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Rapport annuel2012

SOMMAIREAVANT-PROPOS DE BERNARD BIGOT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2/3AVANT-PROPOS D’YVES BRÉCHET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4/5LE CEA ET L’INNOVATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6/7PARTIE 1 LES PROGRAMMES DU CEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8/91 / A ÉNERGIES BAS CARBONE ET RECHERCHES FONDAMENTALES ASSOCIÉES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10/291 / B DÉFENSE ET SÉCURITÉ GLOBALE ET RECHERCHES DE BASE ASSOCIÉES. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30/371 / C TECHNOLOGIES POUR L’INFORMATION ET RECHERCHES FONDAMENTALES ASSOCIÉES . . . . . . 38/431 / D TECHNOLOGIES POUR LA SANTÉ ET RECHERCHES FONDAMENTALES ASSOCIÉES . . . . . . . . . . . . . 44/511 / E TRÈS GRANDES INFRASTRUCTURES DE RECHERCHEET RECHERCHES FONDAMENTALES ASSOCIÉES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52/56PARTIE 2 L’OUVERTURE DU CEA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .572 / A L’ÉVALUATION SCIENTIFIQUE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .582 / B ENSEIGNEMENT ET FORMATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .592 / C L’INNOVATION DU CEA AU SERVICE DES ENTREPRISES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .602 / D L’ACCOMPAGNEMENT À LA VALORISATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .612 / E PRIX ET DISTINCTIONS 2012 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62/63PARTIE 3 L’ACCOMPAGNEMENT DES PROGRAMMES . . . . . . .643 / A PILOTAGE DU CEA ET RELATIONS INSTITUTIONNELLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .653 / B RESSOURCES HUMAINES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .663 / C RELATIONS INTERNATIONALES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .673 / D COMMUNICATION ET DIFFUSION DE L’INFORMATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .683 / E MAÎTRISE DES RISQUES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69/71PARTIE 4 ORGANISATION DU CEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72SON STATUT JURIDIQUE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73SA GOUVERNANCE D’ENTREPRISE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73CONSEIL D’ADMINISTRATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74/75COMITÉ D’AUDIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75COMITÉS DE SUIVI DE LA COUVERTURE DES CHARGES D’ASSAINISSEMENTET DE DÉMANTÈLEMENT DES INSTALLATIONS CIVILES ET DE DÉFENSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76COMITÉ DE L’ÉNERGIE ATOMIQUE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76/77CONSEIL SCIENTIFIQUE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77VISITING COMMITTEE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77MISSION DU SERVICE DU CONTRÔLE GÉNÉRAL ÉCONOMIQUE ET FINANCIER PRÈS LE CEA . . . . . . . . . . . . . . . .77En couverture : Grande image : CMS, l’un des détecteurs du LHC, le collisionneur à protons du Cern, à Genève • De haut en bas : Laboratoire de génomique et radiobiologie, à Evry • Vue du réacteurde recherche Osiris, implanté sur le centre de Saclay • Plateforme solaire thermique à concentration, Alsolen, à Cadarache • Intérieur du site HYPERION, sur le centre de Gramat.

LE CEACHIFFRES CLÉS 2012 *Acteur majeur de la recherche,du développement et de l’innovation,le Commissariat à l’énergie atomiqueet aux énergies alternatives intervientdans quatre grands domaines : les énergiesbas carbone (nucléaire et renouvelables),les technologies pour l’information, lestechnologies pour la santé, la défense et lasécurité globale. Pour chacun de ces quatregrands domaines, le CEA s’appuie sur unerecherche fondamentale d’excellenceet assure un rôle de dynamisation parl’innovation en lien avec l’industrie.Il coordonne et participe aux recherchesmenées dans les Très grandesinfrastructures de recherche (TGIR).Le CEA est implanté sur 10 centres répartisdans toute la France. Il développe denombreux partenariats avec les autresorganismes de recherche, les collectivitéslocales et les universités. À ce titre, le CEAest partie prenante des alliances nationalescoordonnant la recherche française dans lesdomaines de l’énergie (Ancre), des sciencesde la vie et de la santé (Aviesan), dessciences et technologies du numérique(Allistene) et des sciences del’environnement (Alllenvi).Reconnu comme un expert dans sesdomaines de compétences, le CEA estpleinement inséré dans l’espace européende la recherche et exerce une présencecroissante au niveau international.10 centres CEA implantés en France15 953 emplois à temps plein (ETP)4,3 milliards d’euros de budget civil et défense4 740 publications en 2011dans des revues à comité de lecture1 547 doctorants et 276 post-doctorants CEA,valeur au 31 janvier 2013Plus de 630 projets européens obtenus avec la participationdu CEA dans le cadre du FP7 depuis 2007701 dépôts de brevets prioritaires (2 e déposant national)4 674 familles de brevets actives en portefeuille157 start-up technologiques depuis 1972dans le secteur des technologies innovantesdont 82 en dix ans (2002-2012).Plus de 500 partenaires industrielsdont 258 de plus de 50 k€/an40 % de la R&D du secteur privé sous-traitéeau secteur public27 pôles de compétitivité, dont 18 où le CEA est administrateur55 accords cadres en vigueur avec les universités et les écoles53 unités de recherche sous co-tutelle du CEA et departenaires académiques (43 UMR, 4 URA, 3 UMS, 2 EMR,1 EA)Participation du CEA dans 3 Idex, 26 Equipex et 33 Labex*au 31/12/2012/ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / 1

“L’année 2012 a été marquéepar de grandes réussites scientifiqueset technologiques.”internationales. Le CEA, aux côtés du CNRS,représente en conséquence la France au seindes instances de pilotage de ces TGIR.Comme le décrit avec précision ce document,l’année 2012 a été marquée par de grandesréussites scientifiques et technologiques.Je citerais en particulier la découverte majeure auLHC d’un boson aux caractéristiques compatiblesavec le boson de Higgs ; le décryptage d’unepartie des lois régissant l’architecture des cellulesvivantes, qui ouvre l’espoir de comprendre lesdysfonctionnements observés dans certainespathologies graves comme le cancer ; le succèsdu premier tir d’évaluation des forces du systèmed’arme ASMPA/tête nucléaire aéroportée,répondant parfaitement à la mission de dissuasionassignée au CEA ; la remise au gouvernement durapport présentant les résultats des travaux derecherche menés par le CEA et ses partenaires,publics et industriels, sur la séparation etla transmutation des déchets radioactifs àvie longue, en lien avec les études sur lesréacteurs nucléaires de nouvelle génération,répondant ainsi aux prescriptions de la loide 2006 sur la gestion durable des matièresradioactives ; la signature d’un contrat avec leKazakhstan pour la construction d’une usine« clés en main » de modules photovoltaïquesà partir de quartz local de grande pureté.Ce dernier projet s’inscrit dans l’objectif du CEAde structurer des filières industrielles françaisesfortes et innovantes en France et à l’export.Le CEA s’est, de manière générale, fortementinvesti en 2012 dans la ré-industrialisation denotre pays et dans la relance indispensablede notre compétitivité économique.La politique du CEA d’amplifier les transfertstechnologiques vers l’industrie, en diffusantnotamment les technologies génériquesdéjà développées dans ses centres, a présidéau choix qui a été fait de proposer augouvernement de créer de nouvelles plateformesrégionales de transfert technologique.En octobre dernier, le Premier ministre a ainsiannoncé le lancement de trois plateformesen Midi-Pyrénées, Aquitaine et Pays de laLoire qui seront développées par le CEA enpartenariat avec les industriels locaux, grandsgroupes, ETI et PME, les collectivités régionaleset nos partenaires académiques locaux.Ces nouvelles plateformes, qui s’inscrivent dansle cadre de l’initiative CEA Tech, s’appuieront surles infrastructures de recherche existantes dansl’un de nos dix centres et bénéficieront du soclede recherches fondamentales et de recherchestechnologiques conduites dans l’ensemble du CEA.L’innovation et sa traduction en marchésportés par l’industrie sont un enjeu clé pourle CEA et l’un de ses atouts majeurs.Cette stratégie offensive en terme de transfertd’innovation vers ses partenaires académiqueset industriels s’est concrétisée avec succès en2012 par le gain d’une place dans le classementde l’INPI des principaux déposants de brevets enFrance, où le CEA est toujours classé premier desorganismes de recherche, et arrive cette annéeen 2 e place, toutes entreprises confondues.Tous ces résultats performants et cesrecherches prestigieuses n’auraient puêtre menés à bien sans l’aide précieuse del’ensemble des directions fonctionnelles quiœuvrent à accompagner les programmes.Pour répondre aux problématiques énergieclimat,d’indépendance énergétique et decompétitivité économique, le CEA souhaiteapporter une contribution majeure au débatnational sur la transition énergétique lancépar le gouvernement en 2012, notamment autravers de l’Alliance Ancre (Alliance nationale decoordination des recherches pour l’énergie).Ainsi, l’Ancre a décidé d’apporter deséclairages scientifiques et techniques surles futurs possibles d’un mix énergétique quipermette de substituer une part croissanted’énergie fossile, représentant plus dedeux tiers de notre consommation finaled’énergie, par des énergies bas carbone.Il est primordial de garder ouvertes plusieursoptions technologiques dans le domaine desénergies nucléaires et renouvelables, quiconstitueront, incontestablement, des sourcescomplémentaires d’importance croissante dansle bouquet énergétique mondial de demain.Il s’agira aussi d’évaluer les coûts des scenariiproposés et de conduire les programmesd’innovation indispensables pour réussir desruptures technologiques essentielles, comme lestockage massif de l’électricité par exemple.Dans un contexte budgétaire tendu, j’estimeprimordial que l’État continue d’accorderune haute priorité au financement desinvestissements de recherche et de soutien àl’innovation, notamment dans le domaine del’énergie et des technologies pour la défenseet la sécurité, l’information et la santé et ainside mettre le pays en état de préparer l’avenir.Je souhaite partager avec vous ma convictionque les recherches d’excellence conduites au CEAdans les domaines de responsabilités qui sontles siens participeront à répondre aux grandsenjeux socio-économiques de notre pays, et auxpréoccupations de nos concitoyens, que ce soientdans les domaines de la santé, de l’énergie, del’emploi au travers de la ré-industrialisation, dela Défense nationale ou plus largement de lacompréhension du monde qui nous entoure.Les résultats présentés dans ce documentconfortent, je le crois, le CEA en tantqu’organisme de référence dans ce vastechamp de disciplines scientifiques ettechnologiques. Je vous invite à les découvrir.Je vous en souhaite une très bonne lecture./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / 3

MESSAGE DU HAUT-COMMISSAIREÀ L’ÉNERGIE ATOMIQUEAVANT-PROPOSYves BréchetHaut-commissaire à l’énergie atomique« Explorer et construire ». Dans la traditionde l’ancienne héraldique, si je devais donnerune devise au CEA, ce sont ces deux verbesque je choisirais. La position particulière duCEA dans le paysage de la recherche françaiseconduit à une dualité visible dans son rapportd’activité : d’une part des missions historiqueset stables, comme la dissuasion nucléaire ou lenucléaire civil, d’autre part des missions qui seconstruisent dans un paysage intrinsèquementmouvant, comme les énergies renouvelables oule transfert technologique. Au sein même dechaque mission, une autre dualité est apparente :celle entre recherche fondamentale et recherchetechnologique. Le CEA est une institutionqui peut tout aussi légitimement participer àla découverte du boson de Higgs et être enpremière ligne pour la ré-industrialisation dupays. Ce rapport, le premier que j’ai à préfaceren tant que Haut-commissaire, donne la pleinemesure de cette variété d’objectifs, alternancede foisonnement exploratoire et de routes bientracées, constitutive de la mission du CEA.Je ne pourrai citer sans oubli les points les plusremarquables des activités du CEA. Chaquepoint pris en particulier est digne d’être mis enexergue et commenté. Citons cependant quelquesdomaines particulièrement emblématiquesde cette dualité « explorer et construire ».Le programme Simulation des armes a permisde développer la TNO, nouvelle pièce maîtressede notre politique de dissuasion. Il est le signede la compétence forte de la France dans ledomaine du calcul scientifique intensif, quiirrigue de nombreux secteurs industriels àhaute valeur ajoutée. Avec le calculateur Airaindu CCRT, le CEA offre une puissance de calculremarquablement stable de 200 teraflops, àl’ensemble des besoins de modélisation et de4 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 /

“Le CEA n’a pas seulement vocation à développer des solutionstechnologiques et la science pour les soutenir.Depuis sa fondation, il a vocation à comprendre la matière en utilisantla radioactivité et les grands instruments de la physique.”simulation non classifiés de ses partenairesindustriels (Areva, EDF, Ineris, Snecma, Valeo, etc.)En parallèle, s’appuyant sur ses capacités etson expertise scientifique, technique, civile etmilitaire, le CEA contribue aux enjeux globaux desécurité nationale et internationale en matièrede sécurité, de désarmement, et de lutte contrela prolifération nucléaire et le terrorisme.Remis au gouvernement fin 2012, le rapportsur la gestion durable des matières nucléairesdonne une perspective d’ensemble auxsystèmes nucléaires et à la gestion de leursmatières. Il démontre la nécessité absolue deconsidérer l’intégralité du cycle « combustible /parc électronucléaire / déchets » pour gérerrationnellement l’une de nos sources majeuresd’énergie. Cette remarquable synthèse desrecherches en cours contribue à cette prise deconscience indispensable. L’analyse a commeconséquence directe le travail sur les réacteursde quatrième génération, qui s’appuie surl’acquis technologique du pays, mais aussi surdes innovations majeures dans la conception.Il est temps de renouer avec la dynamiquedes grands projets et de construire l’avenir.Les études en soutien au parc électronucléairefrançais actuel sont un devoir à l’égard denos concitoyens : études du vieillissementdu parc, développement de la 3 e génération,simulations numériques en thermo-hydraulique,neutronique, ou dans le domaine des matériaux,développement de méthodes d’essais, sont autantd’outils indispensables à cette mission du CEA.Garantes de la sûreté, plus efficaces que desrèglementations qui rassureraient plus qu’ellesne protègent, ces actions de fond sont aussi unatout décisif pour l’industrie électronucléaire dansson implantation internationale. Les nouvellestechnologies pour l’énergie sont un domainefoisonnant : ne sachant pas encore lesquellesseront les mieux adaptées aux besoins du pays- actuellement personne ne peut prétendre lesavoir - il convient d’explorer les différentespossibilités, de production, de stockage, et lesutilisations possibles dans les domaines clésdu bâtiment et du transport. Il faut analyserlucidement les points bloquants, notammentdans les réseaux de distribution ou la gestiondes pics de consommation. Le CEA doit le fairelà où ses compétences, de grande variété et dumeilleur niveau, le rendent légitime. Quand, dece foisonnement, émergeront les solutions lesplus prometteuses, le CEA pourra contribuer auxbesoins du pays, sachant passer des concepts auxprototypes et transférant la technologie vers uneindustrie renouvelée. Il importe que ce soit là lebut à atteindre : dans la multitude des possibles,identifier sereinement les solutions réalistes.Le CEA n’a pas seulement vocation à développerdes solutions technologiques et la science pourles soutenir. Depuis sa fondation, il a vocation àcomprendre la matière en utilisant la radioactivitéet les grands instruments de la physique. Lesrecherches fondamentales dans les sciences dela matière, l’astrophysique et les sciences duclimat illustrent cette mission. L’année 2012 aété marquée par la découverte du boson de Higgsà laquelle le CEA a contribué au premier plan,notamment par ses analyses des données d’Atlaset de CMS. Passé le feu d’artifice médiatique,il reste le long et patient travail d’analyse,récompense de 20 ans de recherche. À un autrebout de son exploration, les études sur la fusioncontrôlée permettent au CEA d’approfondir laphysique des plasmas, mais aussi de développerdes technologies innovantes pour l’extraction dela chaleur ou pour des matériaux des réacteursde 4 e génération. Elles justifient grandementun peu de patience avant de voir la fusionproduire plus d’énergie qu’elle n’en consomme.Dès le début de son histoire, le CEA s’estinvesti dans la biologie en y prenant une placede tout premier plan. L’impact biologique desfaibles doses de rayonnements ionisants, lesmécanismes de survie des cellules souches,l’impact des radionucléides et des toxiquesclassiques (hydrocarbures, métaux…) sont desétudes aux enjeux de santé publique plus quejamais importants. Enjeux qui doivent aussiintégrer l’impact très positif des radiothérapiessur l’accroissement de l’espérance de vie, et lesprogrès considérables que la RMN ou l’annihilationélectron-positon font faire à la neurobiologie.« Explorer et construire », une doublelégitimité du CEA qu’illustre bien ce rapportd’activités. Dualité, couple moteur qui fondela richesse et la puissance d’invention decette maison. Je vous invite à lire ce rapportcomme une exploration des multiples facettesde la science et de la technologie que leCEA sait « explorer et construire ».../ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / 5

LE CEAET L’INNOVATIONLe CEA a pour vocation de transférer les résultats de ses recherches auprès des industriels.Cette mission va « de la recherche à l’industrie », et accompagne le CEA depuis son origine 1 .Historiquement focalisé sur la filièrenucléaire civile et militaire, le CEA a faitémerger Areva, groupe industriel de ranginternational, et a contribué à faire de laFrance le premier producteur d’électricitéd’origine nucléaire. Fort d’atouts combinantexcellences scientifiques et technologiques,le CEA a développé des relations étroitesavec d’autres grandes filières industrielles,comme la micro-électronique :le Laboratoire d’électronique et detechnologie de l’information (Leti) a ainsicontribué à l’essor de fleurons industrielscomme STMicroelectronics ou Soitec.Les recherches du CEA se diversifient, eninteraction avec les filières industrielles etau service de ces dernières : les énergiesrenouvelables et le photovoltaïque avecl’Institut national de l’énergie solaire(INES), les batteries grâce à un partenariatavec Renault ou l’imagerie cérébrale avecNeuroSpin, plateforme unique au monde. Plusrécemment, c’est aussi un projet avec Bull quipermet de se positionner en acteur innovantde la filière du calcul intensif.Cette capacité à faire le lien entre sciences,technologies et besoins sociétaux estle sens que le CEA donne à l’innovation,à une époque où la France a besoin decroissance, d’exportations et de montée engamme. Il faut transformer des idées eninventions et des inventions en innovations.Ces innovations sont ensuite intégréesà des produits portés par l’industrie :c’est le cap que le Premier ministre a fixéaux plateformes régionales de transferttechnologique de CEA Tech, qui s’implantentau plus proche des partenaires industriels ;à Bordeaux, Nantes et Toulouse. C’est l’undes enjeux clef pour le CEA, car en définitive,l’innovation qui se traduit en emplois créésou préservés sur le sol national compteparmi les grands accomplissements que l’onpeut espérer d’un organisme de recherchetechnologique.Cette capacité d’innovation s’apprécienotamment à travers le nombre de brevetsdéposés. D’après le classement de l’INPI, leCEA s’est affirmé en 2012 : il est le deuxièmedéposant français et le premier organismede recherche. En 2012, le nombre de dépôtsdépasse le seuil des 700 et va conforternotre place en France, à l’Europe et àl’International 2 , où le CEA figure déjà en têtedes organismes publics de recherche.Mais la démarche développée au sein du CEAne se limite pas à déposer des brevets et àaccorder des licences. Elle vise à développerdes partenariats gagnant-gagnant avec lesindustriels de façon à enrichir le portefeuillede brevets pour renforcer la Propriétéintellectuelle (PI) mais aussi à le renouveler.C’est à ces conditions que le partenariatse renforce, gagne en valeur et permet àl’industriel de monter en gamme.Le CEA est le premier acteur français publicde la recherche partenariale et pèse plusde 40 % de la R&D privée sous-traitée ausecteur public 3 .En parallèle des brevets et de sescoopérations industrielles, le CEAdéveloppe depuis plusieurs années uneexpérience reconnue dans la création et ledéveloppement de start-up. Depuis 2000,le CEA en a essaimé près de 100, en lesdotant d’une capacité avérée à croître. Desconditions incitatives sont proposées auxsalariés et des journées d’information sontorganisées (voir illustration). Un comité àl’essaimage vérifie la qualité du projet, del’équipe et des opportunités de marchés etaccorde un temps de maturation qui va de 6à 18 mois. La filiale d’investissement du CEA,CEA-Investissement, participe ensuite auxpremiers tours de table pour doter la start-upd’un capital de départ.6 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 /

