Subatech - laboratoire de physique subatomique et des technologies associées - Domaines d’expertise
Les 4 axes thématiques du laboratoire sont : Les Deux Infinis, Nucléaire pour la Santé, Nucléaire pour l'Énergie et l'Environnement, et les Technologies Associées à la Physique Subatomique.
Les deux infinis
De l’étude du plasma de quarks et de gluons, l'état de la matière dans les premiers instants de l'Univers, aux origines des particules cosmiques les plus énergétiques, en passant par la recherche de la mystérieuse matière noire et la compréhension des insaisissables neutrinos, Subatech est impliqué dans les grandes collaborations internationales qui cherchent à répondre aux questions fondamentales de la physique subatomique.
Nucléaire pour l'énergie et l'environnement
Avec une approche intégrant les recherches en radiochimie et physique nucléaire, ainsi que les aspects économiques et sociétaux, Subatech étudie les propriétés des radionucléides et leur devenir dans l’environnement, ainsi que la gestion et la valorisation des déchets nucléaires. Nous participons aussi à la conception des réacteurs du futur et à l’étude de l'impact environnemental du nucléaire civil.
Nucléaire pour la santé
Subatech étudie les processus de production et les propriétés chimiques des radionucléides utilisés dans le domaine médical et ceux qui seront utilisés dans le futur afin d'imaginer des thérapies innovantes. Nous sommes également engagés sur la conception et la construction de systèmes d’imagerie médicale et de diagnostic basés sur les derniers développements des détecteurs en physique nucléaire et subatomique.
Technologies associées
Subatech conçoit et intègre des systèmes de détection complexes, de la mécanique à l'analyse des données en passant par l'électronique, utilisés au coeur de grandes expériences, et possède une maitrise rare dans le monde de la technologiedes détecteurs au Xénon liquide. Avec le laboratoire de radiochimie et le service SMART, nous sommes aussi des experts reconnus pour les mesures de radioactivité dans l’environnement, et dans les techniques des ultra-traces.
Nos équipes de recherche
Le projet MIMOSA est un projet européen HORIZON-Euratom démarré en 2022 et sélectionné sur l'appel à projets NRT-01-03 Multi-recyclage des combustibles usés des réacteurs à eau légère (REL). Il est coordonné par ORANO avec des partenaires tels que le laboratoire SUBATECH (sous la triple tutelle de l'Institut Mines-Télécom à travers son école, IMT Atlantique, l'Université de Nantes et le CNRS avec l'Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules (IN2P3) comme institut principal). Le projet durera 4 ans et le financement de l'UE est d'environ 6,9 millions d'euros. Le projet MIMOSA concevra et démontrera une stratégie intégrée de multi-recyclage du plutonium et de l'uranium combinant des options de multi-recyclage dans les réacteurs à eau légère avec le recyclage du Pu et d'autres transuraniens aujourd'hui considérés comme des déchets dans les réacteurs à sels fondus chlorures.
À Nantes, les chercheurs du laboratoire Subatech ont imaginé que l’on pouvait améliorer l’imagerie médicale grâce à une nouvelle technologie basée sur l’utilisation de xénon liquide. Baptisé Xemis et initié il y a une dizaine d’années, leur projet focus, dans un premier temps, sur l’imagerie à trois photons : une nouvelle méthode d’imagerie à même d’amplifier la qualité des images fonctionnelles. Le projet XEMIS (XEnon Medical Imaging System), a permis de développer une caméra pour l’imagerie médicale de petits mammifères, explique Dominique Thers de SUBATECH. L’invention a été brevetée. Elle repose sur la mesure des interactions Compton afin d’ouvrir la voie vers la reconstruction directe en 3D des bio-distribution de médicaments comportant des émetteurs radioactifs particuliers comme le Scandium-44. En parallèle, des développements instrumentaux menés à Subatech, des travaux de recherche sur de nouveaux radio-pharmaceutiques marqués avec du scandium-44 s’effectuent notamment au niveau local en collaboration avec les équipes du cyclotron ARRONAX, du CNRS, de Nantes Université, de l’INSERM et du CHU de Nantes. XEMIS abrite une panoplie complète d’innovations, tout ou presque n’existe nulle part autre part, nous sommes à la frontière entre les sciences et les techniques.
L'expertise dans le domaine du nucléaire et de la radiochimie est d'une importance stratégique dans le secteur de l'énergie nucléaire et dans de nombreuses applications vitales. Les besoins en la matière ne cessent de croître. Il ne s’agit plus seulement d’exploiter en toute sécurité les centrales nucléaires, mais de gérer la décontamination et le démantèlement, la gestion des déchets et la surveillance de l'environnement.
Le projet A-CINCH entend lutter contre la perte d'intérêt manifestée par les jeunes générations pour les connaissances nucléaires. L’accent sera mis sur les élèves et les enseignants du secondaire, invités à s’impliquer dans le concept « Apprendre par l'action ». Les outils pédagogiques avancés développés dans le cadre du projet comportent un laboratoire de réalité virtuelle 3D, des cours en ligne ouverts à tous, des expériences robotiques à distance (RoboLab), des expériences sur écran interactif, une base de données de matériel pédagogique (NucWik).
Dans le cadre du projet SAMOSAFER, le défi consistera à développer de nouveaux outils d'évaluation et de simulation pour ce réacteur de quatrième génération, du point de vue de la sûreté et des nouveaux dispositifs envisagés.
Pendant quelques millionièmes de seconde après le Big Bang, l'univers était constitué d'un mélange extrêmement chaud de particules élémentaires, les quarks et les gluons, à une température deux cent mille fois supérieure à celle du centre du soleil.
Au cours des dernières décennies, les physiciens travaillant dans des accélérateurs de particules ont écrasé des noyaux à des vitesses énormes pour recréer ce plasma quark-gluon (QGP). Ces expériences permettent de faire la lumière sur la naissance de notre univers.
Notre connaissance sur les constituants élémentaires de la matière, connue comme le "modèle standard", est encore perfectible. Les propriétés des neutrinos et notamment les oscillations observées entre leurs trois différentes "saveurs" sont intensément étudiées pour conforter ou mettre en défaut ce modèle standard. En parallèle, la détection de neutrinos cosmiques est maintenant considérée comme un des moyens les plus prometteurs pour étudier les sources astrophysiques susceptibles de les produire et pour caractériser et catégoriser les événements cataclysmiques de l'Univers. Seules quelques expériences, dont KM3NeT, regroupant de larges communautés d'(astro-)physiciens sont en course à travers le monde pour atteindre ces objectifs.
