- Maintien de l’expertise dans la conception et la construction de détecteurs gazeux, à base de semi-conducteurs et à scintillation ainsi que le savoir-faire d’intégration de détecteurs dans de grandes expériences. Subatech possède une maîtrise unique en France, et plutôt rare dans le monde, de la technologie des détecteurs à base de xénon liquide et des installations nécessaires au fonctionnement de ces détecteurs, comme le système de purification ou de refroidissement. Les projets XENONnT, XEMIS2 et XEMIS3-HT (CPER 2021-2027) sont nos projet phares. Le laboratoire participe à la mise en œuvre de nouvelles techniques de détection de la matière noire, de décroissances rares et des neutrinos avec les projets SPHERE et LiquidO (soumis à l’appel à projet européen FET).
- Nos savoir-faire en radiochimie sont uniques dans le paysage local et académique français, notamment la maîtrise de la technologie « ultra-traces » pour continuer à mener à bien une recherche de haut niveau dans l’étude de la chimie des radionucléides dans l’environnement et pour la santé. Ces activités technologiques sont complémentées par le savoir-faire de la plateforme SMART dans le domaine des mesures radiologiques dans l’environnement.
- La valorisation de ces technologies pour la décontamination et le démantèlement des installations radioactives est un objectif de l’unité. Il devra s’effectuer dans le cadre du laboratoire commun ANR TESMARAC et permettre de mieux hybrider les compétences disciplinaires de l’équipe radiochimie et les savoir-faire de SMART pour asseoir son positionnement dans un contexte de plus en plus compétitif.
- Les technologies de contrôle non destructif IBA, PIXE et PIGE, parfaitement maîtrisées par les équipes de Subatech nous permettront de nous lancer dans des projets de recherche et de valorisation pluridisciplinaires.
- Nous avons l’ambition de créer un pôle « développement et calcul scientifique » vraisemblablement hébergé au sein du service informatique – pour assister les équipes de recherche. Ce pôle aura pour objectif la gestion des codes informatiques développés par les chercheurs de Subatech, le développement et l’implémentation dans ces codes d’algorithmes spécifiques, la parallélisation des codes, l’utilisation des GPU et les applications de l’intelligence artificielle dans nos domaines, et ce en collaborant avec les laboratoires du domaine à Nantes (LS2N) et à Brest (LATIM) ainsi qu’avec le Département d’informatique de l’IMT Atlantique (campus de Brest).
- Nous souhaitons proposer des sujets de thèse en informatique appliqués à notre domaine et bien évidemment co-encadrés avec les laboratoires en informatique partenaires. Les sujets prioritaires sont à très court terme l’amélioration de la reconstruction du détecteur ALICE, la distribution professionnalisée de certains codes de l’équipe théorie et la reconstruction ultra rapide à haut débit des images des prototypes XEMIS. D’autres opportunités devraient émerger dans l’analyse des multi-messagers pour les expériences JUNO, KM3NeT et dans l’analyse des BigData des futures expériences dédiées aux astroparticules et aux ondes gravitationnelles, voire en physique nucléaire.

- Participation dans deux projets dans le domaine de la production de radionucléides innovants pour la santé, en étroite collaboration avec GIP Arronax : le projet ANR REPARE (2020-2024) porté par le GANIL dans lequel nous sommes fortement engagés, et le projet SMILES que nous portons et qui a été soumis au CPER 2021-2027. Le projet SMILES consiste en la construction d’un séparateur de masse par ionisation laser à haute efficacité. Ces actions nous permettront d’avoir, outre notre visibilité locale et régionale, une forte visibilité internationale notamment via la collaboration MEDICIS du CERN.
- De nouvelles méthodes de séparation – purification ont pu être développées. Des études fondamentales sur la chimie de certains de ces radionucléides, combinées à de la modélisation théorique constituent une étape incontournable dans la chaîne de valeur liée à la production de radiopharmaceutiques innovants. La recherche de nouvelles molécules plus spécifiques, l’optimisation de leur radiomarquage et l’étude de leur stabilité dans des conditions biologiques sont également des points forts du savoir-faire de la radiochimie permettant ainsi le développement de radiopharmaceutiques qui seront poursuivis et intensifiés. Ces travaux seront inscrits dans le cadre du labex IRON et s’effectueront en collaboration avec le CEISAM et le CRCINA.
- L’application des techniques de détection de la physique subatomique à la santé avec notamment l’imagerie médicale par émission de photon-positron dans le cadre des projets de caméra à 3 photons XEMIS. Nous avons la détermination d’exploiter le prototype de détecteur à Xénon liquide XEMIS2 pour le petit animal installé à la plateforme CIMA du CRCINA au CHU de Nantes, en collaboration avec Arronax et le CRCINA. Cela sera un atout pour se lancer dans le projet de démonstrateur de taille humaine XEMIS3-HT qui a été soumis au CPER 2021-2027 et devra permettre d’entraîner des acteurs industriels majeurs des équipements médicaux dans l’industrialisation de la technologie développée, en nous basant notamment sur les compétences en matière de valorisation de l’IMT et de l’IMT Atlantique. Dans ce domaine, compte tenu des nouvelles possibilités inexplorées qu’offre l’imagerie à 3 photons et l’énorme quantité des données produites, des collaborations avec les laboratoires du numérique comme le LATIM et le LabSTTIC de Brest et le LS2N de Nantes, seront mises en place.
- Les études de dosimétrie, d’irradiation flash du petit animal et de radiolyse pulsée nous permettront de mener à bien une recherche de premier plan international en collaboration avec les radiobiologistes de l’ICO et le LabCT du CRCINA. Le GIP Arronax reste dans ce domaine également un partenaire clef pour notre laboratoire.