Réalisation de maquettes projets par des étudiants, dans Ideas Lab.Mais l’innovation se concrétise également làoù l’on met en œuvre des solutions nouvellespour organiser des transferts technologiquesvers les Entreprises de taille intermédiaire(ETI) et les PME. C’est le cas dans les pôlesde compétitivité, le CEA siégeant commeadministrateur dans 18 d’entre eux. Il s’agitnotamment de Capénergies et Minalogic,pôles jugés parmi les plus performants en2012, lors de la seconde vague d’évaluationorganisée par l’État. Ces pôles sontdes catalyseurs ; ils facilitent desrapprochements et fédèrent les meilleursacteurs d’un territoire autour de projetscollaboratifs.Il y a également les relations du CEAavec ses fournisseurs les plus à la pointe,avec un égard toujours accru de l’Étatpour « l’achat innovant », entendu commel’achat d’innovations, notion que le CEA aparticipé à mettre en lumière : les achatsles plus innovants répondent à des besoinssi spécifiques qu’il faut co-développer dessolutions avec les partenaires fournisseurs,jusqu’au prototypage. L’entreprise prendensuite le relais et produit en série, souslicence du CEA. C’est le cas de l’entrepriseKerdry qui est une PME bretonne aveclaquelle le CEA a développé des miroirsinnovants pour le spatial.La confiance du CEA est une garantie decrédibilité industrielle, et l’entreprise seconstitue un savoir-faire qui peut devenirune avance concurrentielle et une clef dediversification vers d’autres secteurs.Le paysage de l’innovation évolue : il intègredésormais des Instituts de recherchetechnologique, qui sont des équipes et desmoyens de recherche accessibles aux PMEet ETI les plus innovantes, aux universitaireset aux grands opérateurs publics ; plus enaval, il y a les comités de filière industriels,dont l’objectif est de coordonner les grandsindustriels.Cette évolution montre que l’innovation peutégalement être systémique. Il y a là matièreà réflexion stratégique, avec la vision etl’implication de ceux qui, au CEA, participentà simplifier le paysage de la recherche et del’innovation, à structurer des écosystèmeset à agencer les savoir-faire, afin d’aboutirà un système où les compétences soientcomplémentaires et les missions réalistes.1 « Poursuivre les recherches scientifiques et techniquesen vue de l’utilisation de l’énergie atomique dans diversdomaines de la science, de l’industrie, de la Défensenationale » : c’est la mission fixée au Commissariatà l’énergie atomique par le Général de Gaulle qui signe,le 18 octobre 1945, l’acte de naissance de l’organisme.2 Classements INPI, OEB et WIPO.3 Données MESR./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / 7

PArtIe1LES PRoGRAMMES Du CEA1 / AÉNERGIES BAS CARBoNE ET RECHERCHESFoNDAMENTALES ASSoCIÉES> Énergie nucléaire de fissionsystèmes industriels nucléaires du futur – optimisation du nucléaireindustriel actuel – grands outils pour le développement du nucléaire –Assainissement et démentèlement> Nouvelles technologies de l’énergiesolaire – matériaux innovants – Véhicules électriques et hybrides– hydrogène et pile à combustible – biocarburants et bioénergies –de la chimie bio-inspirée pour stocker l’énergie – Électroniqueimprimée> Recherche fondamentale sur les énergies bas carboneconcepts innovants pour les énergies bas carbone – Énergie de fusion– sciences du climat et de l’environnement – chimie et interactionsrayonnement–matière – radiobiologie – toxicologie –P.10/291 / BDÉFENSE ET SÉCuRITÉGLoBALE ET RECHERCHESDE BASE ASSoCIÉES> Les têtes nucléaires> Le Programme Simulation> ouverture des moyens du programmeSimulation> Moyens de calcul> La propulsion nucléaire> Démantèlement et assainissementdes installations de matières fissiles> Lutte contre la prolifération et le terrorisme,sécurité globale> La défense conventionnelle> Recherche de basePhysique nucléaire – modélisation –Physique du solide – matériauxP.30/378 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

1 / CTECHnOLOGIES POUR L’InFORmATIOnET RECHERCHES FOnDAmEnTALES ASSOCIéES> micro et nanotechnologies> CommunIcatIon & obJets nomades> L’innovatIon au quotIdIen> Systèmes embarqués et cognItIfs> Recherche fondamentalenano-électronique - Vers une électronique de spin -contrôle de la cohérence quantique des électrons -des émulsions nanostructuréesP.38/431 / DTECHnOLOGIES POUR LA SAnTéET RECHERCHES FOnDAmEnTALESASSOCIéES> Biologie structurale> Biologie à grande échelle> Imagerie biomédicale> nouvelles stratégies diagnostiques et thérapeutiquesP.44/511 / ETRÈS GRAnDESInFRASTRUCTURESDE RECHERCHEET RECHERCHESFOnDAmEnTALESASSOCIéESP.52/56/ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 9

1AÉNERGIES BAS CARBoNEET RECHERCHES FoNDAMENTALESASSoCIÉESTemps fortsRapport sur la gestion durabledes matières nucléairesLe CEA a remis le 21 décembre 2012 au gouvernement, conformémentaux termes de la loi du 28 juin 2006 sur la gestion durable desmatières et déchets radioactifs, un rapport présentant les résultatsdes recherches et les perspectives relatives aux nouvelles générationspossibles de systèmes nucléaires qui en résultent. Pour réaliserce rapport, le CEA a coordonné les travaux de recherche menéspar les établissements publics et leurs partenaires industrielssur la séparation et la transmutation des éléments radioactifs à vielongue, en lien avec ceux conduits sur les nouvelles générationsde réacteurs nucléaires critiques ou pilotés par accélérateur.L’objectif de ces travaux était de disposer en 2012 d’une évaluationdes perspectives industrielles de ces filières et de permettred’opérer les « choix » d’options, afin de mettre en exploitationun démonstrateur technologique à l’horizon 2020.10 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

Disposer deformes d’énergiescompétitives,sûres et propres,non émettricesde gaz à effetde serre.Caractérisation de modulesphotovoltaïques à hauteconcentration.Syndièse : signature d’un accordde collaboration R&DLe projet Syndièse, porté par la Direction de l’énergie nucléaire du CEA,consiste en la conception, la réalisation, puis l’exploitation d’undémonstrateur Biomass to Liquid, dit BtL, sur le site de Bure-Saudronpour la production de biocarburants de 2 e génération. Début 2012,le CEA a réaffirmé sa volonté de réaliser ce projet, malgré la défaillancedu fournisseur initialement envisagé pour la partie gazéification.Le CEA a ainsi travaillé, tout au long de l’année, à la poursuitede ses travaux de R&D, à la publication des brevets correspondants et,en collaboration avec le groupe Air Liquide, à la définition d’un accordde collaboration de R&D, signé le 23 décembre 2012. Cet accord portesur le développement d’une technologie innovante de transformationde la biomasse en gaz de synthèse, issue de leurs programmesde recherche respectifs. Ce concept sera validé à l’aide d’une unité piloteR&D à une échelle 1t/h installée à Bure-Saudron, l’État ayant donnéson accord pour le lancement de la première phase du projet.Production de modules photovoltaïquesau KazakhstanLe contrat s’élève à 150 millions d’euros : cinq équipementiersfrançais de l’industrie solaire vont construire au Kazakhstan uneusine clés en main de modules photovoltaïques réalisés à partirde quartz. L’usine comprendra une unité de transformationde quartz en silicium, du silicium en lingots, de lingotsen cellules photovoltaïques et enfin de cellules en modules.Ils ont été réunis par le CEA Liten au sein d’un consortiumet offrent toute la palette des technologies nécessaires :procédés industriels, fours de croissance cristalline,creusets en silice, machines, fils de découpe, etc.Ce projet du Liten contribue à structurer des filièresfrançaises fortes et à aider les PME et ETI à l’export./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 11

1 I AÉnergIes bAs cArboneet recherches fondAmentAles AssocIÉesÉnergIe nuclÉAIre de fIssIonLe CEA apporte aux pouvoirs publics et aux industriels les élémentsd’expertise et d’innovation pour le développement d’un nucléairedurable, sûr et économiquement compétitif. Il conduit ses recherchesselon trois axes majeurs : les systèmes nucléaires du futur,l’optimisation du nucléaire industriel actuel, et les grands outilsexpérimentaux et de simulation indispensables à ses études.Par ailleurs, le CEA gère et fait évoluer son parc d’installations nucléaires,avec des programmes de construction, de rénovation, d’assainissementet de démantèlement de ses installations arrivées en fin de vie.Table vibrante Azalée de la plateformeexpérimentale Tamaris à Saclay.Vue en coupe de l’îlot nucléaire et de la salle des machines du démonstrateur technologique Astrid.SYSTÈMES INDuSTRIELSNuCLÉAIRES Du FuTuRRéacteurs de 4 e générationLe CEA est chargé de mener pour la France lesrecherches sur des systèmes nucléaires innovants,dits de 4 e génération, en rupture technologiqueforte par rapport aux précédentes générationsde réacteurs.Il concentre ses recherches sur deux filièresde réacteurs à neutrons rapides (RNR) :une filière refroidie au sodium, avec leprojet de démonstrateur technologiqueAstrid, dont le CEA est maître d’ouvrage,et une filière refroidie au gaz, qui apparaîtcomme une option à plus long terme.En 2012, le CEA a transmis à l’Autorité de sûreténucléaire (ASN) le Document d’orientationsde sûreté d’Astrid. Son objectif est de présenterles premières orientations de sûreté qui serventà définir, dès la phase d’avant-projet sommaire,les études d’options de conception et les analysesde sûreté associées. Ces orientations servirontde base à la sélection des options de conceptionsur le plan de la sûreté. Ce document précèdela rédaction du Dossier d’options de sûreté,qui constitue habituellement le premier dossierréglementaire de sûreté d’un projet et qui serasoumis à l’ASN fin 2015. Ce dossier donnera unevision d’ensemble des nouvelles orientationsprises au niveau de la sûreté afin qu’Astridsatisfasse aux dernières exigencesde sûreté et de sécurité, et aux critèresde la 4 e génération de réacteurs.L’année 2012 a aussi été marquée par laconstitution du premier cercle de collaborationsindustrielles autour du projet Astrid. Ce projetimplique plus de 550 personnes, dont prèsde la moitié composée de personnels desindustriels collaborant au projet. Si la maîtrised’ouvrage et le pilotage sont assurés par le CEA,de nombreux industriels, français mais aussiétrangers, participent au projet. En 2011,de nombreux partenariats ont été signés : Arevadans le domaine de la chaudière, du contrôlecommandeet des auxiliaires nucléaires ; EDF dansle domaine de l’assistance à la maîtrise d’ouvrage,du retour d’expérience d’exploitation, des étudesde sûreté et de conception du cœur, de l’inspectionen service et des matériaux (durée de vie) ; Alstomsur le système de conversion d’énergie ; ComexNucléaire sur les innovations pour la robotiqueet la manutention. L’année 2012 a vu l’arrivéede nouveaux partenaires : Bouygues dans ledomaine du génie civil et de la ventilation ; Jacobssur les moyens communs et les infrastructures ;Toshiba sur les pompes électromagnétiques ;Rolls-Royce sur les échangeurs sodium-gazet la manutention du combustible ; Astriumsur les aspects fiabilité et fonctionnement.outre la conception du réacteur, le projet Astridcouvre également l’élaboration de son atelier de12 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

Participer à la construction d’un nucléaire durable,Pa sûr sinum et économiquement quature icipictem compétitif, ni que aut demeure maiorec pour aepudipsam le CEAut un ommo enjeu majeur, offictur dans aute consequi un monde ullesti où les nveliquo questions cores énergétiques illupiddeviennent quam es primordiales.quis explaut et aut pos modipiendunt a suntivolo eaquae vellupt aquatur?Essai de séparation poussée dans l’installation Atalante à Marcoule.fabrication du combustible, la constructiond’installations de validation technologique,la rénovation de la maquette critique Masurcaà Cadarache ainsi qu’un programme spécifiquesur les accidents graves et les études sur lesobjectifs de transmutation dans ce réacteur.En 2012, le CEA a défini avec Areva NC le cahierdes charges précisant les technologies defabrication du combustible et les premières étudestechniques de conception en boîtes à gants.Aval du cycle futurEn cohérence avec les études sur ledémonstrateur technologique Astrid, le CEAmène des recherches sur l’aval du cycle futur.Ces recherches visent à préparer l’ensembledes options de gestion des matières nucléairespour les parcs des RNR, en mettant au pointles procédés avancés nécessaires notammentau multirecyclage du plutonium et en évaluantles options de séparation et de transmutation desradioéléments à vie longue (actinides mineurs).Parmi les faits marquants de l’année 2012, onpeut citer la synthèse des études de scénarios dedéploiement des options de cycles du combustible,couvrant les volets multirecyclage du plutonium,transmutation des actinides mineurs et gestiondes matières en fin de vie d’un parc RNR ainsique leur influence sur un stockage futur.Autre résultat majeur, la diffusion del’ensemble des rapports techniques présentantles fruits de sept années de R&D sur lesprocédés de séparation des actinides mineurs(Sanex-ToDGA, Ganex et EXAm), en soutienà l’élaboration du rapport CEA sur la gestiondurable des matières nucléaires, remis augouvernement fin 2012, conformément auxtermes de la loi du 28 juin 2006 (voir p. 10).oPTIMISATIoNDu NuCLÉAIREINDuSTRIEL ACTuELRéacteurs de 2 e et 3 e générationsLe CEA mène des recherches, à la demande desindustriels, sur les réacteurs du parc nucléaireactuel. Elles répondent à des enjeux industrielsen termes de performances, de durée de vie,de disponibilité et de sûreté des centrales. Enparticulier, si l’accident nucléaire de Fukushima-Daiichi n’a pas révélé de lacune majeure dans lechamp des connaissances et dans les objectifs deR&D, il a souligné la nécessité d’assurer sur le longterme les programmes consacrés aux accidentsgraves et la pérennité des installations associées.À ce sujet, l’année 2012 a été marquée parle succès de l’essai Verdon 2, réalisé dansl’installation Verdon nouvellement mise en serviceen 2011 à Cadarache. Il s’agit d’une expériencequi, pour la première fois, a mis en œuvreun circuit expérimental simulant le transportdes produits de fission dans le circuit primaired’un REP en cas d’accident grave. Il s’inscritdans le cadre du « programme internationalTerme source » (ISTP). Cet essai reproduisaitune situation accidentelle d’entrée d’air dans lecœur d’un réacteur chargé en combustible MoX.Il a donc permis de quantifier le relâchementadditionnel de produits de fission peu volatils,comme le ruthénium, et la revolatilisationde certains produits de fission volatilsprécédemment déposés sur les parois ducircuit primaire, l’iode notamment.L’année 2012 a vu également la créationde l’Institut Seism (Seismology and earthquakeengineering for risk assessment Paris-SaclayResearch Institute) sur le campus de Paris-Saclay :le CEA, EDF, le CNRS, l’École centrale Pariset l’École normale supérieure de Cachan ontdécidé de fédérer leurs compétences scientifiquesdans le domaine du risque sismique. Il constitueainsi l’un des premiers projets transverses duLaboratoire d’excellence LaSIPS (Laboratoiresystèmes et ingénierie de Paris-Saclay) dans lecadre de l’IDEX Paris-Saclay. Cet Institut, adosséau moyen expérimental unique en Europe qu’estl’installation Tamaris du CEA Saclay, et bénéficiantdes moyens de simulation de ses membres,permettra d’appréhender l’ensemble desphénomènes « de la faille à la structure ».Les consensus scientifiques nécessaires audéveloppement de méthodes d’ingénierie pourrontêtre dégagés ainsi que leur déclinaison dansles réglementations nationales selon le type/ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 13

