour <strong>de</strong>s pôles est très enrichissant, pour tout lemon<strong>de</strong> !fonds d’images, capable d’in<strong>de</strong>xer près <strong>de</strong> 60 000 images12Le logiciel <strong>de</strong> gestion <strong>de</strong> fonds photographique analyse etclasse les images par similarité visuelle.Joël Huberson, Directeur technique (gauche) et FrançoisJullien, PDG (droite).1 LIST : Laboratoire d'intégration <strong>de</strong>s systèmes et <strong>de</strong>s technologies.2 Laboratoire du centre <strong>CEA</strong> <strong>de</strong> Fontenay-aux-Roses.3 Français, anglais, allemand, italien, espagnol, russe, arabe, chinois.4 Téra-octet : un million <strong>de</strong> millions d’octets.15


Repousser à l'extrême les limites actuelles <strong>de</strong> l'imagerie cérébrale,<strong>de</strong> la souris à l’homme, par l’Imagerie par RésonanceMagnétique (IRM) à très haut champ, tel est l’objectif <strong>de</strong>NeuroSpin.L’IRM permet d’observer le cerveau avec une précision d’autantplus gran<strong>de</strong> que le champ magnétique est intense. Bénéficiantdu savoir-faire du <strong>CEA</strong> en matière d’aimants et d’IRM,NeuroSpin sera d’ici à 2011 équipé d’instruments d’unepuissance à ce jour inégalée.Cette plate-forme constitue un regroupement unique au mon<strong>de</strong><strong>de</strong> moyens et <strong>de</strong> compétences scientifiques et technologiquesmultidisciplinaires autour <strong>de</strong> la neuro-imagerie pour développer<strong>de</strong> nouveaux outils et <strong>de</strong> nouvelles méthodologies au service<strong>de</strong> la santé.CONFÉRENCES CYCLOPENeuroSpin : comprendre le cerveau par l’imageNeurospin, première gran<strong>de</strong> infrastructure <strong>de</strong> neuro-imagerie cérébrale en champ intense, a été inauguréle 24 novembre <strong>de</strong>rnier. Ces <strong>de</strong>ux conférences vous permettront <strong>de</strong> mieux connaître cet équipementd’importance mondiale implanté sur le centre <strong>CEA</strong> <strong>de</strong> <strong>Saclay</strong>.Mardi 13 mars : Quels outils pour explorer le cerveau ?Par Denis Le Bihan, directeur <strong>de</strong> NeuroSpinMieux comprendre le cerveau humain, son fonctionnement,son développement, sont <strong>de</strong>s défis majeurs du XXI ème siècle.Depuis vingt ans, l’imagerie cérébrale, couplée à l’analysepsychologique du comportement et <strong>de</strong>s lésions, a bouleversé larecherche en neurosciences cognitives et a permis d’immensesprogrès dans la cartographie du cerveau. Cependant, l’imageriepeut-elle réellement « voir le cerveau penser » ? Que voit-ondans ces images, et quels paramètres <strong>de</strong> la pensée <strong>de</strong>meurentinaccessibles ? Un hiatus profond ne séparera-t-il pas toujoursNeuroSpin vise à mieux comprendrecertaines pathologies (épilepsie,maladies neurodégénératives, affectionspsychiatriques…) afin d’améliorerla prévention, le traitement oula rééducation <strong>de</strong>s patients.Fédérateur <strong>de</strong> nombreux partenariats,ce très grand équipementconstitue un moteur <strong>de</strong> l’innovationet <strong>de</strong> la diffusion technologique.Livraison <strong>de</strong> l’aimant 7 T,le 25 septembre <strong>de</strong>rnier.Mardi 20 mars : Vers un décodage <strong>de</strong>s mécanismes <strong>de</strong> la penséePar Stanislas Dehaene, professeur au Collège <strong>de</strong> France, directeur <strong>de</strong> l’Unité INSERM-<strong>CEA</strong> <strong>de</strong> neuro-imagerie cognitiveà NeuroSpinl’analyse objective <strong>de</strong>s états du cerveau, rendue possible parl’imagerie, et le caractère subjectif <strong>de</strong> l’introspection consciente ?À travers <strong>de</strong> nombreux exemples, tirés <strong>de</strong> l’analyse <strong>de</strong>s mécanismescérébraux du langage, <strong>de</strong> la lecture, du calcul, et du contrôleconscient, la conférence fera le point sur le potentiel et les limites<strong>de</strong> la neuro-imagerie cognitive, sans négliger son rôle essentieldans la compréhension <strong>de</strong>s mécanismes <strong>de</strong>s maladies neurologiqueset mentales.Renseignements pratiques :Accès : ouvert à tous, entrée gratuiteLieu : Institut national <strong>de</strong>s sciences et techniques nucléaires, <strong>Saclay</strong> (voir plan)Horaire : 20 heuresOrganisation/renseignements : Centre <strong>CEA</strong> <strong>de</strong> <strong>Saclay</strong>, Unité communication et affairespubliquesTél : 01 69 08 52 10Adresse postale : 91191 Gif-sur-Yvette Ce<strong>de</strong>xLes Jeudis du <strong>CEA</strong>Jeudi 15 février « Reconstituer les climats du passé : un défi relevé »,Avec Dominique Genty, spécialiste <strong>de</strong>s spéléothèmes et Anne-Marie Lézine, spécialiste <strong>de</strong>s pollens, chercheurs CNRSau Laboratoire <strong>de</strong>s sciences du climat et <strong>de</strong> l’environnement. <strong>CEA</strong> <strong>Saclay</strong>.Jeudi 29 mars « Comment agit le sida sur la genèse <strong>de</strong>s cellules »,Avec Stéphane Prost, chercheur au Laboratoire d’immuno-pathologie expérimentale. <strong>CEA</strong> Fontenay-aux-Roses.Jeudi 26 avril « Les mesures <strong>de</strong> l’extrême »,Avec Jean-Pierre Leyrat, assistant scientifique du Département <strong>de</strong> conception et réalisation <strong>de</strong>s expérimentations etJean-Luc Miquel, ingénieur en conceptions d’expériences plasma. <strong>CEA</strong> DAM Île-<strong>de</strong>-France.Renseignements : Lieu : café <strong>de</strong> la FNAC Vélizy, centre commercial Vélizy 2 ; Horaire : 19h ; Entrée libre

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