- Continuer sa contribution dans les collaborations ALICE (CERN, Suisse), KM3NeT (France), JUNO (Chine) et XENONnT (Italie)
- L’ambition de construire un détecteur TAS auprès de la salle DESIR à GANIL-SPIRAL2.
- Mise en place de la stratégie en physique hadronique à l’horizon 2025-2035 dans un contexte riche de nouveaux projets scientifiques au CERN et au BNL (USA)
- Dans le domaine de la matière noire et des décroissances rares, la stratégie post-XENONnT va être définie, avec l’objectif ultime de construire un détecteur xénon liquide de 50 tonnes (projet DARWIN)
- Continuer à rayonner dans la physique théorique, notamment dans les domaines de la chromodynamique quantique et de la modélisation des collisions entre ions lourds, ainsi que dans les domaines connexes
- Dans le domaine des collisions d’ions lourds aux énergies relativistes, la finalisation de l’installation des améliorations du détecteur ALICE du CERN et la participation forte à son programme de physique pendant le Run 3 au LHC est une priorité du laboratoire. Parmi les analyses de physique, l’étude de la production des saveurs lourdes jusqu’à une impulsion transverse nulle dans les collisions entre ions lourds aux énergies du LHC à l’aide du nouveau détecteur MFT est très prometteuse et permettra de mieux caractériser l’état de la matière appelé le plasma de quarks et de gluons. Une réflexion mûrie en collaboration avec les théoriciens devra avoir lieu au sein de Subatech pour définir notre future contribution technique et scientifique à une des nouvelles expériences à horizon 2025-2030, comme le projet EIC, le projet d’amélioration du LHCb pour le Run 5 (LS 4 du LHC), ou le projet de construction d’une nouvelle expérience d’ions lourds au LHC pendant le LS 4 (en remplacement d’ALICE). Nous assurerons la coordination du réseau européen STRONG-2020 et garderons une très forte visibilité dans les postes de responsabilité de la collaboration ALICE.
- Forte contribution à la recherche directe de la matière noire par le biais de la collaboration internationale XENONnT qui devrait obtenir les résultats les plus sensibles au monde dans les années à venir et peut-être découvrir de nouvelles particules élémentaires au-delà du Modèle Standard de l’infiniment petit. Ces nouvelles particules pourraient expliquer l’origine de la matière noire observée à l’échelle de l’infiniment grand.
- Contribution à la construction de la collaboration internationale DARWIN, qui devra se structurer dans les années à venir afin de mettre en place une organisation internationale, à travers le nouvel IRL IN2P3-Helmholtz. DARWIN aura pour défi de construire un détecteur de 50 tonnes de xénon liquide dans un des laboratoires souterrains européens à l’horizon 2030.  Pour y arriver, l’expérience nord- américaine nEXO nous semble une opportunité unique pour valoriser notre savoir-faire, répondre à la question fondamentale de la nature ultime des neutrinos, et bien préparer l’organisation, la conception et la construction de la future expérience européenne DARWIN à l’horizon 2030. Ce projet devrait être co-financé par une future ERC qui sera préparée à l’aide du programme « Étoiles montantes » de la Région Pays de la Loire.
- L’expérience JUNO va débuter la prise de données et nous allons nous placer dans une position de leadership dans la mise en service, l’étalonnage et les analyses de physique de la collaboration JUNO, notamment face au défi d’observer avec précision les neutrinos émis par une éventuelle explosion de supernovæ observable depuis notre planète. La construction du télescope neutrino KM3NeT, à laquelle Subatech participe, devra être complétée à l’horizon de 2024 avec ses deux sous-télescopes ARCA et ORCA au fond de la mer Méditerranée respectivement en face de la Sicile et de Toulon.  C’est une priorité que de renforcer l’équipe avec un nouveau poste d’enseignant-chercheur à l’Université de Nantes à l’horizon 2022. Nous forgeons l’ambition d’attirer, grâce au programme « Connect Talent» de la région, un chercheur de renommée internationale expert dans la physique des neutrinos extragalactiques et dans les corrélations avec d’autres messagers.