1 I AÉnergIes bAs cArboneet recherches fondAmentAles AssocIÉesÉnergIe nuclÉAIre de fIssIonComportement hydrique de bétons à différenteshumidités relatives.d’installations : « courantes » et « à risquespécial ». Cet Institut participera à la formationpar la recherche et jouera également un rôledans la diffusion de la connaissance vial’enseignement. Appelé à s’ouvrir au partenariatavec les organismes de R&D et universitaires,les organismes de soutien aux autorités de sûretéet les industriels européens, il a l’ambitionde devenir rapidement un centre de référencede niveau mondial dans le domaine.Aval du cycle actuelLes programmes sont menés en soutien d’Arevapour optimiser ou adapter les procédés detraitement des combustibles usés de l’usine deLa Hague et pour la reprise et le conditionnementdes déchets anciens ; de l’Andra pour fournirles éléments scientifiques et techniquesnécessaires aux dossiers Cigéo ; et d’EDF pourla gestion de certains déchets, dont ceux issusdu démantèlement des réacteurs uNGG.L’année 2012 a vu la montée en puissance de laR&D sur le Procédé d’incinération-vitrification in can(Pivic) destiné à traiter et conditionner les déchetstechnologiques mixtes (à la fois organiques etmétalliques) contaminés alpha. L’objectif de cesrecherches, menées en partenariat avec Areva, estde mettre en œuvre un procédé qui permette à lafois de réduire le volume et la quantité de matièreorganique. L’idée est de la brûler dans une torcheà plasma (incinération), les cendres étant ensuitevitrifiées, tandis que la partie métallique desdéchets est fondue. Au final, le creuset dans lequella vitrification est effectuée devient le conteneurprimaire du déchet, d’où le nom d’incinérationvitrificationin can. En 2012, le gouvernement aaccepté le cofinancement par l’Andra de ce projetde R&D, au titre du Programme d’investissementsd’avenir, renforçant ainsi les moyens mis en œuvre.Sur le volet stockage, en 2012, les équipes du CEAont transmis à l’Andra l’ensemble des référentielsscientifiques sur la base desquels l’agence a puconstituer les dossiers qu’elle devait remettre àl‘ASN fin 2012 dans le cadre du débat public sur leCentre industriel de stockage géologique pour lesdéchets HA 1 et MA-VL 2 (Cigéo). Au total, ce sont sixréférentiels qui ont été remis, constituant chacunun résultat majeur de l’année 2012.Il s’agit d’une part des référentiels colis de déchets :verre, MA-VL (bitumes, matrice cimentaireet polymères), combustibles usés et graphite etd’autre part des référentiels matériaux : cimentaireet métallique pour les structures du stockage,argile avec l’aspect migration des radionucléides.Amont du cycle actuelLes recherches sur l’amont du cycle prennentde plus en plus d’importance, la raréfactionde la ressource en uranium et les besoins derenouvellement des installations nécessitantd’améliorer à la fois les performancesd’extraction et la sélectivité des molécules.Dans ce cadre, le CEA a développé des moléculeset des procédés plus performants que les systèmesclassiques, en particulier pour l’extraction del’uranium des phosphates. En 2012, la moléculeextractante, identifiée en 2011, a été testéeavec succès en continu à petite échelle dansl’installation Marcel à Marcoule, permettantégalement de valider le code de calcul de schémade procédé Parex. L’optimisation du schémase poursuivra en 2013 en étroite collaborationavec Areva, qui réalisera également un essaipilote dans ses installations à Bessines.2012, c’est aussi la validation hydrodynamiquede la molécule extractante proposée par le CEA,la DEHiBA, pour la purification de l’oxyde minier àMalvési. Les essais de validation réalisés dans unepetite colonne agitée ont permis de caractériserce nouveau solvant comparativement à celuiactuellement utilisé à Malvési. Sur la base desrésultats obtenus ces trois dernières années,Areva NC et Comurhex ont décidé de lancer un essaipilote sur le site industriel de Malvési en 2014.Batterie de mélangeurs-décanteurs utiliséspour développer des molécules et procédésperformants pour l’extraction de l’uraniumdes minerais.1HA : Déchets de haute activité.2MA-VL : Déchets de moyenne activité à vie longue.Coffrage interne de la piscine réacteur du RJH.GRANDS ouTILS PouRLE DÉVELoPPEMENTDu NuCLÉAIRELes recherches pour les systèmes nucléairesdu futur ou actuels nécessitent des outilsexpérimentaux et de simulation spécifiques.Dans ce cadre, le CEA développe et exploiteun parc complet et cohérent d’installationsexpérimentales ainsi que des plateformeslogicielles et des codes de calcul dansles grandes disciplines du nucléaire.Installations expérimentalesLa construction du RJH à Cadarache estun projet majeur pour le CEA. Seul outilde ce type en construction en Europe, le RJH seraà terme une installation unique pour l’étude desmatériaux et des combustibles sous irradiation,en soutien aux réacteurs nucléaires actuels etfuturs. Il assurera aussi une part importante de laproduction de radio-isotopes médicaux. Le projetRJH a bénéficié d’un financement du Programmed’investissements d’avenir. Le RJH est construitdans le cadre d’un consortium international (Areva,EDF, l’Europe, Vattenfall, DAE, SCK.CEN, NRI, VTT,Ciemat, IAEC), le CEA étant propriétaire, exploitantnucléaire et maître d’ouvrage de l’installation.Novembre 2012 a vu la signature de la2 e tranche de financement du RJH par laCommission européenne. Le CEA a désormaiscontractualisé avec l’Europe 3 % des 6 %de droits d’accès RJH convenus.Côté construction, le chantier s’est poursuivien 2012, avec en début d’année, le bétonnagede la 4 e levée d’enceinte du bloc réacteur et lapose du coffrage interne de la piscine réacteur,et en milieu d’année, l’atteinte du plancher dubâtiment des auxiliaires nucléaires, contigu aubâtiment réacteur, ce qui a permis le début deconstruction des cellules chaudes. En fin d’année,la mise en place du fourreau de fond de piscine,associée à la fin des travaux de génie civil dela piscine du bâtiment réacteur, a marqué ledébut des travaux d’installation du cuvelage.14 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

1 I Aénergies bas carboneet recherches fondamentales associéesÉnergie nucléaire de fissionÀ gauche, premier colis cimenté actif produit à Stella, à Saclay. À droite, vue d’artiste de l’installation Diadem,à Marcoule.Emballage DE25.Gestion des flux de déchets et des matièresLa gestion des flux de déchets radioactifs, desmatières et des combustibles sans emploi est unenjeu essentiel pour permettre le déroulementnominal des activités de R&D et des programmesd’assainissement et de démantèlement. Lesobjectifs principaux pour le CEA sont de disposerde filières opérationnelles permettant d’évacueren ligne les déchets radioactifs courants, et cecidans un contexte technico-économique optimisé.En 2012, les équipes du CEA ont fortementcontribué à l’édition 2012 de l’inventairenational des déchets radioactifs et des matièresvalorisables publié par l’Andra.En effet, dans le cadre de la loi du 28 juin 2006et conformément au décret 2008-875du 29 août 2008, l’Andra publie cet inventairetous les trois ans. À ce titre, le CEA avaittransmis, en 2011, les informations relatives auxdéchets et aux matières valorisables présentssur ses sites, et ce pour toutes les INB, INBS 3 etICPE 4 , ainsi que les prévisions de volume et deconditionnement de toutes les familles de déchetset de matières aux horizons 2020 et 2030.En 2012, le CEA s’est investi dans la rédactionet la validation du rapport de synthèse ainsique de fiches sur les familles et la répartitiongéographique des déchets, contribuant decette manière à la publication de l’inventaireAndra en fin de premier semestre 2012.Installations de service nucléairePour gérer ses déchets, le CEA s’appuie surun important parc d’installations de servicenucléaire. Elles lui permettent d’entreposer sesmatières nucléaires, de mettre en conteneurset d’entreposer les combustibles usés issusde ses réacteurs expérimentaux ou desexpériences menées sur les combustibles EDFet de traiter ses effluents liquides et déchetssolides. Beaucoup de ces installations, datantde la création des centres CEA, ont fait l’objetd’importants travaux de rénovation ou sontremplacées par de nouveaux bâtiments.En 2012, l’atelier Stella de Saclay a produit sonpremier colis cimenté actif. La production s’estpoursuivie pendant toute l’année 2012 afin devérifier et de valider le fonctionnement de ceprocédé de cimentation. La mise en service de cetatelier va notamment permettre de désentreposerles concentrats produits depuis l’arrêt en 2003du précédent procédé, dit d’enrobage bitume.2012, c’est aussi le lancement de la phasede réalisation de l’installation Diadem, aprèsl’acceptation du dossier d’avant-projet détaillédu maître d’œuvre. Cette future installationd’entreposage du centre CEA de Marcoule recevrales déchets irradiants du CEA, non acceptablespar les filières actuelles, dont ceux issus dudémantèlement du réacteur expérimental Phénixet des installations de Fontenay-aux-Roses.TransportsPour transporter tous ces déchets et effluents,un parc d’emballages de transport est nécessaire.L’emballage DE25 est destiné aux transportsde déchets technologiques issus des activités desinstallations productrices vers des installationsde traitement, en remplacement des emballagesactuellement utilisés sous conditions dérogatoireset uniquement pour des transports internescentre. En tant que nouveau concept, le DE25est conçu pour assurer des transports sur la voiepublique. La maîtrise d’œuvre de cet emballagea été pilotée par la DEN, qui en a assuré laconception et la réalisation. Le marché deréalisation, comprenant la fourniture de quatreexemplaires, a été confié à la société SDMS avecune contrainte sur le délai de fabrication dupremier exemplaire fixé à un an. La recettedu premier exemplaire du DE25 a eu lieule 16 novembre 2012 sur le site de Saclay.Le 21 décembre 2012, a été réalisé le premiertransport de l’emballage DE25 chargé d’un fûtde déchets sur le site de Saclay entre l’INB 50/Leciet l’INB 72, conformément au jalon du Contratd’objectifs et de performance État-CEA.Les recettes des trois autres exemplairesde cet emballage interviendront dans les moisà venir, la dernière étant prévue pour mi-2013.3 INBS : Installation nucléaire de base secrète.4 ICPE : Installation classée pour la protection de l’environnement.16 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

1 I AÉnergIes bAs cArboneet recherches fondAmentAles AssocIÉesnouVelles technologIesde l’ÉnergIeLe CEA, impliqué depuis de nombreuses années dans le domaine desénergies renouvelables, est devenu aujourd’hui un acteur de référence.Il travaille, en appui du tissu industriel national, en partenariat avecd’autres acteurs de la recherche. Ses travaux couvrent en prioritél’énergie solaire (photovoltaïque, photovoltaïque à concentrationet centrale solaire thermodynamique) et son intégration dans l’habitat,les batteries pour véhicules électriques, l’hydrogène, les biocarburantsde 2 e et 3 e générations, l’efficacité énergétique…Mesure d’un module HET sur le banc d’imageriepar électroluminescence.Inseme, un plateau de recherchecollaborative en CorseL’INES (Institut national de l’énergie solaire),l’université de Corse et le CNRS ont créé, prèsd’Ajaccio, Inseme, un plateau de recherchecollaborative dont les travaux ciblent lesproblématiques de gestion des systèmes îliens :• stockage des énergies renouvelables et gestiondes réseaux, dans un contexte où la part desénergies intermittentes atteint, voire dépasse,les 30 % de l’énergie électrique produite ;• mobilité durable, avec l’objectif de diminuerla part de l’électricité d’origine carbonée pouralimenter les systèmes de transport électriques ;• habitat durable, pour exploiter au mieux lesressources locales en bois et développerle savoir-faire en conception de bâtimentsbasse consommation à énergie solaire.Inseme emploie déjà six chercheurs de l’INESà temps plein et compte deux plateformesdistinctes. Myrte, d’une part, associe une fermephotovoltaïque de 550 kWc et une chaînehydrogène (électrolyseurs, piles à combustible)pour le stockage en masse de la productiond’électricité via le vecteur hydrogène.Paglia orba est un micro-quartier expérimentalqui associe logements, mobilité électrique etproduction d’énergie renouvelable. Plusieursindustriels participent aux travaux d’Inseme,notamment les sociétés EDF, Areva et Ineo-GDF.SoLAIRELa centrale solaire de Cadaracheentre en serviceLa centrale Alsolen de technologie CSP(Concentrating Solar Power) a été réalisée enpartenariat avec le groupe ALCEN, et mise enservice fin 2011 sur le site du CEA de Cadarache.Elle comporte 16 lignes de miroirs disposées sur1 000 m 2 et inaugure un concept de « solutionénergétique » dédiée à plusieurs applications :production d’électricité, dessalement d’eau demer, production de froid, stockage/déstockaged’énergie… À terme, ce concept pourraitêtre déployé sur des marchés à l’export.Cette technologie vise des puissances moyennesinférieures à 20 MW et permet d’atteindredes températures proches de 300 °C.L’idée n’est pas de concurrencer les grandescentrales supérieures à 100 MW mais plutôtd’optimiser le système pour fournir toute unepanoplie de services (électricité, eau…).Démonstrateur thermodynamique Alsolen.Ce premier prototype permettra aux équipesde chercheurs et aux partenaires industrielsde ce projet de tester et d’évaluer lesperformances des composants qu’ils ontdéveloppés. En effet, une métrologie aumeilleur niveau a été prévue dans ce but.Durant l’été 2012, les premiers kWh électriquesont été produits et connectés au réseauEDF, et le système de stockage thermiqueactivé. Les travaux portent actuellement surla durabilité des composants sensibles.LabFab HET : des cellules à hétérojonctionindustriellesLes travaux du CEA sur les cellulesphotovoltaïques à hétérojonction portent surla diminution des coûts de production pour unrendement de conversion toujours plus élevé,en se basant sur des plaquettes de silicium.Réception des équipements de procédécourant 2011, première cellule en avril 2012,prototype de production en petit volumemi-2012 : le LabFab HET a franchi les premièresétapes vers la démonstration de faisabilitéindustrielle d’une production de cellules àhétérojonction à 20 % de rendement fin 2012.Cette ligne pilote implantée à l’INES dispose d’unesalle blanche de 1 200 m 2 . Elle comporte troismachines en ligne de plusieurs dizaines de mètresde long intégrant plusieurs étapes du procédé :préparation de surface par chimie humide,dépôt sous vide de couches nanométriques,impression de grilles métalliques par sérigraphie./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 17

1 I AÉnergIes bAs cArboneet recherches fondAmentAles AssocIÉesnouVelles technologIesde l’ÉnergIeCes machines répondent à des exigencesindustrielles : cadence de 100 cellules/heure, capacité nominale de 30 MWc/an.La mise en place du LabFab HET fait suiteà un important effort de R&D mené depuis2008 sur la plateforme Restaure. La cellulephotovoltaïque à hétérojonction est reconnuecomme l’une des rares technologies à hautrendement basée sur des plaquettes de silicium.Le silicium mono-like fait gagner 1 %de rendementLes gains de rendement sont très difficilesà obtenir sans augmentation du coûtde revient de la cellule. Ainsi, chaquecentime d’euro ou dixième de pourcent durendement sont recherchés avec frénésie.Plus de 1 % de rendement absolu supplémentaire(soit +6 % relatif) : c’est le gain constaté surun lot de 300 cellules fabriquées à partir d’unlingot de 60 kg de silicium « mono-like »,c’est-à-dire constitué très majoritairementde matériau monocristallin (plus de 90 %).Ce résultat est de nature à bouleverserles standards et permettrait d’obtenir lesperformances sur silicium monocristallin et lesfaibles coûts de fabrication du polycristallin.Pour fabriquer ce lingot, le procédé decristallisation standard est modifié en ajoutantun germe monocristallin au fond du creuset. onobtient un monocristal de forme carrée. Aprèséboutage standard des zones périphériques, leratio mono/multi monte à 95 %. Le lingot estdécoupé en briques de 13 kg (156 x 156 mm)dans lesquelles les cellules sont réalisées.Le procédé de fabrication, qui implique notammentun contrôle très rigoureux de la thermique dufour, a été breveté. Il a permis d’obtenir deslingots de silicium de type N monocristallinsà 95 %, et de fabriquer des cellules pour lesfilières homojonction et hétérojonction.Production photovoltaïque : des prévisionsà 24 h fiablesPrévoir la production photovoltaïque à 24heures de manière fiable, c’est possible : le Liten(Laboratoire d’innovation pour les technologiesdes énergies nouvelles et les nanomatériaux)a mis au point un système adossé aux prévisionsmétéo de services spécialisés, et basé surMaquette de la centrale solaire thermodynamiqueà concentration Alsolen, installéesur le site de l’INES.des procédures d’apprentissage statistique.Son efficacité, évaluée sur une douzainede centrales dans le monde, est nettementsupérieure à celle des produits commerciaux.Aux prévisions à 24 heures s’ajoutent desestimations à 3 heures et sur un territoire trèsrestreint à 15 minutes, pour anticiper la chutede la production photovoltaïque d’une centralelorsque par exemple des nuages approchent.Ces travaux devraient être valorisésà travers la commercialisation d’unlogiciel par une société privée.Mise en place d’une plateforme CPV à l’INESLe Liten s’est procuré au cours de l’été 2012un équipement lui permettant une caractérisationcomplète en intérieur et extérieur de modulesphotovoltaïques à concentration (CPV).Les modules CPV utilisent des élémentsoptiques qui concentrent la lumière sur descellules de petites tailles, à base de siliciumou matériaux III-V. Les technologies CPVexploitent la possibilité des cellulesphotovoltaïques à travailler sous flux lumineuxplus importants en bénéficiant toujours derendements de conversion plus élevés.Afin de pouvoir caractériser ces technologies,le Liten s’est doté de deux outils : unsimulateur solaire pour modules CPV pour lescaractérisations en intérieur et un suiveur(tracker) destiné à suivre le soleil et toujoursorienter les modules vers ce dernier.Avec ces équipements, les équipes du CEA àl’INES sont capables de mesurer les performancesde CPV avec une grande exactitude (actionsde benchmark) et de développer des futuresgénérations de modules CPV.Instrumentation d’une voiture électrique.Stockage couplé au réseau et lissagedes énergies renouvelablesLe lissage des énergies renouvelables dansle réseau est un sujet majeur de recherchepour valider le développement des énergiesintermittentes. Le stockage, étudié à l’INES, estdonc un sujet de recherche incontournable.La technologie batterie sodium/chlorure de nickel,connue sous le nom de Zebra, fonctionnant à280/320 °C a été initialement développée pour levéhicule électrique. Toutefois, ses caractéristiquesmécaniques et de puissance la rendent encoreplus adaptée à l’application stationnaire.Dans le cadre des projets Reflexe et Altais, cettetechnologie a été retenue pour l’interfaçageentre le contrôle-commande et le réseauintelligent. Dans ce cadre, un système completa été acquis et mis en place à l’INES sousforme de container de 140 kWh/120 kW avecl’aide financière de la région Rhône-Alpes.Jusqu’à mai 2013, le Liten va développer lesalgorithmes de commande en temps réel dusystème de stockage et celui-ci sera ensuitetransféré sur le terrain d’expérimentation enjuillet 2013 pour 12 mois dans la zone de Nice.Du PV pour applications agricolesL’application du photovoltaïque au mondeagricole est un vrai sujet de recherche.un laboratoire du Liten à l’INES mène, dansle cadre du projet « Rezospring », une étudeexpérimentale et numérique des performancesd’un système photovoltaïque intégré permettantune production d’énergie électrique etéventuellement une production d’énergiethermique à air en vue du séchage de foin.Le laboratoire a travaillé sur l’analyse des donnéesexpérimentales au niveau aéraulique, thermiqueet électrique obtenues après intégration d’uncapteur solaire à une installation de séchagesolaire montée sur une ferme à Puygros.L’installation de séchage solaire de foinest intégrée au versant Sud incliné à 15°de la toiture d’une ferme. Ce systèmeest constitué de 307 capteurs solairesphotovoltaïques (PV) / thermiques hybrides18 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

