> D e l a r e c h e r c h e à l ’ i n d u s t r i e

Centre CEA de Saclay

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P l a n d ’ a c c è s

• A partir de Paris, Rejoindre la porte de ST CLOUD et suivre la directionBORDEAUX. Traverser le PONT DE SEVRES et suivre la N118 direction BORDEAUX. Prendre la sortie SACLAY. Depuis le rond-point du Christ de Saclay, suivre le plan.

• A partir de CréteilSuivre l’A86 en direction de VERSAILLES. Prendre la sortie 30 A6/A10 et emprunter la N118. Prendre la sortie SACLAY.Depuis le rond-point du Christ de Saclay, suivre le plan.

• A partir de Saint-Quentin-en-Yvelines Rejoindre la N286 vers VERSAILLES puis continuer sur l’A86 direction CRETEIL. Prendre la sortie N118 et toujours suivre la direction BIEVRES/A10/A11/EVRY/LYON. Prendre la sortie SACLAY.Depuis le rond-point du Christ de Saclay, suivre le plan.

NB : Pour accéder à l’INSTN, à partir du rond-point du Christ de Saclay, suivre la 306 en direction de GIF-SUR-YVETTE.Prendre la première sortie sur la droite au rond-pointsuivant puis tourner à gauche avant le poste de garde.

… qui constitue un site de recherches et d’innovation de tout premier plan aux niveaux

national et international.

Dès 1952, le centre CEA de Saclay fut le principal acteur de l’essor des sciences et techniques

nucléaires en France. Il reste aujourd’hui le plus polyvalent des centres de recherche du CEA.

Il se caractérise en effet par une grande diversité des activités allant de la recherche

fondamentale à la recherche appliquée dans des domaines et des disciplines très variés,

tels que la physique, la métallurgie, l’électronique, la biologie, la climatologie, la simulation,

la chimie ou l’environnement.

Point de départ d’une remarquable concentration d’écoles et de centres de recherche publics

et privés dans l’Essonne, épine dorsale du pôle de recherche d’envergure européenne

de l’Ile de France Sud, il participe à l’expansion de l’économie régionale et à la formation aux

technologies de demain de générations d’étudiants, techniciens, ingénieurs et chercheurs.

Jean-Pierre PERVESDirecteur du centre de Saclay

J’ai plaisir à introduire ce panorama des activités du centre CEA de Saclay…

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Chaque jour, le centre reçoit environ 5500

personnes. Une majorité d’entre elles sont des

scientifiques : physiciens, chimistes, biologistes,

ingénieurs et techniciens, engagés dans les

programmes de recherche ou d’enseignement,

en charge de la sûreté des installations et de la

sécurité des personnes, ou encore de la

surveillance de l’environnement. Les autres

personnels participent à la gestion du centre

qui s’apparente à la fois à celle d’une entre-

prise et à celle d’une ville.

Le haut niveau scientifique et la pluridisciplina-

rité des recherches font la richesse du centre

CEA de Saclay. Les nombreux programmes de

recherche nationaux, européens et internatio-

naux auxquels il participe et les multiples

contacts qu’il a su nouer avec les industriels de

la région sont la preuve de son dynamisme et

de son ouverture vers l’extérieur et vers l’avenir.

Les premières équipes emménagent dès 1952.

Le centre vit depuis au rythme de la construc-

tion de grands équipements (réacteurs,

accélérateurs) et de laboratoires, toujours

renouvelés, toujours plus performants,

toujours à la pointe de la technologie pour

accompagner les progrès de la science.

Certitudes et interrogations se succèdent,

faisant évoluer et se multiplier des thèmes de

recherche qui couvrent aujourd’hui un très

large spectre de disciplines et de compétences.

Cette plaquette ne peut en donner qu’une

idée partielle.