- La problématique de l’entreposage et du stockage de déchets radioactifs et de matériaux pour le nucléaire : forte implication dans les projets européens EURAD (2019-2023) dans les work-packages WP-CORI et WP-ACED. En outre la chaire Stockage (2019-2024) financée par l’Andra, EDF et ORANO nous offrira un outil crucial pour mener à bien un programme scientifique portant sur une vision concertée sur les enjeux sociétaux importants que sont l’entreposage et de stockage des déchets radioactifs.
- Les enjeux liés au démantèlement des réacteurs:  mise en place du projet du laboratoire commun avec la société TRISKEM, grâce au financement de l’ANR via le LabCom TESMARAC et forte implication dans le projet européen PREDIS (2020-2024).
- Continuité des activités portant sur les radionucléides dans l’environnement, notamment les études des radionucléides anthropiques, les études de rétention de radionucléides entreposés et les radionucléides naturellement présents dans l’environnement. Les activités autour de la ZATU vont s’amplifier avec la mise en place de projets régionaux et nationaux pluridisciplinaires et pluri-partenaires structurants (fédération OSUNA, GdR SciNEE, laboratoire CETAMA), ainsi qu’au niveau européen (Euratom/CONCERT). La modélisation moléculaire et la radiolyse resteront des activités transversales cruciales à ces sujets de recherche.
- Notre expertise dans les données nucléaires pour la simulation des réacteurs nucléaires continuera d’être reconnue internationalement (projet SANDA, NACRE et SUDEC) et sera mise en valeur avec les programmes de données nucléaires auprès des expériences de Jyväskylä et d’ISOLDE, afin d’améliorer la précision de simulations de réacteurs notamment la puissance résiduelle, et ce en étudiant en détail certains radionucléides méconnus issus des processus de fission. Nous respecterons nos engagements concernant la puissance résiduelle pour les réacteurs de génération IV dans le cadre du projet européen SAMOSAFER, en collaboration avec le LPSC de Grenoble.
- Projet de la mise en place une d'équipe travaillant sur des études systèmes et scénarios électronucléaires associés. Nous soutiendrons la continuité d’une collaboration forte avec l’ICJLab d’Orsay, le CEA et l’IRSN. En outre, une approche originale et interdisciplinaire des scénarios énergétiques et nucléaires sera menée à bien avec les économistes de l’unité de recherche LEMNA de l’Université de Nantes et les sociologues du Département des sciences sociales et de gestion de l’IMT Atlantique. Nous espérons d’ici à 2025, créer cette équipe « scénarios nucléaires ».  Ce faisant, nous assurerons pleinement notre contribution à la transition énergétique et à l’indépendance énergétique nationale à long terme.

Subatech relèvera le défi d’apporter de nouvelles connaissances portant sur le monde infiniment petit et infiniment grand. Ces recherches fondamentales se feront suivant un équilibre entre la recherche fondamentale et la recherche interdisciplinaire, orientée et finalisée dans les domaines de l’environnement, de l’énergie et de la santé. Cet équilibre est la caractéristique essentielle de notre laboratoire. En outre, Subatech continuera de développer des technologies associées. Nous défendons les valeurs de l’honnêteté, de l’excellence scientifique, de la parité et de l’égalité des opportunités et nous allons mobiliser tous les moyens afin d’être en mesure d’atteindre nos objectifs ambitieux, dans un contexte de collaboration scientifique au sein des grandes infrastructures et des expériences internationales pour répondre aux grandes questions de nos disciplines phares, sous le pilotage national par l’IN2P3 et le soutien de l’INC. Nous continuerons de prôner une très forte intégration interdisciplinaire locale et régionale dans les domaines applicatifs caractérisée par une forte collaboration avec les autres laboratoires de nos tutelles IMT Atlantique et Université de Nantes. Nous devrons continuer d’être identifiés comme un laboratoire « pépite » de la Région Pays de la Loire – voire de la Bretagne – qui rayonne à l’international dans le domaine de la physique subatomique et de ses applications et contribue ainsi à l’attractivité de notre région.

Axe les des infinis
Axe nucléaire pour l’énergie et l’environnement
Axe nucléaire pour la santé
Axe technologies associées

 

 

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