Installation des instruments de mesure dans les maisons Incas.Zone lithographie en salle blanche, l’une des étapes de fabrication des puces 3D300 mm.à air d’une surface totale de 770 m². Le champPV de 70,61 kWc est relié à sept onduleurs.Les modules PV sont maintenus à l’aide d’équerressur des bardages d’aluminium comportant en sousfaceune lame d’air de 330 mm isolée et ventilée.Cette lame d’air n’est, pour le moment, disposéeque sous 220 m² du champ PV. L’air préchauffé,extrait et récupéré dans un collecteur est envoyéà l’aide de deux extracteurs vers les aires deséchage à travers des gaines de ventilation.Les premières analyses confirment les résultatsattendus :• l’extraction de chaleur des modules PV n’estpas optimale ;• le séchage de foin a un impact négligeable surles performances électriques du système.Les perspectives prévues sont :• des études complémentaires afin d’évaluerles performances thermiques et électriquesde l’installation avec 770 m² de lame d’air ;• une étude de l’impact de la fermeture desentrées d’air parasites et de quelques entréesd’air afin d’optimiser l’extraction d’air et d’évaluerla nécessité d’un tirage naturel hors périodede séchage pour refroidir les modules PV.Validation sur table d’un pack batterie LiFePo 4 .Développement de modules PV légersrigides pour applications embarquéesLe développement de modules photovoltaïqueslégers éventuellement conformables est unenjeu majeur de débouchés et de compétitivitédans un certain nombre de domaines tels quel’aéronautique et l’automobile. Les techniquesd’encapsulation et de mise en forme représententun défi technique autant qu’une opportunitépour les équipes du Liten travaillant à l’INES.Ces travaux ont abouti à une première preuve deconcept pour une application ultra-légère pourballon dirigeable (23 m de diamètre) qui doits’envoler fin 2013. Il sera équipé de modulesPV et d’un pack batterie conçus par le Liten.Quatrième maison IncasLa quatrième maison Incas a été construite enbrique Monomur de 42,5 cm d’épaisseur et avec uninduit isolant à base d’aérogel développé dans lecadre du projet Parex.IT (Parement extérieur pourisolation thermique). Cet enduit isolant à based’aérogel de silice a été mis en place pour étudierson impact sur une construction grandeur nature.Ceci est en rupture technologique avec les enduitsextérieurs de façades existants : intégrationd’aérogel de silice à des mortiers hydrauliquespermettant de limiter les déperditionsénergétiques par projection sur façade extérieure.Les objectifs sont :• de développer un produit associantrésistance mécanique, faible conductivitéet propriétés rhéologiques optimales ;• de répondre aux difficultés techniqueset économiques actuelles d’applicationd’une isolation par l’extérieur ;• d’atteindre une efficacité énergétiqueglobale compatible avec les enjeuxdu Grenelle de l’environnement.L’enduit extérieur à base d’aérogelsera appliqué en mars 2013.Des mesures expérimentales serontréalisées sur les briques avant et aprèsapplication de l’enduit extérieur.MATÉRIAuX INNoVANTSAugmenter l’énergie volumique embarquéeDans le cadre du développement desmicrobatteries, un des objectifs consiste àaugmenter l’énergie volumique embarquée.Pour cela différentes voies sont explorées :nouveaux matériaux d’électrodes etd’électrolyte, architecture 3D pour accroîtrela surface développée des composants,empilements de microbatteries ou stacking.Cette dernière solution technologique a été miseen œuvre grâce au développement d’un procédéd’amincissement (100 µm) du substrat Si aprèsfabrication des microbatteries et de l’installationd’un système de collage et de connexionélectrique des microbatteries entre elles.Ces étapes ont permis l’empilement de troismicrobatteries pour une capacité de 7 µAh.Ce travail démontre la capacité de la technologieà résister aux contraintes liées aux empilements.Des microbatteries pour remplacerles piles boutonsLe développement de microbatteries detaille inférieure à 3 x 3 mm 2 se poursuitavec la société STMicroelectronics.Ces microbatteries doivent remplacer à terme lespiles boutons polluantes actuellement employéesdans la plupart des circuits électroniques. unnouveau jalon a été franchi : la réalisation d’unempilement du cœur actif de la batterie définipar photolithographie, avec une reprise decontact depuis le sommet de la structure jusqu’ausubstrat. Ce résultat a permis de miniaturiserla batterie sans altérer ses performances.Des essais d’intégration et de vieillissementlongues durées sont en cours chez différentsclients potentiels. Parallèlement, le projetd’une ligne pilote pour lancer l’industrialisationde cette technologie a vu le jour et a étéaccepté par le gouvernement français. Cetteligne sera construite au cours de l’année 2013sur le site STMicroelectronics de Tours./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 19

L’AX électrique, équipée de batteries au phosphate de fer, a effectué l’aller-retourGrenoble - Alpes d’Huez, soit près de 130 km.Pile PEMFC dite « basse température ».de plus de 40 variantes utilisant différentscomposants. Ses performances dépassentnettement celles des AME commerciaux connus ;• une nouvelle génération d’AME grande surfacea été mise au point et testée avec deux typesde membranes Nafion®. Les performanceset la vitesse de dégradation sont prochesde celles de la référence commerciale ;• un AME de nouvelle génération fonctionnantsous hydrogène reformé a été réalisé et testéen conditions représentatives de l’application(stationnaire). La dégradation des performancesest inférieure à celle observée avec tousles cœurs de pile commerciaux.Des assemblages sur mesure pour les Kangooet pour les 24 heures du MansDeux types de piles à combustible ont étéassemblés dans un délai de quelques jours pourdes démonstrations de véhicules électriquesavec la société Symbio FCell.un premier jeu de deux piles de 7 kW a étéassemblé, conditionné et testé pour intégrationdans deux Kangoo hybrides à prolongateur PEMFC,commandées par la société Solvay, pour utiliserl’hydrogène fatal 5 produit sur l’un de ses sitesindustriels.un second jeu de 18 piles de 20 kW, soit 360 kW,a été réalisé pour intégration sur une voiture decourse, la Green GT, qui a été présentée en margedes 24 heures du Mans. 4 000 AME et plaquesbipolaires ont été vérifiés et assemblés, 18 pilespressées et conditionnées en flux tendu.Ces deux actions « commando » génèrentun retour d’expérience appréciable, notammentsur les actions critiques à maîtriser surla ligne pilote Piles à combustible.Le quadricycle lourd CZen prêt pour le marchéLa société Courb a présenté, au Mondial del’Automobile 2012, le CZen, un quadricyclelourd à motorisation électrique dont la chaînecinématique complète (groupe moteur, packsbatteries, auxiliaires tels que chauffage, batterie12 V, convertisseurs) a été optimisée sur bancmoteur à Grenoble. L’ajustement des lois decommande du moteur a par exemple amélioréde 10 % le couple maximal à bas régime.Cette dernière phase de collaboration étaitl’aboutissement d’un projet à long terme avecCourb, comprenant le test de différentesmotorisations et développements de packsbatteries. Le CZen aura une autonomie de 120 kmet atteindra 110 km/h en vitesse de pointe.L’AX électrique s’illustre à l’Alpe d’HuezAvec la grimpée de l’Alpe d’Huez depuisGrenoble sans recharge, puis le recorddu monde de distance sur route en 24 heures,l’AX électrique équipée de batteries auphosphate de fer a encore repoussé ses limites.L’aller-retour de Grenoble à l’Alpe d’Huezreprésentait un trajet de 130 km et 1 560 mde dénivelé, dont 12,7 km à 8 % pour lamontée à la station. Le véhicule était équipédu pack LFP V3 et embarquait une énergiede 14 kWh, utilisée à environ 95 %.L’élévation de température du pack batterieest toujours restée inférieure à 4 °C.Pour l’épreuve sur route de 24 heures,le véhicule a parcouru 1 280 km en effectuant12 recharges de moins de 25 minutes chacune.Et fait 15 000 km en un moisAprès avoir réussi l’essai d’endurance sur24 heures consécutives, le Liten s’estattaqué à un nouveau défi pour testerun peu plus les limites du pack batterieLFP V3 de l’AX électrique du laboratoire.Cette nouvelle campagne de tests avaittrois objectifs principaux :• faire parcourir un grand nombre de kilomètresau véhicule sur une courte période (1 mois) ;• évaluer le vieillissement induit parcette utilisation intensive incluant denombreuses recharges rapides ;• observer le comportement thermique du pack.À l’issue de ce test d’endurance, le véhiculea parcouru 11 000 km entre le 15 juilletet le 15 août 2012, soit au total près de15 000 km entre les caractérisations desperformances du pack, sur banc, qui sesont déroulées en juin et en août 2012.Les tests ont mis en évidence une dégradation desperformances du pack batterie inférieure à 1 %,sur cette période. Ce résultat est très intéressantcompte tenu de la sévérité du test : le véhicule estrechargé à un régime de 1,4 C quatre à cinq foispar jour. Le pack batterie est donc très sollicitédu point de vue du nombre de charges et dedécharges mais aussi d’un point de vue thermique.Ces tests permettent d’estimer la durée devie du pack à 140 000 km et 1 100 cyclesde charge, soit bien au-delà des véhiculesélectriques sur le marché actuellement.Pour aller encore un peu plus loin, unenouvelle campagne d’endurance faitsuite à la première avec pour objectif deparcourir 10 000 km supplémentaires.Membrane échangeuse de protons, dont le matériau est composé de Nafion® pour une pile PEMFC.5 Hydrogène fatal : Co-produit en process industriel./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 21

1 I AÉnergIes bAs cArboneet recherches fondAmentAles AssocIÉesnouVelles technologIesde l’ÉnergIePrototype de bus électrique, du projet ElLiSup.Parking solaire photovoltaïque.Quand le véhicule électrique devient uneréserve d’énergieLe Liten a mis au point des algorithmes degestion d’énergie pour l’utilisation de véhiculesélectriques en mode dit « bidirectionnel » : lesvéhicules peuvent ainsi selon les cas s’alimenteren énergie sur un réseau ou fournir de l’énergieà ce réseau lorsque celui-ci en a besoin et quel’usager ne souhaite pas se servir du véhicule.Deux modes de fonctionnement ont été étudiés :un mode habitat où le véhicule est intégré dansle système électrique en tant que stockageréversible, un mode parking solaire où uneflotte de véhicules peut aider un gestionnairede réseau lors des opérations d’ajustement.Ces travaux, menés dans le cadre du projet AdemeVelcri, ont abouti à des scenarii de démonstrationvalidés et permettent d’envisager une véritablesynergie entre la mobilité et les besoins du réseau.Des scenarii d’autoconsommation ont étédéveloppés et validés pour optimiser le couplagede panneaux photovoltaïques et de batterieslithium-ion en habitat individuel. Ces scenariis’appuient sur des modèles de performance(convertisseurs, packs batteries) construits d’aprèsdes mesures réelles. Ils simulent plusieurs stratégiesd’utilisation : autoconsommation, effacement,contribution à la pointe de consommation.Ces scenarii sont notamment exploitéssur la plateforme Paglia orba, en Corse.Un système hybride pour le nautismeLa ville de Nice a engagé une « politique bleue »ambitieuse et innovante pour un développementexemplaire du littoral en application de sa charteenvironnementale qui comprend notamment :• l’engagement des Ports d’Azur dans ladémarche volontaire de « ports propres » ;• les engagements pris par le Contrat de Baied’Azur pour garantir une qualité optimaledes eaux et du milieu aquatique ;• les engagements pris par Nice Côte d’Azurdans la réduction de son empreinte.C’est dans ce cadre que l’Institut Liten du CEAet Nice ont signé le 11 mai 2012 au Portde Saint-Laurent-du-Var une convention cadrequi a pour objet de :• préfigurer ce que pourrait être unefilière énergétique bleue au service desusagers et des services portuaires ;• démontrer l’intérêt de l’hydrogène et del’électricité comme vecteurs énergétiques,la faisabilité du couplage d’une station solairephotovoltaïque à une chaîne hydrogène bleue,l’utilité des nouvelles technologies de l’énergiedans les transports et le tourisme durable ;• étudier le développement de démonstrateurshybrides batteries et piles à combustible(bateaux de servitude, à passagers, navettesportuaires terrestres 100 % autonomes) ;• fédérer les actions des industriels et descollectivités pour développer un site pilote pourla valorisation des énergies décarbonées.Assemblage de la première branche d’un packbatterie pour bus électrique à recharge rapideLe projet ElLiSup est un projet Ademe axé sur ledéveloppement d’un bus totalement électriqueà recharge rapide en fin de ligne. La société encharge du projet conçoit actuellement le prototypedu bus. Le CEA est chargé de la réalisationde la station de recharge (déjà achevée) maiségalement du pack batterie nécessaire aufonctionnement du bus. un « groupe batterie »a été constitué et les batteries retenues sontà base de lithium-titane. Cette technologiesemble la plus appropriée en termes devieillissement pour cette application particulière.Suite au choix de la technologie et du fournisseur,le Liten a réalisé le système batterie complet.Pour gérer la thermique, le choix s’est porté surun système « ouvert » à base de ventilateurscommerciaux. Il en résulte un design particulier,sur mesure pour cette application.La première branche a été assemblée et estactuellement en cours de mise au point dans lesenceintes de test au CEA Grenoble. À terme lepack comportera quatre branches plus son caissonde ventilation et sera intégré au bus courant 2013.HYDRoGÈNE ET PILEÀ CoMBuSTIBLELe stack mince Team, une technologiede rupture et du meilleur niveau mondialLe Liten disposait jusqu’en 2010 de deux stacks(empilements de cellules comprenant chacunedeux électrodes séparées par un électrolyte)prototypes d’Électrolyseurs de vapeur d’eau àhaute température (EVHT) : « Superb », robuste,performant mais cher, et « Ehtape », nettementmoins cher mais trois fois moins performant.Les travaux de 2011 et 2012 ont abouti à laconception d’un troisième stack, « Team », quicumule les atouts de ses deux prédécesseurs :aussi performant que « Superb », du mêmeordre de grandeur qu’« Ehtape ».22 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

Inspection d’un bobineau sur la ligne d’assemblage d’une batterie lithium-ion.Le coût du stack pour une productiond’hydrogène donnée est réduit de 85 %par rapport à la référence de 2010 et pourraitencore diminuer grâce à de nouvelles cellules(cœur électrochimique) dont la densitéde courant dépasse les 2 A/cm 2 .De plus, de multiples essais ont montré quela technologie « Team » obtenait d’excellentsrésultats sur tous les critères techniques.La validation du stack Team passe maintenantpar une démonstration à l’échelle système.C’est l’objectif du projet Sydney, axé surla réalisation d’un système électrolyseurde 25 cellules maximum capable deproduire 1 Nm 3 /heure d’hydrogène.La conception et le dimensionnement ontcommencé, notamment à travers l’optimisationdu placement des échangeurs. L’objectif estde terminer le système courant 2013.Durabilité : au meilleur niveau mondialun essai d’électrolyse de l’eau à hautetempérature conduit à 800 °C pendant 1 200heures, pour une densité de courant de -0,5 A/cm 2 ,a montré qu’il était possible d’obtenir en régimeétabli des taux de dégradation de 2 à 3 % par1 000 heures. Ce résultat situe les performanceset la dégradation de ce design au meilleur niveaumondial et permet d’ores et déjà d’envisagerdes applications concrètes d’ici 4 à 5 ans.Premier réservoir de 15 kg d’hydrogèneavec McPhy EnergyLa collaboration avec McPhy Energy s’esttraduite par un nouveau succès : la validationd’un réservoir permettant de stocker sousforme solide 15 kg d’hydrogène (trois modulesde 5 kg). Le prototype, unique au monde, adonné naissance à un produit commercialdéjà vendu à plusieurs exemplaires.Le réservoir stocke l’hydrogène sous formed’hydrure de magnésium. Il a été validé en termesde quantité de gaz, de débits, de cinétique, decyclabilité et de conditions de sécurité. McPhyEnergy peut s’adapter au besoin de l’applicationen fournissant un, deux ou trois modules de 5 kg.un nouveau projet a été lancé avecl’industriel. Baptisé Hymagine, il portesur une nouvelle génération de réservoirsintégrant un échangeur de chaleur.Les piles à combustible du programme FelinLe programme Felin a pour mission d’optimisertoutes les fonctions opérationnelles etdécisionnelles du combattant débarqué.Les équipes de Sagem (groupe Safran), du Litenet de Bic ont développé une source d’énergie quise présente comme une solution de remplacementdes batteries lithium-ion de Felin, allégeantainsi la charge portée par le combattant.Cette technologie fournit une énergiespécifique massique de l’ordre de300 Wh/kg, soit une amélioration d’unfacteur 3 par rapport aux batteries actuelles.Le Liten apporte ses compétences en matièrede piles à combustible et la société Bic sonexpertise dans le domaine du stockage d’énergieminiaturisé grand public et de productionde biens de consommation en grande série.Maître d’œuvre du programme Felin, Sagemcontribue à ce projet en tant qu’architectede la composante énergie du système.La pile à combustible du Liten est une PEMalimentée par de l’hydrogène gazeux, produità partir de borohydrure de sodium et d’eaudans une cartouche de 120 Wh pour 300 g.Cette nouvelle technologie (légère, sécuritaireet respectueuse de l’environnement) peutpar ailleurs répondre aux besoins deséquipements optroniques portables, despostes radio, de mini-robots, de drones ou decapteurs déposés, et contribuer à l’émergenced’une nouvelle filière industrielle.Prototype de réservoir permettant de stockerl’hydrogène sous forme solide en trois modulesde 5 kg chacun, une collaboration avec McPhyEnergy.BIoCARBuRANTSET BIoÉNERGIESLa gazéification de la biomasse recycle le CO 2Le procédé de gazéification de la biomasseutilisé pour la production de biocarburants,via la synthèse Fischer-Tropsch, pourraitpermettre le recyclage d’une partie du Co 2émis lors du procédé. C’est l’objet d’étude duprojet RECo2 auquel participe le Liten.Les essais d’une pyrogazéification de la biomasselignocellulosique, issue de hêtres, révèlent uneconversion intéressante du Co 2 en Co, élémententrant dans la composition des biocarburants.Par ailleurs, le reformage des gaz avec la synthèseFischer-Tropsch permet également de produirede l’hydrogène et de le réinjecter dans le procédéafin d’augmenter les rendements de conversion.Ces résultats donnent lieu à un dépôt de brevet.Premiers résultats de liquéfactionhydrothermale de micro-alguesLe projet ANR Diesalg s’intéresse à la productionde biodiesel à partir de micro-algues. Il s’agitd’optimiser toutes les étapes du procédé : lechoix des souches, la production de lipidesd’intérêt en photobioréacteur, le traitement envoie humide. Cette dernière étape, étudiée auLiten, est basée sur la liquéfaction hydrothermale,en en déterminant les conditions optimales.Les premiers essais ont été effectués sur lesautoclaves du laboratoire en mode batch et lespremiers résultats obtenus sont encourageants :une bio-huile est obtenue. Elle présente unpouvoir calorifique supérieur élevé (35,9 Mj/kg)et le taux de conversion du carbone en huile de63,5 % est intéressant. Les essais se poursuiventdans le but d’augmenter le taux de productiond’huile, le contenu énergétique, et d’optimiserla composition chimique./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 23