C’est en 1946 que Frédéric Joliot choisit le site de Saclay pour y installer les équipes du CEA

Les premiers bâtiments, dus à l’architecte Auguste Perret, présentent un intérêt à la fois

architectural et urbanistique, témoignant de l’importance que les pouvoirs publics

voulurent donner au programme national de recherche nucléaire civile.

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Dans ce domaine, la recherche fait appelaussi bien aux techniques de simulation qu’àdes moyens expérimentaux très performants.

La simulation a pris une telle part dans lesprogrammes de recherche que des équipesentières travaillent à la réalisation d’unefuture génération d’outils de calcul.

La simulation numérique des systèmescomplexes utilise conjointement la théorie, desmodèles physiques confortés par des expéri-mentations et le calcul pour explorerscientifiquement le champ du possible, aider à la décision et servir d’outil d’ingénierie pourconcevoir et optimiser.La puissance de cet outil, assise sur les progrèsde l’informatique, autorise désormais unedescription temporelle et tridimensionnelleprécise de systèmes complexes et dephénomènes évolutifs. Les développementsportent vers des approches multi-échelles (onva de l’atome au matériau et à l’objet utile) etmulti-physiques (mécanique, physique, ther-mique, hydraulique et physico-chimie couplées).

Concrètement, les études portent surl’accroissement des performances descentrales nucléaires actuelles : comportement du combustible notamment lorsde variations de puissance programmées du réacteur, optimisation de la consommation de combustible, tenue des matériaux et durée de vie des centrales. Elles portent bien sûr aussisur la conception et le choix de futuresgénérations de réacteurs qui s’inscrirontdans le cadre d’un développement durable.

Dans l’optique de l’entreposage longuedurée ou du stockage des déchets radio-actifs dans des couches géologiques,

la simulation prend en compte l’ensemble desphénomènes qui contribuent à une éventuelledispersion de la radioactivité hors du matériaude confinement, au travers des conteneurs etdans le milieu naturel, en tenant compte del’évolution des propriétés physico-chimiques deceux-ci et des mécanismes de transferts pardiffusion ou échange avec les eaux souterraines.

Les moyens expérimentaux dont dispose le centrede Saclay pour compléter toutes ces études sont remar-quables par leur diversité et leur qualité.Des moyens d’essais importants sont consacrés aux études de mécanique et de thermo-mécaniqueainsi qu’à la thermo-hydraulique de phénomènes monoet diphasiques. L’installation Tamaris, qui abrite la plus grande table

vibrante d’Europe, permet detester la résistance des matérielset de grandes structures auxséismes. Une forte diversité demoyens d’analyse permet lacaractérisation isotopique etphysico-chimique des matériaux.On étudie également lesphénomènes de corrosion ainsique la dégradation des propriétésphysiques et mécaniques suscep-

tibles d’affecter les matériaux au cours du temps, dansles conditions réelles d’utilisation, y compris sous irradiation. On dispose pour cela du réacteur derecherche Osiris spécialement conçu pour l’irradiationde matériaux et de laboratoires "chauds" équipés detélémanipulateurs, qui permettent de procéder sur lesmatériaux irradiés à des examens physiques, chimiques,métallurgiques ainsi qu’à des essais mécaniques.

Ces études sont menées en concertationavec les partenaires du CEA que sont EDF,Framatome, COGEMA, l’ANDRA et l’IRSN,et dans le cadre de collaborations auxniveaux européen et mondial.

La recherche dans le domaine del’énergie nucléaire

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Fort de ses avancées dans le domaine nucléaire, le CEA développe des compétences qui le mettentau premier plan de la recherche technologique enEurope.

A Saclay, une partie des recherchesconcerne le développement de l’instrumen-tation et de procédés de contrôle nondestructif des matériaux avec de nombreuses applications dans le nucléaire,l’aéronautique, l’automobile, l’armement, la pétrochimie, les nouvelles technologies del’énergie ou la mécanique.

D’autres études sont menées sur les matériauxinnovants (céramiques, alliages à mémoire de forme,nanomatériaux) et sur les systèmes experts embar-qués, utilisés dans les réseaux, les transports ou lestéléphones portables.