1 I AÉnergIes bAs cArboneet recherches fondAmentAles AssocIÉesnouVelles technologIesde l’ÉnergIeLe démonstrateur BtL de Bure-Saudron est uneinstallation en projet.Évaluation du coût de productiond’un carburant BtL de 2 e générationL’éventail de résultats sur le coût de productiond’un carburant BtL de 2 e génération, produit parthermoconversion de la biomasse, est large etles résultats sont souvent contradictoires. Il étaitnécessaire pour le Liten de clarifier les raisons deces disparités et de rendre l’évaluation des coûtsplus précise et plus fiable. Il ressort de l’étudecitée ici qu’on peut raisonnablement situer le coûtde production d’un carburant entre 1 et 1,4 €/L.Ces résultats ont été publiés dans Energy &Environmental Science (Facteur d’Impact 9,61) :« Second generation BtL type biofuels – aproduction cost analysis » G. Haarlemmer,G. Boissonnet, J. Imbach, P. -A. Setier andE. Peduzzi. Les études continuent pour fiabiliserencore les évaluations en affinant les méthodesde calcul et en enrichissant les bases de données.L’objectif est également de pouvoir comparer plusclairement différentes options de procédés.Biocarburants : génération 3L’utilisation de micro-organismes pour produire del’énergie de 3 e génération affiche une productivitéélevée et ne mobilise pas de surfaces agricolesou forestières, comme le font les biocarburantsde 1 re et 2 e générations. Autre avantage : lesmicro-algues se servent essentiellement delumière, d’eau et de Co 2 pour pousser. Ainsi, laproduction de biocarburants de 3 e générationpeut absorber une partie des rejets industrielset être couplée au recyclage des eaux usées. LeCEA multiplie les axes de recherche afin d’évalueret de renforcer le potentiel des micro-algues àsynthétiser des lipides (pour le biodiesel), dessucres (pour l’éthanol) et de l’hydrogène.La plateforme HélioBiotec, à Cadarache, estdéveloppée depuis 2011 dans cette optique.Elle est soutenue par des partenairesacadémiques (CNRS, universités) et desindustriels. Cette plateforme fait partie deGreen Stars, un Institut d’excellence en matièred’énergies décarbonées (IEED). Cette ouvertureau monde industriel s’est renforcée en 2012 parune collaboration avec la société Microphyt, surle perfectionnement des procédés de productionde masse et le développement des moléculesd’intérêt synthétisées par les micro-alguesvertes, dont Chlamydomonas. En parallèle, destravaux sont menés à Grenoble sur d’autresmicro-algues, notamment les diatomées.Le CEA est membre du programme « Bioénergies »de l’Alliance européenne de recherche sur l’énergie(EERA), dans le groupe de travail sur les microalgues.Les partenariats sur les biocarburants de3 e génération s’étendent aussi au-delà de l’Europe.Ainsi, le CEA a signé un accord avec le Centrenational de recherche du Canada (CNRC) relatifà l’utilisation de gaz et de déchets industrielspour la production de micro-algues. un colloqueconjoint en octobre 2012, organisé à Halifax(Canada), a permis la mise en œuvre d’un projetaxé sur l’optimisation des cultures à partir d’azote,un effluent industriel responsable d’émissions degaz à effet de serre. En particulier, les chercheursétudient l’effet de l’azote sur la croissance etle métabolisme de ces micro-organismes.Collaboration avecles États-UnisLe CEA et le Laboratoire nationalaméricain sur les énergiesrenouvelables (NREL) ont signéun accord de coopération dans lesbioénergies et organisé un colloqueen avril 2012 aux États-unis pournouer des liens entre les deuxcommunautés scientifiques.Photoproduction bio-inspirée d’hydrogène.24 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

1 I AÉnergIes bAs cArboneet recherches fondAmentAles AssocIÉesrecherche fondAmentAlesur les ÉnergIes bAs cArboneCoNCEPTS INNoVANTSPouR LES ÉNERGIESBAS CARBoNELes enjeux sont ici de mener les recherchesde base nécessaires à l’essor des énergiesrenouvelables et à l’amélioration de l’efficacitéénergétique, et d’explorer les possibilités derupture technologique pouvant accroître lacompétitivité des entreprises françaises.Le programme européen AMPEA (AdvancedMaterials & Processes for Energy Applications)de l’alliance EERA (European Energy ResearchAlliance) dont la Direction des sciences de lamatière (DSM) assure la coordination, a démarréen mars 2012. Pour favoriser l’émergence denouvelles thématiques sur l’énergie au CEA,la DSM a renouvelé en 2012 son appelà projets interne et sélectionné onze projets.Stocker l’électricitéPour stocker l’énergie électrique, desphysiciens et des chimistes de l’Inac (Institutnanosciences et cryogénie) cherchent àfabriquer des supercondensateurs avec desélectrodes structurées en nanofils de silicium.Ils ont démontré que l’emploi de ces nanofilspermet, en démultipliant la surface active,d’accroître la capacité de charge d’environ unordre de grandeur. Ils travaillent désormaissur la fonctionnalisation chimique de surfacedes nanofils, pour contrôler la corrosion del’interface par l’électrolyte afin d’augmenterencore la capacité de stockage électrochimique.Une poudre de graphène ultra-propreEn améliorant le procédé standardd’« exfoliation » du graphite qui permet deproduire des grammes, voire des kg, de poudrede graphène, une équipe de l’Inac a obtenuun matériau exempt de toute contaminationmétallique ou organique. Résultat, le magnétismede poudres ultra-propres s’est révélé cent fois plusfaible que celui d’une poudre standard, ou plutôtcelui de ses impuretés ! Le procédé est intéressantpour l’utilisation du graphène en catalyse, pourle stockage de l’énergie ou sa transformation.Recycler le CO 2, en substitut de la pétrochimieFace à la réduction des ressources en hydrocarbures,le recyclage des déchets chimiques devrait êtreun objectif prioritaire d’une industrie durable. uneéquipe de la DSM à Saclay propose de recyclerdeux déchets industriels dans une même réaction :le gaz carbonique et un sous-produit lié à lafabrication de silicones, le PMHS (poly-methylhydro-siloxane).Pour la première fois, ces deuxmolécules sont valorisées à travers une réactionindustrielle classique, la formylation des amines.Elles pourront remplacer avantageusementles réactifs pétrochimiques usuels.ÉNERGIE DE FuSIoNLe CEA contribue, au sein d’Euratom, auprogramme européen de recherche sur la fusionpar confinement magnétique. Le programme apour objectifs de contribuer à la constructionet à l’opération d’ITER ainsi qu’au développementde l’étape suivante DEMo. L’Institut de recherchesur la fusion par confinement magnétique du CEA(IRFM) met en œuvre les objectifs du programmeEuratom Fusion, et dans ce cadre porte le projetWEST. Il collabore étroitement avec les partenairesde la recherche publique française dans le cadred’une fédération de recherche ainsi que dansle cadre d’accords européens et internationauxpour le développement de l’énergie de fusion.Préparer ITER grâce à Tore Supra et JETEn 2012, le tokamak de l’IRFM, Tore Supra,a vu la puissance de chauffage hybride duplasma portée de 8 à 11 MW, tandis que sur lebanc de test « Titan » une antenne de type ITER(correspondant à un quart de sa surface) a délivréune puissance (équivalente sur plasma) d’unmégawatt durant des impulsions de mille secondes.Gabriele Fioni, Directeur des sciences de la matière etM. Yong Liu, Directeur de l’Institut chinois de physiquedu sud-ouest (SWIP), ont signé un accord de collaborationpour le projet WEST, W Environment in Steady-stateTokamak. Cet accord marque le démarrage effectif du projetWEST, destiné à modifier le tokamak Tore Supra pour enfaire un laboratoire d’essais du tokamak international ITER.L’IRFM reste un acteur majeur dans ledéveloppement de méthodes de mesurede température des composants internes,métalliques ou non, et exposés au plasma. Pourcela, l’IRFM a développé de nouvelles mesuresde pyrométrie. Des tests sont prévus sur letokamak européen JET pour montrer que cettetechnique permettra d’assurer l’intégrité d’untokamak à paroi interne métallique comme ITER.L’IRFM a participé au démarrage du projet« Iter-Like Wall » (paroi interne analogue à ITER)sur JET, au Royaume-uni, en y installant la plateformelogicielle PInuP (Plasma Imaging data understandingPlatform). Avec 32 caméras spécialisées, cet outilpermet de surveiller 70 % de la surface internede JET. Dans le même domaine, des camérasinfrarouges ont été installées en Chine sur letokamak EAST, dans le cadre d’une collaboration entrel’IRFM et un institut de recherche chinois (ASIPP).Tore Supra va devenir WESTÀ partir de 2013, Tore Supra va être transformé pourtester des composants exposés au plasma dansune configuration proche de celle d’ITER. Doté d’un« divertor » (plancher) en tungstène, Tore Supra serarebaptisé WEST, pour W (tungstène) Environmentin Steady-state Tokamak. Projet phare de l’IRFM,cette plateforme technologique et scientifique a faitl’objet d’un document stratégique en 2012 et seraouverte aux laboratoires des pays partenaires d’ITER.Pour la fusion au JaponEn complément à ITER, le programme dit« approche élargie » inclut la participation du CEAà la construction du tokamak japonais JT-60SA et à26 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

1 I Aénergies bas carboneet recherches fondamentales associéesCarotte de glace forée sur le site de NEEM (au Groenland).Banc de recyclage des flaconspour prélèvements d’air.la création, au Japon, d’un centre de calcul dédié àla fusion. Pour le tokamak JT-60SA, le CEA fourniral’usine cryogénique, qui sera réalisée par Air Liquide,et la moitié des aimants toroïdaux du tokamak.Le centre de calcul a été inauguré en mars 2012à Rokkasho. Le supercalculateur Helios de Bull,doté d’une puissance crête de plus de 1,5 petaflops,permettra aux chercheurs européens et japonaisde relever de nombreux défis posés par la fusion,notamment modéliser le comportement du plasmaet étudier des matériaux capables de résister àdes flux de chaleur et de particules très intenses.Le CEA contribue également au projet IFMIF-Eveda, prototype d’une future installation detest des matériaux avec des neutrons de fusion,située à Rokkasho au Japon. Un record mondiald’intensité a été atteint pour l’injecteur de deutonsde l’accélérateur d’IFMIF-Eveda. L’injecteur seratransféré sur le site de Rokkasho, début 2013.Modéliser la fusionDans le cadre du « Grand challenge » surle nouveau supercalculateur Curie (voir p. 55),le code de simulation Gysela a permis de mieuxcomprendre les mécanismes fondamentaux àl’œuvre dans certaines instabilités du plasma defusion, dans le scénario de référence pour ITER.L’IRFM a développé un outil de simulation numériqued’un réacteur de fusion, Sycomore (System Code forModeling Reactor). Ce code aidera à concevoir etoptimiser le réacteur qui succédera à ITER (DEMO).Semi-prototype représentatif d’un panneaude première paroi d’ITER sous haut fluxthermiqueDans le cadre de l’appel d’offres Fusion ForEnergy-OPE-097 « Fabrication of prequalificationsemi-prototypes for ITER first wall panels », le Litena été sollicité par un industriel pour participer aveclui à la création des panneaux de première paroid’ITER. Ils travaillent sur la conception et lafabrication de maquettes de validations et d’unsemi-prototype, dont la forme, la structure et lataille sont représentatives des panneaux quiéquiperont la paroi du futur réacteur ITER. L’intérêtpour le Liten est de transférer son savoir-fairedans le domaine de la fabrication des composantsde première paroi de ce réacteur via le procédéde Compaction isostatique à chaud (CIC), car lagéométrie complexe de ces modules ne permet pasleur réalisation par un procédé de fabricationconventionnel.Après plusieurs itérations visant à conjuguertoutes les contraintes relatives à la fabricationdu semi-prototype, le design de ce dernier a étéaccepté par Fusion For Energy et le programmede développement a été lancé. Les techniques defabrication mises au point par le Liten ont faitl’objet d’un accord de concession de droit d’usageauprès de l’industriel avec lequel il travaille.Sciences du climatet de l’environnementLe Laboratoire des sciences du climat et del’environnement du CEA (LSCE) est un des acteursnationaux de référence dans la recherche sur leclimat. Il étudie le changement climatique naturelet anthropique et cherche à caractériser lesimpacts environnementaux et sociétaux associés.Le LSCE est partenaire des Labex L-IPSL(Institut Pierre Simon Laplace) et BASC(Biodiversité, agroécosystèmes, société, climat).Le LSCE s’est fortement investi dans l’élaborationdu 5 e rapport du Groupe d’expertsintergouvernemental sur l’évolution du climat(Giec) en fournissant deux coordinateurs dechapitre, trois auteurs et trois éditeurs. Rappelonsque pour 2100, le scénario le plus sévère prévoitun réchauffement de 3,5 °C à 5 °C et, dans le casle plus optimiste, la température globale moyennes’élèverait de 2 °C.Le LSCE a organisé cinq campagnes de carottagesde sédiments marins et d’étude des corauxprofonds. La variabilité passée de nombreuxévénements climatiques va pouvoir être étudiée.Citons le courant circum-Antarctique, la réactivitéde la matière déposée en Atlantique par le fleuveCongo, les moussons indienne et asiatique,la circulation marine en mer de Chine, et lacirculation marine en Atlantique nord.Partenariats internationauxQuatre Laboratoires internationaux associés (LIA)ont été créés. Le LIA franco-russe Yak‐Aerosibs’intéresse à l’observation aéroportée del’atmosphère sibérienne. Le LIA Monocl réunit lesexpertises franco-chinoises en paléocéanographieet paléoclimat en Asie du sud-est. Dans le cadredu LIA Gates, le Museum national géorgiencollabore à la reconstitution des environnementslors des premières sédentarisations humaines.Enfin, le LIA Vostok permettra de poursuivre lalongue et fructueuse collaboration entre la Franceet la Russie pour l’exploitation des archivesclimatiques glaciaires.Suite à l’accident nucléaire de Fukushima, desradioéléments tels que l’iode 131 ou le césium134 et 137 ont été relâchés dans l’atmosphère etse sont agrégés rapidement aux particules de solet aux sédiments./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 27

1 I AÉnergIes bAs cArboneet recherches fondAmentAles AssocIÉesrecherche fondAmentAlesur les ÉnergIes bAs cArboneLe LSCE participe au projet Tofu de l’ANR (Tracingthe environmental consequences of the Tohokuearthquake-triggered tsunami and the Fukushimaaccident) qui a pour but de relever la distributionspatiale des particules contaminées et de tracerleur transfert dans les bassins versants de larégion de Fukushima.Surveillance du gaz carboniqueLe programme de suivi des émissions de larégion parisienne (Co 2-MegaParis) s’est achevé.La chaire industrielle uVSQ – Veolia – ThalesAlenia Space pour le suivi des émissions de gazà effet de serre a été créée à l’uVSQ (universitéVersailles Saint-Quentin-en-Yvelines).Par ailleurs, l’évaluation des émissions de Co 2par le « Global Carbon Project », auquel participele LSCE, montre que les émissions de Co 2suivent une trajectoire haute, et que le fossése creuse avec les scenarii qui permettraientà l’humanité de limiter le réchauffementclimatique à 2 °C au cours du XXI e siècle.L’infrastructure européenne de recherche ICoS(voir p. 56) et le programme inter-organismes« Chantier Méditerranée » se sont développés.La thématique « Homme-Climat etEnvironnement » s’est elle aussi étoffée, enrelation avec l’Institut Pierre Simon Laplace,Sciences Po et l’École supérieure de journalisme deLille. La haute qualité des mesures des isotopesstables de l’hydrogène et de l’oxygène effectuéespar le LSCE a enfin été reconnue par l’AIEA(Agence internationale de l’énergie atomique).Sur le terrain, des chercheurs relèvent deséchantillons pour analyser la dispersion despolluants radioactifs près de Fukushima.CHIMIE ET INTERACTIoNSRAYoNNEMENT–MATIÈRELe CEA mène au sein d’unités mixtes avec sespartenaires académiques des recherches de basesur les propriétés de la matière et ses interactionsavec les rayonnements. Ces études concernentprincipalement la durabilité des matériaux, lachimie sous irradiation (radiolyse), la chimieséparative et des actinides. Elles apportent desconnaissances fondamentales pour le nucléairecivil, en particulier le cycle du combustible.Elles ont également de nombreuses retombéesdans le domaine de la catalyse, le recyclage desmétaux stratégiques et les sciences du vivant.Extraction liquide-liquide en microfluidiqueLa microfluidique est utilisée par des chimistesde la DSM à Saclay pour mieux comprendrel’extraction liquide-liquide. L’intérêt de cetteapproche est de disposer, à volume égal, deplus grandes surfaces de contact entre les deuxphases, et de contrôler plus finement cetteinterface. La cinétique de transfert de selsd’une phase aqueuse vers une phase organiquecontenant une molécule complexante a pu êtrecaractérisée dans un dispositif de microfluidique.Inauguration de l’accélérateur SiriusEn novembre 2012, le Laboratoire des solidesirradiés (École polytechnique/CEA/CNRS) ainauguré son nouvel accélérateur d’électrons,Sirius (Système d’irradiation pour l’innovation etles utilisations scientifiques), à Palaiseau. Siriusva délivrer des électrons d’énergie compriseentre 150 keV et 2,5 MeV afin d’étudier, entemps réel et à basse température, les défautscréés sous irradiation dans les matériaux etles nouvelles propriétés qui en résultent.Cette machine, qui appartient au réseaunational d’accélérateurs pour les « Études desmatériaux sous irradiation » (Émir), est ouverteaux utilisateurs français et internationaux.Prélèvements d’eau issue de la glace.Attention, surface métallique !La dissociation de composés chimiques sousl’effet des rayonnements ionisants (radiolyse)doit être maîtrisée en tenant compte des surfacesmétalliques présentes dans le système étudié.C’est la conclusion d’une étude menée par laDSM à Saclay. une surproduction transitoire deradicaux libres a été observée en présence d’orporeux, ce qui ne se produit pas dans le cas dela silice poreuse. Ce résultat a pu être étenduà des matériaux d’intérêt industriel, tels queles aciers utilisés dans l’industrie nucléaire.RADIoBIoLoGIEL’impact biologique des rayonnementsionisants mérite une attention particulière deschercheurs, notamment pour comprendre lesrésistances aux traitements anticancéreux.En 2012, des équipes se sont penchées sur lesmécanismes de résistance à la radiothérapie descellules souches cancéreuses dans les tumeursmammaires. Non seulement ces cellules résistent,mais elles sont le siège d’anomalies génétiquesradio-induites qui renforcent l’agressivité dela tumeur. Par ailleurs, les biologistes ontdécouvert un des mécanismes de survie descellules souches de mélanome. Contrairementaux cellules cancéreuses normales, les cellulessouches ont en effet la capacité, lorsqu’ellessont irradiées, de produire une protéine (FGF2)participant à la réparation de leur ADN.28 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

1 I AÉnergIes bAs cArboneet recherches fondAmentAles AssocIÉesDosage d’échantillons contenant des métaux toxiques. Injection de nanotubes uniformément marqués au 14 C.ToXICoLoGIEToxicité des radionucléides, des hydrocarbures,des métaux…Les applications des technologies nucléairessont multiples et vont de la médecine auxactivités industrielles. Estimer leur impact surla santé et l’environnement et développer desméthodes de dépollution : tels sont les objectifsde la toxicologie nucléaire. Le CEA travailleégalement sur les effets biologiques d’autrestoxines, comme les hydrocarbures et les métaux.Dans le domaine de la santé, l’année écouléea vu la découverte d’une molécule candidatepour traiter la maladie de Wilson, une anomaliegénétique qui empêche les mécanismes naturelsd’élimination du cuivre par les cellules du foie.Les traitements actuels posent des problèmesd’effets secondaires et d’efficacité. La nouvellemolécule piège spécifiquement le cuivre. Testéein vitro, elle est capable de cibler les cellulesdu foie grâce à un ligand qui les reconnaît. Desessais précliniques ont débuté en 2012.Le programme transversal Toxicologie du CEAsoutient aussi les recherches sur la détection descomposés toxiques et la bioremédiation 6 des solspollués par des radionucléides. Par exemple, en2012, les chercheurs ont notamment testé lesperformances de la remédiation de l’uranium par leblé, le tournesol et le colza, à savoir leur capacitéà accumuler l’uranium dans les racines et à letransporter vers les parties aériennes de la plante.Le colza semble être une espèce prometteuse.Des perspectives de biodépollution existentaussi pour les hydrocarbures. une bactérie ayantla capacité étonnante de dégrader de nombreux6 Bioremédiation : Cultures d’organismes vivant (plantes,bactéries) sur des sites pollués en vue de les nettoyer.agents toxiques comme le naphtalène, le pétrole,le toluène ou encore le diesel, a été isoléed’une plage souillée après le naufrage du tankerPrestige. Les biologistes, en collaboration avecl’université des Baléares, ont ainsi séquencéCitreicella aestuarii 357. Les fonctions de songénome, qui comporte 4 573 gènes, ont confirméle grand potentiel de cette bactérie naturellementarmée pour combattre les hydrocarbures.Détecter en un temps recordune arme biologiqueEn matière de bioterrorisme, il estnécessaire de réduire au maximum letemps de détection des toxines dans deséchantillons complexes, tout en conservantla sensibilité et la spécificité d’analysede tous leurs composants. Dans le cadredu programme interministériel de luttecontre le terrorisme nucléaire, radiologique,biologique et chimique (NRBC), une équipedu CEA a réduit de 2 jours à 4 heures letemps nécessaire pour repérer la toxineepsilon de Clostridium perfringens, et cesans diminuer la qualité d’analyse.… et des nanoparticulesLa révolution « nano » engendre des préoccupationsenvironnementales et sanitaires. Le CEA a doncétendu son programme de recherche Toxicologiepour étudier les nanoparticules et déterminerleur impact. Ces recherches doivent répondreà trois grandes questions :1. Quelle est la relation entre la structure(physique et chimique) du nanomatériauet les effets biologiques ?2. Quel est le comportement des nanoparticulesdans les systèmes biologiques et quels sont lesmécanismes d’accumulation dans les organessensibles ?3. Quel est l’impact de ces particules tout aulong de leur cycle de vie (vieillissement,relargage…) ?Cinq programmes transversaux ont été lancés.L’un d’eux, le programme 14CNT est dédiéà la toxicité des nanotubes de carbone.Ces nanomatériaux, qui sont composésexclusivement de carbone, sont difficilementtraçables dans l’organisme, car lui-mêmeen contient près de 20 % (en poids). Le CEAdéveloppe des techniques de marquage spécifiqueafin de suivre à la trace ces nanotubes etd’analyser, suivant leurs structures (longueurdes fibres, diamètre…), leurs effets biologiquesdans des modèles animaux. 14CNT fait partie deNanogenotox, une action conjointe européennepour la caractérisation du potentiel génotoxiquedes nanomatériaux.En 2012, le CEA a également étudié l’impact decertains nanotubes de carbone sur les végétaux,notamment sur les plantules de blé et de colza.Les chercheurs ont mesuré l’accumulation denanotubes à parois multiples dans les feuilles etobservé l’impact sur la germination des graines,la croissance des racines, la biomasse produiteet le taux de chlorophylle. Moins de 0,005 %des nanotubes stockés dans les racines remontedans les feuilles. Ainsi, selon les biologistes, laprobabilité du passage des nanotubes dans lapartie comestible de la plante s’avère infime./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 29

1A 1bDÉFENSE ET SÉCuRITÉ GLoBALEET RECHERCHES DE BASEASSoCIÉESTemps fortsSuccès du premier Tir d’évaluationdes forces du système ASMPA/TNALe 19 juin 2012, les Forces aériennes stratégiques ont effectuéle premier Tir d’évaluation des forces du système d’arme Air-solmoyenne portée amélioré (ASMPA)/Tête nucléaire aéroportée (TNA).Cette opération complexe, réunissant l’Armée de l’air, la DGA,MBDA et le CEA, avait pour objectif de vérifier, dans des conditionsreprésentatives d’une mission réelle, le bon fonctionnementet l’opérabilité des différentes composantes du systèmed’arme nucléaire : Rafale, missile ASMPA et tête de vol.30 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

Mettre la scienceet la techniqueau servicede la Défenseet de la sécuritéglobale.Réglage de l’injecteur d’Airix,qui a rejoint en 2012 le centre de Valduc.Barracuda : transfert réussidu module chaufferieL’embarquement dans le tronçon de coque Compartimentchaufferie nucléaire (CCN) du module piscine-échangeur-réacteurde la Chaufferie nucléaire embarquée (CNE) a été réalisé débutoctobre 2012, à Cherbourg, sur le premier Sous-marin nucléaired’attaque (SNA) du programme Barracuda Le Suffren.Ce module a nécessité près de 300 000 heures de travail,dont 23 mois de montage sur le centre DCNS de Nantes-Indret,avant son transfert par voies maritime et fluviale.Cenalt : entrée en service opérationnelLe 1 er juillet 2012, le Centre d’alerte aux tsunamis (Cenalt),sur le centre DAM Île-de-France, est entré officiellement en phaseopérationnelle avec une équipe de 11 personnes, dont 7 en3 x 8 h. Depuis cette date, les zones Méditerranée occidentaleet Atlantique nord-est sont surveillées 24 h sur 24 h pour prévenirtout risque de tsunami sur les côtes des pays limitrophes. À partirde tout séisme de magnitude 5,5 dans cette zone, un message estenvoyé à la Sécurité civile en moins de 15 min pour déclencherd’éventuelles opérations de mise en sécurité des populations./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 31

1 I bdÉfense et sÉcurItÉ globAleet recherches de bAse AssocIÉesdÉfense et sÉcurItÉ globAleActeur de la dissuasion nucléaire et de la sécurité nationale, la Directiondes applications militaires (DAM), pôle Défense du CEA, a pour missionde concevoir, fabriquer, maintenir en condition opérationnelle puisdémanteler les têtes nucléaires qui équipent les forces océaniqueset aéroportées françaises. Elle en garantit la sûreté, la fiabilité et lesperformances tout au long de la durée de vie du système d’arme.La DAM est chargée de la conception et de l’entretien des réacteursnucléaires assurant la propulsion des bâtiments de la Marine nationale,sous-marins et porte-avions. Elle est également responsablede l’approvisionnement des matières nucléaires pour les besoinsde la Défense. Le suivi de l’impact sur l’environnement de ses activitésfait l’objet d’une attention soutenue. Dans un monde en profondemutation, le CEA contribue à la sécurité à travers l’appui techniquequ’il apporte aux autorités, pour les questions de désarmement,de lutte contre la prolifération nucléaire et le terrorisme. La défenseconventionnelle est également une mission du pôle Défense du CEA.Vue générale de la salle de calcul de Tera 100.Simulation numérique.LES TÊTES NuCLÉAIRESFin 2011, la dernière Tête nucléaire aéroportéeTN81 a été retirée du service opérationnel,et le programme de démantèlement s’estpoursuivi en 2012. Depuis 2009, la TN81 a étéprogressivement remplacée par la Tête nucléaireaéroportée (TNA), associée au missile Air-solmoyenne portée amélioré (ASMPA). Les TNA sontles premières armes nucléaires au monde à êtreconçues et garanties via la simulation.Le premier tir d’évaluation des forcesdu système d’arme ASMPA/TNA s’est dérouléavec succès le 19 juin 2012 (voir p. 30).La fin du retrait du service de la TNA TN81a été célébrée en avril 2012, dans le cadre dela cérémonie militaire de mise en sommeil duCentre spécial militaire de Valduc. Cet événementofficialise l’arrêt momentané de l’activité du sitejusqu’à ce qu’il soit remis en actif pour répondreaux besoins du système ASMPA/TNA.Le 28 septembre 2012, le Directeur desapplications militaires a prononcé l’homologationde l’extension de la durée de vie opérationnelle dela TN75. Cette homologation est le résultat d’untravail de plusieurs années de tous les centresde la DAM. La TN75 va être progressivementremplacée par la Tête nucléaire océanique (TNo),qui équipera les missiles stratégiques M51 à partirde 2015.LE PRoGRAMME SIMuLATIoNLes têtes nucléaires, appelées à remplacer lesarmes en service lorsqu’elles arrivent en fin de vie,sont garanties sans nouveaux essais nucléaires.Le programme Simulation a été lancé en 1996pour répondre à cet objectif de garantie de leurfiabilité, de leur sûreté et de leurs performances.À ce jour, la garantie de ces charges nucléairess’appuie sur trois volets :• le concept des charges robustes testé avecsuccès lors de l’ultime campagne d’essais en1995-1996 ;32 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

Dans un monde en profonde mutation, le CEA contribueà la sécurité à travers l’appui technique qu’il apporteaux autorités, pour les questions de désarmement,de lutte contre la prolifération nucléaire et le terrorisme.Simulation numérique.• la validation par la simulation des écarts imposéspar la « militarisation » entre les formulesexpérimentées et ces charges nucléaires ou desécarts susceptibles d’apparaître au cours de lavie opérationnelle de ces armes ;• la certification de nouvelles équipes chargées degarantir le bon fonctionnement des armes.Le programme Simulation repose sur de grandséquipements indispensables pour mettre enœuvre et valider les modèles numériquesde fonctionnement des armes nucléaires :supercalculateurs, machine radiographique,lasers de haute énergie (LMJ).Le standard de garantie et sa validationun des outils essentiels de ce programme est lestandard de garantie constitué d’une chaîne delogiciels reproduisant les différentes phases defonctionnement d’une arme nucléaire. Sa miseen œuvre nécessite l’enchaînement de modèlesphysiques prédictifs mis au point dans le cadred’études scientifiques et technologiques et ledéploiement de puissants moyens de calcul.Le supercalculateur Tera 100, installé sur le centreDAM Île-de-France, est pleinement opérationnelau profit des concepteurs d’armes. Depuis début2011, Tera 100 est utilisé avec le standard degarantie 2010 pour les travaux de garantie de lafuture charge nucléaire TNo.Le Directeur des armes nucléaires a homologuéen décembre 2012 le standard de garantiethermique, mécanique et durcissement, ainsique le complément infrarouge au standard degarantie furtivité de la TNo. Ils complètent lesstandards existants. Ils constituent les standardsde garantie pour l’ensemble des performancesdes têtes nucléaires, et résultent d’un programmede formalisation des chaînes de calcul et de leurvalidation en vue de l’homologation de la TNo.Ils représentent plusieurs années d’essais,de mesures, de travaux théoriques, numériqueset expérimentaux.La garantie de l’énergie et de la sûreté de lacharge nucléaire passe par une validation dustandard de garantie. Cette validation est obtenueen confrontant les prédictions du standard auxmesures recueillies lors des essais nucléairespassés et aux expériences de validation parpartie réalisées aujourd’hui sur la machineradiographique Airix et la Ligne d’intégrationlaser (LIL, prototype du laser Mégajoule (LMJ)),et demain sur l’installation Epure et le LMJ.La machine de radiographie Airix, installée depuisfin 1999 au Polygone d’expérimentation deMoronvilliers (PEM) en Champagne-Ardenne,a permis de valider les modèles relatifs au débutdu fonctionnement de l’arme, dans sa phasehydrodynamique (non nucléaire).58 expériences froides, essentielles à la réalisationdes programmes armes et Simulation, y ont étémenées. Le dernier tir a été effectué avec succèsle 29 février 2012. Le démontage complet de lamachine radiographique et son transfert dansl’installation Epure à Valduc sont en cours.Dans le cadre du traité Défense franco-britanniquesigné à Londres en novembre 2010, le Présidentde la République française et le Premierministre britannique ont signé un traité relatifau partage d’installations radiographiques ethydrodynamiques. Cette décision se traduit parla construction et l’exploitation commune d’uneinstallation radiographique et hydrodynamique enFrance, Epure, à Valduc, et d’une installation pourdes développements technologiques communsau sein du Technology Development Center (TDC)sur le centre de l’Atomic Weapons Establishment(AWE) à Aldermaston, au Royaume-uni.Chantier de construction de l’installation Epure./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 33

1 I bdÉfense et sÉcurItÉ globAleet recherches de bAse AssocIÉesdÉfense et sÉcurItÉ globAleHall du laser Mégajoule.Epure, une installation opérationnelle en 2014Airix constituera le premier axe de mesureradiographique de l’installation franco-britanniqueEpure. Cette installation sera opérationnellecourant 2014. Dotée à terme de trois axesradiographiques de forte puissance, elle permettrade mesurer, avec la plus grande précision, l’état etle comportement des matériaux qui constituentles armes, dans les conditions de température etde pression extrêmes rencontrées durant la phasehydrodynamique. Les technologies nécessairesà son fonctionnement seront développées auTDC. La première pierre du TDC a été posée le8 octobre 2012, en présence du Directeur desarmes nucléaires et du Chef de projet Epure,accompagnés de leurs homologues britanniqueset du représentant du Cabinet office britannique.Le bâtiment de soutien technique, qui permettrade maintenir en conditions opérationnellesles machines radiographiques, a été mis enservice sur le centre de Valduc le 1 er août 2012,accueillant les premiers salariés du PEM.Des premières expériences prévues fin 2014pour le LMJLe LMJ, indispensable pour simuler la phase defonctionnement nucléaire de l’arme, est en coursde construction sur le centre CEA du Cesta, prèsde Bordeaux, en vue de réaliser les premièresexpériences fin 2014.Le déclassement de l’Installation nucléaire debase secrète (INBS) Cesta-Lasers a été prononcépar décision du Premier ministre le 15 décembre2011. Le LMJ est ainsi devenu une Installation àcaractère technique d’ICPE (Installation classéepour la protection de l’environnement) nucléairesoumise à autorisation. Il entre dans le périmètredu Cesta, classé aujourd’hui SIENID (Sites etinstallations d’expérimentations nucléairesintéressant la Défense) sur l’ensemble de sonpérimètre, par publication au Journal officiel(arrêté du 21 décembre 2011) de la nouvelleliste des SIENID.Le premier standard de calcul pour les cibleslaser, incluant la simulation d’une cavité deconversion X et l’implosion d’un micro-ballon, a étéhomologué par le Directeur des armes nucléairesfin décembre 2011. Basé sur un ensemble demodèles physiques, il permet une prévision fiabledes expériences laser de physique des armes etde préparation à l’ignition.Les premières optiques qui équiperont la sectionamplificatrice de la première chaîne laser ont étélivrées le 21 mars 2012, après leur traitementanti-reflet sol-gel dans un bâtiment spécifique dela zone Laseris contiguë au LMJ. Cette livraisonconcrétise la réussite du transfert de technologiemené par le CEA, qui a collaboré pendant plusieursmois avec la société SEIV titulaire du marché detraitement sol-gel des optiques du LMJ.Le 6 septembre 2012, le CEA a prononcé laqualification des premiers exemplaires desdispositifs d’alignement des diagnosticsd’expérience du LMJ. Les dispositifs permettrontd’aligner, à terme, les diagnostics les plusexigeants (imageur haute résolution) avec uneprécision de 25 micromètres.Bâti d’assemblage des cibles préparées pour la LILet le futur LMJ.Préparation et réglages des caméraspour le remplissage d’un micro-ballon.Les campagnes d’expériences sur la LIL ont étéconduites en respectant le planning. Les tirs depuissance ont permis d’obtenir de nombreuxrésultats expérimentaux au profit de la physiquedes armes, de la physique des lasers pour le LMJet de l’astrophysique dans le cadre de l’ouverturedes moyens à la communauté scientifique.ouVERTuRE DESMoYENS Du PRoGRAMMESIMuLATIoNLes supercalculateurs, le LMJ et son prototype laLIL sont des réalisations exceptionnelles, tant parleurs caractéristiques techniques que par leursperformances. Pour une partie de leur tempsdisponible, celles-ci sont mises à la dispositionde la communauté scientifique européenne,conformément à la politique approuvée par leministère de la Défense en 2002.L’Institut lasers et plasmas (ILP) a vocation àstimuler, animer et coordonner les recherchesdans le domaine des lasers de puissance et desplasmas. Sa principale mission est d’organiserl’ouverture des grandes installations laser du CEAà l’ensemble de la communauté scientifique.La labellisation en 2005 du pôle de compétitivitéRoute des Lasers a renforcé la dynamique néeautour de la construction du LMJ, en favorisant ledéveloppement industriel de la filière.Aujourd’hui ce pôle regroupe 100 adhérents.Labellisé en 2007, le Centre de ressourcestechnologiques Alphanov constitue un acteurmajeur en Région Aquitaine pour le transferttechnologique dans le pôle. Le projet Petal(Petawatt Aquitaine Laser) a été marqué , en2012, par la fin de la construction de la sectionamplificatrice. Lancé en 2003 par la RégionAquitaine, le ministère chargé de la Recherche etpar l’union européenne, le projet Petal consiste enla réalisation d’une chaîne laser d’une puissanceexceptionnelle de plusieurs petawatts, délivrantune impulsion lumineuse ultra-brève (de l’ordre dumillième de milliardième de seconde) couplée auxfaisceaux du LMJ de très haute énergie.34 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