Le Laboratoire national Henri Becquerel (LNHB),membre du Bureau national de métrologie, détient etdéveloppe les références nationales en métrologie desrayonnements ionisants. Ses travaux de recherchepermettent, par exemple, des mesures plus précisesdes radioéléments contenus entrès petites quantités dans l’envi-ronnement ou l’ajustement desdoses reçues en radiothérapie.

Le CEA mène par ailleurs unepolitique volontariste de trans-fert de technologie, sous formede contrats de recherche en partenariat, de cession delicences ou d’aides à la création d’entreprises.

La recherche technologique

Les sciences de la matière

Les chercheurs de Saclay étudient la matière à des échelles et sous des angles différents.

Les chercheurs de la physique des parti-cules traquent les constituants ultimes dela matière et étudient les interactions qui lesrégissent afin d’élaborer un modèle unifié desforces de la nature.

Les physiciens nucléaires cherchent àcomprendre les propriétés des noyaux desatomes, du simple nucléon aux noyaux super-lourds et instables, absents à l’état naturel surterre. Ils sont aussi impliqués dans les recherchessur la transmutation des déchets de forte activitéissus de l’industrie électronucléaire.

Les astrophysiciens s’intéressent aux structures de lamatière dans l’univers. Comment se forment les étoileset pourquoi ont-elles des planètes ? Pourquoi lesétoiles sont-elles regroupées en galaxies et commentces galaxies évoluent-elles ?

Dans ces trois domaines, lesrecherches font appel à des moyensexpérimentaux développés dans uncadre international : grands accélérateurspour la physique nucléaire et la physiquedes particules (le CERN à Genève, le GANILà Caen…) ou observatoires spatiaux etterrestres pour l’astrophysique. Saclay estfortement impliqué dans la conception et laréalisation de ces outils. Ses compétences dans ledéveloppement d’aimants ou bobines supraconduc-teurs pour les accélérateurs et la réalisation desystèmes de détection ultra-performants sont interna-tionalement reconnues.

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D’autres physiciens s’intéressent aux propriétésde la matière à l’échelle des atomes et des molé-cules. Au-delà de son intérêt en recherchefondamentale, la compréhension de ces propriétés

permettra la conceptionde nouveaux composésou matériaux répondantà des besoins spéci-fiques de l’industrie oude la société.

C e s r e c h e r c h e s s ’ a p p u i e n t s u rl’utilisation croiséede plusieurs sciencesde base (physique

atomique et moléculaire, mécanique quantique,physique statistique et du solide, chimie, biologie...)combinées avec une instrumentation variée (grandsinstruments, moyens d’analyse, lasers, accéléra-teurs…).

La caractéristique commune à toutes ces étudesest la manipulation d’objets microscopiques sur

lesquels différents processus vont être misen œuvre pour caractériser leur structureou leur réaction à une sollicitation particu-lière (irradiation, corrosion par exemple).L’information sera recueillie à l’aide desoutils physiques de visualisation et decaractérisation (microscopes électro-niques, RMN, microsonde, faisceauxneutroniques du réacteur Orphée...).D’importants développements en modéli-sation sont aussi nécessaires, notamment

dans la description des processus quantiques et desphénomènes complexes (turbulence, chaos, thermody-namique hors équilibre…).

Les domaines de recherche s’éten-dent des nanosciences à la matièremolle, c’est-à-dire aux espècesorganisées en solution (colloïdes,gels, micelles…), en passant parles propriétés particulières de certains composés (comme la supraconductivité).

Les chercheurs de Saclay s’attachent à comprendre lefonctionnement du climatpour prévoir son évolutionsous l’influence des perturba-tions apportées par l’homme.