Le supercalculateur Curie offre aux chercheurs européens une très large palette d’applicationsdans tous les domaines scientifiques.Piscine d’entreposage et d’examendes combustibles irradiés, du réacteur RES.Au cœur des salles blanches de la Ligned’intégration laser (LIL).mOYEnS DE CALCULLe centre de calcul Défense, autour de la machineTera 100, est dédié exclusivement aux travauxde la DAm. Dans le domaine de la simulationnumérique mettant en œuvre des calculateurshautes performances de la classe du téraflops,le CEA a vu la mise en place, sur son site DAmÎle-de-France, à Bruyères-le-Châtel, du pôleTer@tec. En mars 2012, les grands locataires(Bull, CCI Essonne…) ont pris possession de leurslocaux pour accueillir les premières équipes.Tirant parti de ces moyens exceptionnels, le CEAoffre, dans le cadre du Centre de calcul rechercheet technologie (CCRT), une puissance de calculimportante avec une machine d’architectureéquivalente à la machine Tera 100. Ce centre estdestiné à l’ensemble des activités non classifiéesdu CEA et a vocation à satisfaire les besoins deses nombreux partenaires en matière de grandessimulations numériques. Le CCRT poursuit unedynamique de croissance en élargissant le cerclede ses partenaires industriels : Valeo (2012),Ineris et Areva (2010), EADS/Astrium, EDF,Snecma, Turbomeca, Techspace Aero et le CEA.Le nouveau calculateur Airain du CCRT a été misen service en septembre 2012. Sa puissance decalcul de 200 téraflops, conjuguée à une trèsgrande stabilité de fonctionnement, a permis àl’été 2012 le passage d’une dizaine de grandschallenges industriels. Réalisés par les équipesde Snecma, Turbomeca, EDF, Ineris et Areva,les résultats de ces challenges ont étéprésentés lors de la journée scientifique CCRT,le 29 novembre 2012 à Bruyères-le-Châtel.Le TGCC a accueilli la machine européenne Curiede puissance petaflopique acquise par Genci(Grand équipement national de calcul intensif)dans le cadre du partenariat européen Prace(Partnership for Advanced Computing in Europe)et avec le soutien financier du Conseil généralde l’Essonne.Totalement déployée, la machine Curie comporte5 544 serveurs de calcul, soit une puissancethéorique de 2 petaflops (2 millions de milliardsd’opérations par seconde). Ceci en fait la machinela plus puissante d’Europe. Cette extension,ouverte dans un premier temps à des grandschallenges, est accessible depuis mars 2012 àl’ensemble des chercheurs français et européenspar le biais des appels à projet nationaux (Genci)et européens (Prace).LA PROPULSIOn nUCLéAIRELa DAm est responsable de la maîtrise d’ouvragepour la conception et le développement deschaufferies nucléaires des bâtiments de la marinenationale et pour la réalisation des cœurs équipantles chaufferies embarquées.La flotte des bâtiments à propulsion nucléaire dela marine nationale représente douze chaufferieséquipées de cœurs nucléaires en exploitation. Elleest composée du porte-avions Charles de Gaulle,de six Sous-marins nucléaires d’attaque (SnA) etde quatre Sous-marins nucléaires lanceurs d’enginsde nouvelle génération (SnLE nG).Le programme Barracuda, qui vise à remplacerles 6 SnA type Rubis par 6 nouveaux sous-marins,continue (voir p. 31).Le programme RES (Réacteur d’essai) se poursuit.Il a pour objectif la construction, en phase definalisation, d’un réacteur nucléaire à terre surle site de l’Installation nucléaire de base secrètePropulsion nucléaire (InBS-Pn) à Cadarache,représentatif des réacteurs embarqués sur lesbâtiments de la marine nationale. Il comprendégalement une piscine d’entreposage decombustibles irradiés. Le réacteur RES permettraen particulier de qualifier les combustiblesnucléaires et les cœurs de la propulsion, et d’enaccroître les performances, grâce en particulierà l’expérience Hippocampe relative à la maîtrisedu comportement du combustible sous irradiation.Les installations individuelles de l’InBS-Pn ont faitl’objet d’évaluations complémentaires de sûreté,dans le cadre du Post-Fukushima. Les rapportsont été remis fin 2011 et début 2012 au DSnD(Délégué à la sûreté nucléaire et à laradioprotection pour les activités et installationsintéressant la Défense). Les échéances de laproposition du plan d’action s’étendent jusqu’en2019. La DAm apporte son soutien à la Défensepour le démantèlement des ex-SnLE typeLe Redoutable m4.DémAnTÈLEmEnTET ASSAInISSEmEnTDES InSTALLATIOnSDE mATIÈRES FISSILESLancé immédiatement après leur arrêt en 1995, leprogramme de démantèlement et d’assainissementdes installations de production de plutonium etd’uranium enrichi s’est poursuivi en 2012.Sur le site de Pierrelatte, les opérations deCessation définitive d’exploitation (CDE) de l’Usinede recyclage et d’élaboration (URE, installationDAm exploitée par Areva nC) ont démarré début2012. Ces opérations, qui vont se dérouler jusqu’àmi-2016, ont pour objectif d’évacuer les matièresnucléaires de l’installation. La CDE sera suivie dudémantèlement et de l’assainissement final del’installation, prévus sur 2016-2018.Débuté en 1997, le programme d’assainissementdémantèlement des installations nucléaires ducentre DAm Île-de-France s’achèvera en 2018.Le Délégué à la sûreté nucléaire et à laradioprotection pour les activités et installations/ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 35

1 I BDéfense et sécurité globaleet recherches de base associéesDéfense et sécurité globaleintéressant la Défense (DSND) a autorisé ledirecteur du centre DAM Île-de-France à procéderau démantèlement de niveau 2 de l’installationindividuelle G, et a approuvé le référentiel de sûretéassocié. Il en est de même pour le démantèlementde niveau 3 de l’installation individuelle ER/A.À Valduc, le nouveau bâtiment d’entreposagede déchets alpha a reçu, le 26 mars, son premiercolis. Le DSND avait préalablement notifié, enfévrier 2012, l’autorisation définitive de mise enservice de ce bâtiment qui devra assurer, pour unecinquantaine d’années, l’entreposage intermédiaireen sûreté des colis de déchets produits par lesinstallations de Valduc. Il permet égalementd’assurer la caractérisation radiologiquede ces colis de déchets avant leur évacuationvers les stockages de surface de l’Andra.Le transfert vers l’usine de retraitement deLa Hague des combustibles usés des réacteursCélestin, arrêtés fin 2009, se poursuit.Lutte contrela proliférationet le terrorisme,sécurité globaleEn s’appuyant sur ses capacités techniqueset scientifiques uniques dans les domainesnucléaires civil et militaire, le CEA contribueaux enjeux globaux de sécurité au travers del’appui technique qu’il apporte aux autoritésnationales et internationales pour les questionsde désarmement, de lutte contre la proliférationnucléaire, de terrorisme et de sécurité.Outre les moyens de détection qu’il exploite enpropre pour informer les autorités nationales encas d’essai nucléaire, le CEA assure la contributionfrançaise à la mise en œuvre des moyens devérification du Traité d’interdiction complètedes essais nucléaires (Tice), développés sous laresponsabilité de l’Organisation du traité (Otice).Dans ce cadre, le CEA a développé un Systèmede prélèvement d’air automatique en ligne avecl’analyse des radioxénons (Spalax), qui permet devérifier le caractère nucléaire d’un essai souterrainà partir de l’analyse des isotopes radioactifs duxénon éventuellement relâchés dans l’atmosphère.L’année 2012 a vu la certification formelle parle secrétariat technique provisoire de l’Oticede la station sismique AS33 de Kourou (Guyane)et de la station gaz FRX30 (Îles Kerguelen)équipées d’un système Spalax. La version mobilede ce système, dite à déploiement rapide, a étévalidée par l’Otice qui l’utilise désormais pour descampagnes de mesure de bruit de fond en xénon.Le Laboratoire d’analyses des radionucléidesFRL08 a vu sa certification renouvelée par l’Otice.Les moyens de détection sismique mis en œuvrepar le CEA participent aussi aux dispositifs d’alerteen cas de séisme ou de tsunami, dont le CEA a laresponsabilité dans un cadre national ou européen,notamment au sein du Cenalt (voir p. 31).En parallèle, d’importants progrès ont étéaccomplis en matière d’inversion rapide dessources sismiques et de modélisation numériquedes tsunamis à partir des séismes ainsidéterminés.Dans le domaine de la lutte contre la proliférationnucléaire, le CEA et le Département des garantiesde l’AIEA ont poursuivi leur collaboration au traversdu Programme français de soutien aux garanties.Concernant la lutte contre le terrorisme, le CEAest à la fois acteur opérationnel et acteur de R&D.Le 10 mai 2012, la France et le Royaume-Uni ontsigné, à Londres, l’accord Cyclamen qui autoriseles Britanniques à exploiter les équipements dedétection radiologique qu’ils ont installés depuisplusieurs années sur le sol français, à l’entréedu tunnel sous la Manche. L’organisation desJeux olympiques de Londres, à l’été, a concouruà accélérer cette signature. Le CEA a contribuéà la rédaction de l’accord et à celle du protocoled’intervention concernant les différentes partiesprenantes (douanes, polices…).Le Détachement central interministériel (DCI),au sein duquel la DAM est un acteur majeur en casde menace nucléaire radiologique, a organisé,en octobre, un exercice de coordinationen Seine-et-Marne. Le scénario, basé surune action terroriste, a mobilisé l’ensembledes équipes qui pourraient être impliquéesen cas de crise réelle.Les actions conduites au sein du programmeinterministériel de R&D NRBC-E (Nucléaire,radiologique, biologique, chimique - explosifs)confiées au CEA par les pouvoirs publicsL’objectif de la journée Secure Day organiséeà Paris était de présenter l’avancementdes recherches dans les domaines nucléaire,radiologique, biologique, chimique et explosifset de stimuler les transferts technologiques.ont permis des avancées significatives en matièrede développement et de test de technologies desécurité. En complément de certains transfertsindustriels, des technologies développées ontégalement fait l’objet de transferts vers desstart-ups. Le CEA a organisé en octobre la journéeSecure Day NRBC-E, avec le soutien du Hautcomité français pour la Défense civile. Inauguré parl’Administrateur général du CEA, cet événementdédié à l’innovation technologique pour la sécuritéglobale a permis de présenter aux acteurs publics,aux grands opérateurs et aux industriels l’avancéedes recherches dans les domaines NRBC-Eet de stimuler les transferts technologiques.La défenseconventionnelleLes activités liées à la mission de défenseconventionnelle sont assurées principalementpar le centre de Gramat. Elles ont pour objectifd’apporter une assistance à maîtrise d’ouvrageà la Direction générale de l’armement (DGA),en s’appuyant sur une expertise portant surles effets des armements et sur la vulnérabilitédes systèmes d’armes.Structurées en deux domaines techniques,les charges conventionnelles et les ondesélectromagnétiques, ces activités sont conduitesdans le cadre de la préparation de l’avenir,de l’acquisition d’équipements et d’un soutienaux forces armées.Le centre de Gramat a ainsi participé en 2012,avec la DGA, à la caractérisation des performancesd’efficacité du missile Hellfire qui va équiperl’hélicoptère de combat français Tigre.Ces résultats ont été obtenus en couplant desexpérimentations avec l’utilisation des capacitésde calcul haute performance de la DAM.Cette approche confirme l’apport de la simulationnumérique pour les travaux de développementde l’armement conventionnel.36 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

1 I BdéfEnsE ET sécurITé gloBalEET rEchErchEs dE BasE assocIéEsrEchErchEs dE BasEPHYSIQUE nUCLéAIRESofia : une première expérimentaledans le domaine de la fissionUne équipe de physiciens de la DAm a mené àbien l’expérience Sofia, Studies on fission withAladin, à Darmstadt (Allemagne) à l’été 2012.Elle consiste en la détermination simultanée,avec une grande précision, des paramètresfondamentaux du phénomène de fission (masse,charge, énergie cinétique) des deux fragmentsde fission pour une quinzaine de noyauxfissionnant (du radon 200 au neptunium 238).L’analyse des données permettra d’extrairedes informations uniques sur les propriétés dela fission nucléaire de ces noyaux, utiles à lacompréhension fondamentale du phénomèneet de ses applications. Cette expérience est lerésultat d’une collaboration de quatre ans avecla Direction de l’énergie nucléaire du CEA, GSI deDarmstadt, le CEnBG de Bordeaux, l’IPn d’Orsay etles universités de Saint-Jacques de Compostelleet de Vigo (Espagne) et de Chalmers (Suède).mODéLISATIOnPhases solides de l’hydrogèneGrâce à la puissance de calcul du calculateurTera 100 et à l’efficacité de la parallélisation ducode Abinit, une équipe de chercheurs en physiquethéorique et appliquée de la DAm a pu coupler,pour la première fois, des simulations de dynamiquemoléculaire ab initio avec le formalisme del’intégrale de chemins de Feynman pour décrire lemouvement quantique des protons. Ces simulationsont permis de mettre en évidence un effetisotopique sur les mouvements des moléculesdans la phase II de l’hydrogène dense et dereproduire le décalage isotopique sur les pressionsde transition entre les phases I et II à 80 K.Ces résultats ont fait l’objet d’une publicationdans Physical Review Letters (oct. 2012).PHYSIQUE DU SOLIDENouvelles données d’équation d’étatpour les isotopes de l’hydrogèneLa compressibilité de l’hydrogène et deses isotopes est un paramètre clé dudimensionnement des charges nucléaireset des cibles laser pour la fusion. Des expériencespar choc laser sur des cibles d’hydrogène etde deutérium pré-comprimées ont été réaliséespar la DAm sur le laser Omega LLE (Rochester,états-Unis). Elles ont fourni de nouvelles donnéespour la courbe d’Hugoniot, dans un large domainede températures et de densités. Les résultatssont en bon accord avec les simulations ab initioau-delà de 100 GPa et mettent fin auxcontroverses sur la compressibilité du deutériumdans ce régime de pression. Les résultats ont faitl’objet d’une publication dans Physical Review B.mATéRIAUXÉlectrolyse haute températureDans le cadre du développement des piles àcombustible, une étape a été franchie dans ledomaine de l’électrolyse à haute température.Une nouvelle cellule, élaborée par coulage enbande et sérigraphie, a atteint des performanceséquivalentes à celles des cellules commerciales(0,9 A/cm²). Ce résultat démontre la maîtrisede la fabrication d’un électrolyte mince(environ 10 µm), restant étanche à l’hydrogènemalgré sa très faible épaisseur. La qualité desmatériaux d’électrodes, associée à une miseau point spécifique des couches d’interface,a permis d’atteindre ces résultats. Il reste àétudier le vieillissement et le changementd’échelle de ces cellules avant de les introduiredans des systèmes d’électrolyse hautetempérature complets développés au CEA.Qualification des matériaux pour les composantsd’électrolyse de la vapeur d’eau à haute température(EHT) destinés à produire de l’hydrogène.Croissance de cristaux à base de KDPDes premiers cristaux à base de KDP de taillesignificative (200 mm de côté) ont été réalisésau Ripault avec un procédé de croissance bienplus rapide que les procédés classiques. Cesrésultats confirment et précisent les orientationstechnologiques dans la perspective d’unchangement d’échelle : les optiques en cristauxde KDP et de DKDP sont utilisées dans leslasers de puissance pour leurs propriétés nonlinéaires de biréfringence (cellule de Pockels)et de conversion de fréquence (doublement ettriplement de fréquence). Les dimensions horsnormes des faisceaux laser du laser mégajoulenécessitent de mettre en place des filières deproduction spécifiques de ces cristaux. Aprèscroissance, ces cristaux de KDP et de DKDP sontdécoupés en plaques, qui sont polies puis traitéesavant d’être montées sur les faisceaux laser.maquette d’une cible pour l’ignition./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 37

1A 1cTECHNoLoGIES PouR L’INFoRMATIoNET RECHERCHES FoNDAMENTALESASSoCIÉESTemps fortsHoloview pour l’observation d’un dopant uniqueEn 2018, seulement 10 à 20 atomes de dopant seront présents dans untransistor ! Leur position peut influer sur les performances du dispositif.Le défi que relève le projet Holoview est de visualiser ces atomes. Grâceà l’arrivée du microscope électronique en transmission (MET) Titan Ultimatede la société FEI Company à la Plateforme de nanocaractérisation deMinatec (PFNC), ces travaux, d’une durée de cinq ans, peuvent être lancésdans le cadre des ERC Starting Grants. Pour atteindre cet objectif, lasensibilité de l’holographie électronique dans un MET sera à améliorer ainsique la possibilité d’effectuer des tests électriques du dispositif au seinmême du TEM. Enfin des simulations seront développées pour relier lespropriétés électriques des dispositifs à la position des atomes de dopant.38 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

Développerdes technologiesà la pointede l’innovation.Plateforme technologique amont (PTA)du site Minatec.Egide, un GPS pour protéger les objets de valeurLa protection d’objets de valeur dans les bijouteries-horlogeries estaujourd’hui un enjeu majeur pour cette profession ainsi que pour lesforces de l’ordre. Le projet Egide, qui consiste à réaliser un traceurGPS-GSM autonome intégré dans une montre de luxe, s’inscrit dansce contexte. En effet, le leurre ainsi créé permettra de localiserles malfaiteurs après le vol dans la bijouterie-horlogerie et d’alerterimmédiatement les forces de police.Les challenges techniques sont nombreux et liés à la miniaturisationdu produit souhaitée par le client. Ils s’articulent autour de troisthèmes : la gestion de l’énergie, les antennes GPS et GSM,l’électronique embarquée et l’intégration système.Une électronique flexibleLe développement de l’électronique flexible est freiné par la faiblemobilité des électrons dans les polymères, qui limite les fréquencesde fonctionnement au MHz. Des chercheurs de la Direction dessciences de la matière à Saclay, en collaboration avec l’Universitéde Lille, ont proposé pour la première fois une alternative crédible.En insérant dans le transistor souple un feuillet de graphène,produit par voie chimique à bas coût, ils ont obtenu un composantsouple et fonctionnant à plus de 2 GHz./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 39

1 I ctechnologIes Pour l’InformAtIonet recherches fondAmentAles AssocIÉesmIcro et nAnotechnologIesAfin de favoriser l’innovation industrielle, le CEA dispose d’une recherchetechnologique de haut niveau dans le domaine des micro etnanotechnologies. Les applications industrielles de ces recherchesconcernent notamment la communication & les objets nomades.Il exerce aussi ses compétences dans le domaine des technologieslogicielles : systèmes embarqués et cognitifs, capteurs et traitementdu signal.FDSOI : des circuits intégrés plus rapides,plus froids, plus simplesGrâce à la technologie FDSoI (Fully DepletedSilicon over Insulator) développée par le Leti duCEA (Laboratoire d’électronique et de technologiede l’information) conjointement sur les sites deGrenoble, Albany (IBM aux États-unis) et Crolles(STMicroelectronics), une nouvelle générationde transistors a pu être mise au point.Les transistors FDSoI fonctionnent à unefréquence 30 % plus élevée que leur versionsur substrat de silicium massif monocristallin,autorisant des processeurs plus rapides, donc dessystèmes plus puissants, pour l’utilisateur final.Ils présentent moins de fuite d’où uneconsommation énergétique plus faible, etune gamme de tension de fonctionnementplus importante, permettant unfonctionnement à plus basse tension.La fabrication industrielle est plus aiséeque les autres alternatives et reprend pourl’essentiel les infrastructures existantes.De plus, la portabilité des designs depuis lesubstrat de silicium massif est simple et rapide.Les premiers circuits processeurs multi-cœurs STENovathor démontrent déjà que la fréquence defonctionnement peut atteindre les 3 GHz avec uneéconomie d’énergie de l’ordre de 40 % par rapportaux produits sur silicium massif. STMicroelectronicsréalise la pré-production de la génération 28 nmet ouvre ses outils de conception (Design Kitet Design Technology) à ses clients Fabless.Dans les technologies traditionnelles detransistors sur silicium massif, la réductiondes dimensions se traduit par l’apparition defuites importantes. La complexité de fabricationaugmente à chaque génération. Le FDSoI est unealternative qui simplifie le processus de fabricationtout en conservant les avantages liés à ladiminution des dimensions.Il conserve la structure traditionnelle du transistor.L’innovation se trouve dans l’utilisation d’une finecouche d’isolant placée sous le canal et appeléeoxyde enterré. Elle rend inutile le dopage du canalqui est alors totalement appauvri. Le Leti, avecson partenaire Soitec, maîtrise parfaitement lestechnologies du substrat SoI. La formation ducanal s’effectue dans une couche de siliciumtrès fine au-dessus de l’oxyde enterré. Cetteconfiguration permet de jouer sur la polarisationdu substrat et ainsi de disposer de transistorsà double grille. on peut donc commuterdynamiquement les circuits avec unfonctionnement à haute vitesse ou optimisébasse consommation.La roadmap de la technologie FDSoI estdéjà définie jusqu’au 10 nm. La génération28 nm est déjà disponible. La génération14 nm est en développement.Nouveaux défis en matière de détecteursinfrarougesLe Leti collabore avec le groupe Sofradir, depuis sacréation en 1986, pour le développement desdétecteurs infrarouges (IR). Initialement à base dephotodiodes HgCdTe, refroidies à 77 K, ilscomprennent aussi aujourd’hui des imageurs à basede bolomètres fonctionnant à températureambiante. ulis, une filiale de Sofradir et du Leti,a été créée en 2001 pour commercialiser cesimageurs bolométriques. Le groupe Sofradir estdevenu l’un des principaux acteurs mondiauxd’imageurs infrarouges : le premier fabricantd’imageurs IR refroidis de haute performanceen HgCdTe et le second toutes filières infrarougesconfondues.Les applications sont variées tant dans le domainemilitaire que civil : surveillance, astronomie,instruments scientifiques pour le contrôlede pollution, médical...Plaquette 200 mm SoI.Sofradir et ses entreprises affiliées emploientplus de 650 personnes. Actuellement,100 personnes au Leti travaillent dansce programme de recherche. Le Leti entretientavec Sofradir une collaboration bien spécifiqueindustrie-gouvernement, notamment par le biaisdu laboratoire commun Defir (Design the future ofinfrared) pour les imageurs IR refroidis en HgCdTe.Ce potentiel de recherche en imagerie IR est l’undes plus importants dans le monde, et permet detransférer la technologie à Sofradir en temps réel.Pour les imageurs IR refroidis, l’objectif estde concevoir des composants plus petits, pluslégers, qui consomment moins d’énergie et moinschers. Deux avancées importantes en 2012 pourles imageurs IR refroidis ont été obtenues :• premièrement, la réduction du pas entre lespixels des imageurs IR refroidis pour atteindre10 micromètres (contre 15 µm actuellement enstandard), ce qui est de nos jours l’état de l’artmondial. La réduction du pas de l’imageur sousentendaussi la mise au point d’une technologied’hybridation (au pas de 10 µm) du détecteurà base de photodiodes HgCdTe avec la matricedu circuit de lecture CMoS sur silicium. Cetteréduction du pas permet d’augmenter le nombrede pixels, pour une même taille de plan focal,et ainsi d’élaborer des détecteurs IR avec unemeilleure qualité d’image et en perspective laréalisation d’imageurs de très grands formats(multi-mégapixels).40 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