Les modèles destinés à prédire des situations inéditesdans l’histoire de la terre sont testés sur des climatspassés très différents du climat actuel comme les grandesglaciations, que l’on reconstitue notamment par analyse iso-topique des glaces polaires ou des sédiments marins. L’étude desfluctuations récentes du climat aide à en élucider les mécanismes.Le rôle et le cycle dans l’environnement de composés à effet deserre (dioxyde de carbone, aérosols…) font aussi l’objet d’étudesimportantes. Enfin, l’outil isotopique est utilisé pour la datationdes événements passés et l’étude des transferts de matière dansl’environnement actuel.

Les sciences du climat et de l’environnement

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L’Institut national des sciences ettechniques nucléaires (INSTN)contribue à diffuser les connais-sances acquises au CEA. Il joue unrôle pilote dans divers enseignements(génie atomique, disciplines de santé,radioprotection), coordonne les actionsdu CEA en faveur de l’accueil des docto-

rants et post-doctorants et participe à l’organisation de DEAet DESS. L’INSTN développe des sessions d’études dans lecadre de la formation continue (avec le CNAM) et de coopé-rations internationales.

L’impact des activités du centre CEAde Saclay est suivi à partir d’unesurveillance rigoureuse du site et de sesalentours selon un programme réglementaireétabli conformément aux prescriptions fixéespar arrêtés. Cet impact s’avère négligeable.Une Commission locale d’information(CLI) a été créée le 29 décembre 1998 par lePrésident du Conseil Général de l’Essonne.Composée de plus de 60 membres (élus, institu-tionnels, associations de défense del’environnement, experts), elle informe réguliè-rement la population sur les activités du centreet leurs répercutions sur l’environnement, la santé et l’économie locale.

Les sciences du vivantL’étude des effets sur la matière vivantedes rayonnements ionisants et destoxiques utilisés dans l’industrie nucléaire estbien sûr essentielle. Elle implique l’examendétaillé des mécanismes en jeu aux niveauxmoléculaire et cellulaire. Les données obtenues

permettent d’affiner l’évaluationscientifique des risques liés auxfaibles doses.

Un second axe développe lesapplications des technologiesissues du nucléaire, marquage et

détection des rayonnements dans les domainesde la santé et des biotechnologies, imageriemédicale qui permet d’explorer les organes demanière atraumatique. Physiciens, médecins etpharmaciens travaillent ensemble à l’utilisationet au développement de ces techniques encardiologie, neurologie, oncologie, ainsi quepour l’étude des fonctions cognitives.

D’autres équipes étudient les structures etfonctions des protéines de façon à créer desprotéines aux propriétés nouvelles, susceptiblesd’être utilisées en médecine notamment. C’estl’ingénierie des protéines.

Enfin, les équipes spécialisées en pharmaco-immunologie développent desméthodes de dosage ultrasensibles. Aprèsavoir développé le test de dépistage le plussensible de la maladie de la vache folle,elles s’attachent maintenant à la mise aupoint d’un test sanguin.

L’ensemble de ces recherches met en jeu denombreuses disciplines scientifiques et implique despartenariats avec les universités et les autres organismes derecherche français (CNRS, INSERM, INRA, service de santédes armées, Assistance publique - hôpitaux de Paris).

L’enseignement et la formation

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La surveillance de l’environnement

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Cré

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CEA

www.cea.fr

Direction du Centre CEA de SaclayUnité communication et affaires publiques91191 Gif-sur-Yvette CEDEXTél. : 01 69 08 52 10 - Fax : 01 69 08 32 57

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approfondir les connaissances sur les effets biologiques des rayonnements,

améliorer grâce aux technologies issues du nucléaire, les techniques d’imagerie médicale, la mise au point de nouveaux traitements médicaux, les connaissances sur la génétique, les cellules, les virus et les prions,

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contribuer à la défense nationale en développant les outilsde la politique de dissuasion.

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Le CEA est présent dans les régions Île-de-France, Centre,Aquitaine, Bourgogne, Rhône-Alpes, Languedoc-Roussillon,Provence-Alpes-Côte d’Azur.

Le CEA est un organisme public de recherche fondamentale ettechnologique

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