Acteur de l’innovation industrielle, le CEA mène une recherchetechnologique de haut niveau dans le domaine des micro etnanotechnologies. Les technologies logicielles : systèmesembarqués et interactifs, capteurs et traitement du signal fontpartie de ce dispositif.Machine d’épitaxie par jets moléculaires pour réaliser la couche active (en HgCdTe) qui est utilisée dans les nouvelles générations de détecteurs infrarouges IR.un démonstrateur (320 x 256 pixels au pas de10 µm) a été exposé en avril 2012 sur le standSofradir à la conférence internationale DefenseSecurity and Sensing (SPIE/DSS) aux États-unis.• deuxièmement, la réduction du « courantd’obscurité » des détecteurs. Cela a été rendupossible par l’élaboration de plaques HgCdTeayant moins de défauts et aussi par un contrôleplus précis du dopage du matériau et desjonctions électriques par implantations ioniquesdans le processus de formation des diodes.La réduction du courant d’obscurité conduitnotamment à la réalisation de détecteurs IRfonctionnant à plus haute température,jusqu’à 150 K (-123 °C) au lieu de 77 K(-196 °C, à l’azote liquide) habituellement,sans perte de performance, sans augmentationdu taux de défauts. De ce fait, Sofradir utilisecette technologie pour fabriquer des produitsintégrés (imageur / refroidisseur) commerciauxplus compacts et surtout consommantmoins de 2 watts de puissance électriqueet sans entacher la qualité de l’image.Image infrarougeavec un pasde 10 µm pixel,avec un détecteurHgCdTe.communIcAtIon &obJets nomAdesLe Cesti 1 -Leti, une valeur sûre pour la sécuritéL’activité commerciale du Cesti fait preuve d’unevigueur constante et soutenue dans le domainede l’évaluation sécuritaire des composantssécurisés et des cartes à puce. Parmi les nouveauxcontrats récemment signés, il est intéressant dedistinguer trois cas significatifs de cette activitéde service très spécifique et de haute technicité :1. le retour. Certains anciens partenaires reviennentconfier de nouveau au Cesti-Leti l’évaluationsécuritaire de produits de type carte à puce ;2. la fidélité. Après le rachat de certains partenairespar de nouvelles sociétés, ces dernièrescontinuent de confier au Cesti-Leti les évaluationssécuritaires de leurs composants sécurisés ;3. la croissance. D’autres partenaires, enfin,accroissent de façon significative leur demande.Dans ce marché concurrentiel, les objectifscommerciaux du Cesti-Leti sont actuellementde continuer à répondre aux attentes deses clients traditionnels, de fidéliser lesnouveaux et d’en attirer d’autres.1Cesti : Centre d’évaluation de la sécuritédes systèmes d’information.Actionneurs MEMSMembrane optiqueLentilles actives pour caméras de téléphonesportablesInstallée sur le campus Minatec, Wavelens a étécréée en 2012 pour développer des solutionsoptiques actives destinées à améliorer la qualitéd’image des caméras de téléphones portables,en facilitant l’intégration de fonctions optiquestelles que l’autofocus et le zoom. Les MEMS(Microelectromechanical Systems) optiquesde Wavelens sont composés d’une membraneoptique disposée sur une cavité remplie d’huile.Les actionneurs des MEMS sont intégrés à lapériphérie de la membrane. Lorsque les MEMSsont actionnés, l’huile optique passe par le centrede la membrane et en modifie la courbure touten provoquant une variation de la distance focale.Les MEMS optiques brevetés de Wavelens sontentièrement compatibles avec les technologiesd’actionnement microsystèmes. L’huile optiquepermet de fonctionner à très basse tension,typiquement moins de 10 V, avec une variation depuissance optique qui reste cependant très élevée.Les procédés collectifs wafer-level, le faible coûtde fabrication des MEMS, le mode d’actionnementtrès économique (faible tension) et l’intégrationfacile dans les caméras rendent le systèmetrès compétitif dans son ensemble.Huile optiqueSubstrat en verre/ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 41

1 I ctechnologIes Pour l’InformAtIonet recherches fondAmentAles AssocIÉesl’InnoVAtIonAu QuotIdIenCollaboration puissance 2 avec le G2Elab 2L’évolution des réseaux électriques (smartgrid) etdes transports électrifiés a besoin de composantsélectroniques de puissance de nouvelle génération.Ces composants utilisent une nouvelle générationde semi-conducteur, le GaN. Le Leti a décidé deconstruire un premier partenariat stratégique d’aumoins quatre ans avec le G2Elab (uMR 5269), uneréférence sur ces thématiques. Les compétencesdu G2Elab dans le domaine des champsélectromagnétiques seront également très utilespour le développement des véhicules électriques.Quatre sujets d’étude ont déjà été identifiés.Cette collaboration apporte au G2Elab lacapacité, à travers le Leti, de transformation desconnaissances fondamentales en retombéesindustrielles, et de connaître les besoinsindustriels. La combinaison des compétences desdeux parties est une démonstration de l’efficacitéde ce type de collaboration pour se positionnercomme leader dans les technologies d’avenir.sYstÈmesembArQuÉset cognItIfsMéthodologie de benchmarking d’architecturesparallèles (Carnot COtS)Les calculateurs parallèles sur puces (multi/manycœurs)connaissent un essor considérable depuis ledébut des années 2000. Il n’existe cependant pasd’outil permettant de générer automatiquement duConnexions réseau pour smartgrid.code réparti sur plusieurs calculateurs parallèlesà partir d’un programme de référence. Toutecomparaison entre deux architectures parallèlesest donc sujette à caution, du fait de l’interventionhumaine lors de la phase de génération de code.Afin de permettre une évaluation des architecturesparallèles la plus objective possible, le List duCEA (Laboratoire d’intégration des systèmes etdes technologies) a développé, dans le cadre duprojet Carnot CotS (Commercial off-the-Shelf),la méthodologie d’évaluation ParaDigM, baséesur l’utilisation de fragments de programmesappelés noyaux. Cette méthodologie permet deprédire en quelques jours les performances d’unprogramme écrit pour des architectures parallèles.Étalonnée à l’aide d’une application de détectionde piétons développée au List, cette méthodologies’est montrée très performante en termes deprécision puisqu’un écart entre prédiction etexécution réelle de moins de 10 % a été mesuré.L’intégration de la méthodologie ParaDigM ausein de la plateforme Systèmes embarquésdu List permettra prochainement, à sespartenaires industriels, d’accéder à un serviceavancé de benchmarking rapide et efficace.Des circuits neuromorphiques pourles nouvelles architectures de calculDévelopper des architectures de traitement dedonnées en rupture avec les systèmes classiques,à base de processeurs numériques, est l’objectifatteint par une équipe du List. En partenariatpluridisciplinaire avec le CNRS, le CEA Leti etl’université Paris-Sud, le List a démontré quedes nano-composants réalisés en technologiespost-CMoS peuvent être intégrés dans desarchitectures de calcul neuromorphiques.une démonstration des performances d’unearchitecture de calcul neuro-inspirée à base detechnologie mémoire avancée (Phase Change RAMou PCRAM) a été faite en utilisant une séquencevidéo montrant une voie d’autoroute. Sansapprentissage, le système parvient à distinguerles phénomènes répétitifs (passage de véhicules)des événements exceptionnels : apparition d’unpiéton, arrêt d’une voiture en pleine voie, etc.Cette architecture de calcul, qui compte2 millions de dispositifs synaptiques, peut êtreemployée pour le traitement d’autres donnéesnaturelles : détection de signaux chimiques,surveillance audio d’une machine industrielle…Substrat CMoS.Ces travaux se poursuivent avec la conception d’uncircuit hybride associant des composants CMoSet un dispositif synaptique à base de PCRAM.Sécurité : un exercice grandeur réelle réussipour « Descartes »Le projet Descartes 3 a permis de concevoir etdévelopper un système innovant pour la gestionde crises civiles, intégrant des outils d’analyse,de prédiction, d’aide à la décision et deformation. Il rendra à la fois possible delimiter les conséquences et d’aider auretour rapide à une situation normale.un exercice, organisé en 2012 avecles représentants des corps concernés(préfet, sapeurs-pompiers, forces de l’ordre,service de santé), a permis de montrer lesperformances du prototype réalisé.Les ingénieurs du List ont conçu et développéplusieurs modules logiciels d’analyse de situationpour l’aide à la décision et de formation par laréalité virtuelle. un outil de veille événementiellea été mis au point pour l’assistance à la veillemédia sur les événements intéressant la sécuritécivile. un deuxième outil a été conçu pourl’analyse de la situation : il s’appuie sur un outilde modélisation de l’expertise humaine par desrègles prenant en compte l’imprécision inhérenteau raisonnement humain. Enfin, un outil deformation des intervenants de terrain a été réalisé,basé sur la réalité virtuelle : il permet de simulerles conditions rencontrées en situation de crise(faible visibilité, fumées) et les contacts avecl’environnement virtuel ciblé pour la formation.2G2Elab : Laboratoire de génie électrique de Grenoble.3Projet Descartes : Lancé dans le cadre du Fonds uniqueinterministériel (FuI) et labellisé par le pôle de compétitivitéSystematic Paris Région, le projet Descartes a rassemblé la sociétéThales, le CEA et les PME : Geo212, Geoconcept et MASA Group.42 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

1 I CTECHNOLOGIES POUR L’INFORMATIONET RECHERCHES FONDAMENTALES ASSOCIÉESRECHERCHE FONDAMENTALE EN NANOSCIENCESPOUR L’INFORMATION ET POUR LA SANTÉLe CEA développe un ambitieux programme de recherche ennanosciences pour les technologies de l’information ou de la santé(TIS). L’objectif est de comprendre et de maîtriser l’organisation de lamatière aux différentes échelles, les propriétés physico-chimiques desnouveaux matériaux afin de contribuer au développement de conceptsinnovants et de ruptures technologiques pour les TIS.Nanosonde Auger utiliséepour l’analyse de surface.NANO-ÉLECTRONIQUELa miniaturisation croissante en microélectroniqueimpose la maîtrise d’un nombretoujours plus réduit d’atomes de dopant. Leséquipes de la Direction des sciences de la matièreDSM/Inac (Institut nanosciences et cryogénie)et de la Direction de la recherche technologique(DRT/Leti) à Grenoble ont démontré que cecontrôle est possible en réalisant un transistor àdeux atomes de dopant actifs aux performancesremarquables.Autre voie, l’auto-assemblage de polymèrespermet de réaliser à bas coût des structuresnanométriques mais il est difficile d’obtenir unarrangement parfait sur de « grandes » distances.En 2012, une collaboration de l’Iramis (Institutrayonnement matière de Saclay), de l’Institut dephysique théorique à Saclay, du Leti à Grenobleet de l’Université de Tel-Aviv a proposé uneméthode innovante de fabrication de structuresétendues sans défaut. La couche de copolymèresest pressée à chaud par un moule à motifsnanométriques, qui imposent des contrainteslocales et orientent les structures forméesdans le polymère.VERS UNE ÉLECTRONIQUEDE SPINL’électronique pourrait demain utiliser le momentmagnétique des électrons (spin) et non plusseulement leur charge électrique. L’injectiond’électrons polarisés en spin dans le germaniumest cependant un défi qui vient d’être relevépar une équipe de l’Inac et du Leti à Grenoble,avec l’UMR CNRS-Thales et Crocus Technology.Les propriétés de ce semi-conducteur autorisentle principe d’un contrôle électrique de l’orientationdu spin, ouvrant la voie à une électronique plusversatile et économe en énergie.Par ailleurs, une équipe de DSM Grenoble adéveloppé des outils de conception combinantla technologie CMOS et celles de mémoiresmagnétiques TAS (Thermally Assisted Switching)ou STT (Spin Transfer Torque). Un projet ERC« Proof of concept » vise en particulier à lancerune start-up pour la conception et la réalisation decomposants hybrides.CONTRÔLE DE LACOHÉRENCE QUANTIQUEDES ÉLECTRONSAu-delà d’une certaine limite dans laminiaturisation des circuits, il devient nécessairede maîtriser les propriétés quantiquesde la conduction électronique. En plaçantjudicieusement des électrodes dans uninterféromètre de Mach-Zehnder fonctionnantdans le régime de l’effet Hall quantique et enmesurant le contraste des franges obtenues,des chercheurs de la DSM Saclay ont montréqu’il est possible d’augmenter la cohérencedes électrons de conduction.DES ÉMULSIONSNANOSTRUCTURÉESUne autre illustration de la recherchefondamentale en nanosciences est fourniepar les émulsions. Une technique proposéepar une équipe de la DSM Saclay associe pourla première fois deux principes : la dispersionde particules cristallisées en milieu organique(sous forme de « gouttelettes ») et leurstabilisation dans l’eau par un enrobage avecdes particules nanométriques d’argiles.Les chercheurs ont pu complètement caractériserpar diffusion de neutrons les émulsions obtenues,ouvrant des perspectives dans la vectorisationde médicaments ou de cosmétiques.Salle de préparation d’échantillonsavant nano-caractérisation./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 43

1A 1dTECHNoLoGIES PouRLA SANTÉ ET RECHERCHESFoNDAMENTALESASSoCIÉESTemps fortsLes contractions cellulaires dévoilentleur mécaniqueGrâce à la conception d’un dispositif imitant un squelette cellulaire,une partie des lois d’organisation qui définissent l’architecture descellules a été décryptée. Les molécules motrices, les myosines, s’avèrentresponsables de la contraction sélective de certaines structuresintracellulaires formées par l’actine, protéine abondamment présentedans les cellules. Le mécanisme mis en lumière permet de comprendrecomment les forces générées à l’intérieur des cellules peuvent êtremodulées localement et de façon très précise. Ces résultats ouvrentdes perspectives pour la compréhension de dysfonctionnementsobservés dans certaines pathologies graves comme le cancer.44 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

Améliorer le délaiet la précisiondes diagnostics,contribuer auxthérapeutiquesde demain.Ce vidéomicroscope confocal équipé d’un laser UV permet d’imageren 3 dimensions et au cours du temps des échantillons biologiquesvivants, dans une configuration « nanopatternée ».Reproduire et comprendre l’évolutiondes bactéries dans un tube à essaiLes mutations du génome des bactéries sont responsables del’émergence de la multi-résistance aux antibiotiques ou d’infectionsnosocomiales. Les chercheurs ont mené la plus longue expérienced’évolution en cours dans le monde pour comprendre l’évolution desmécanismes qui contrôlent l’apparition des mutations. Ils ont séquencédes populations bactériennes cultivées depuis 1988 et analyséleur évolution sur 55 000 générations. Il s’avère que leur capacitéà produire des mutations, et donc à s’adapter, évolue en fonctionde leur environnement et de leur niveau d’adaptation. La populationest notamment devenue hyper-mutatrice après 20 000 générations.Argonaute :l’Odyssée des petits ARNNouvel éclairage sur l’épigénétique, qui étudie l’influencede l’environnement cellulaire ou physiologique sur l’expressiondes gènes. La structure et la fonction de la protéine Argonauteont été mises en lumière. Outre son rôle direct dans la traductiondes ARN messagers en protéine, Argonaute intervient aussi en amontet régule l’épissage alternatif, une étape importante de la fabricationde l’ARN messager. L’épissage alternatif joue un rôle central dansla génération de la diversité des protéines et permet l’adaptationde l’expression des gènes aux conditions extérieures./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 45

1 I dtechnologIes Pour lA sAntÉet recherches fondAmentAles AssocIÉesbIologIe structurAleLe nouveau défi de la biologie structurale consiste à obtenirune vision intégrée du fonctionnement normal et pathologiquedes cellules, et ce à partir des propriétés structuraleset fonctionnelles des molécules du Vivant.Malgré l’absence d’eau dans son environnement,la myoglobine (en rouge), enrobée d’une couchede polymères particuliers (en gris) conservesa fonctionnalité biologique.Structure de la protéine tau(maladie d’Alzheimer).Le CEA occupe une large place dans le paysagenational et européen de ce champ scientifique,notamment au sein de l’infrastructure Frisbi 1 ,sélectionnée dans le cadre du Programmed’investissements d’avenir.Des améliorations majeures ont pu être réaliséessur les plateformes de Grenoble et de Saclay,RMN et biopsies ultra-sensiblesavec par exemple l’achat de nouveauxspectromètres RMN 2 et de microscopesélectroniques à haute résolution, complétantainsi une chaîne intégrée réunissant des outilsd’exception pour l’expression, la purificationet l’analyse structurale des protéines.une technique innovante d’analyse chimique par résonance magnétique nucléaire a été testée avecsuccès pour des biopsies par une équipe de la Direction des sciences de la matière à Saclay. Le gainen sensibilité permet de réduire la quantité de tissus nécessaire d’un facteur 10 000 ! La MACS(Magic-Angle( Coil Spinning) utilise des micro-bobines tournantes et se distingue par la rotationde l’ensemble formé par l’échantillon et les détecteurs miniaturisés qui l’enserrent. Au-delà desbiopsies, elle ouvre la voie, en biologie, à l’étude d’organismes uniques comme le petit ver des sols,C. elegans, et en médecine, à celle de cellules souches uniques, ce que ne permettaient pas lestechniques actuelles.Dans le domaine de la santéLa spectroscopie RMN permet de caractériser denombreuses protéines d’intérêt, qui ne sont pasobservables par des techniques classiques debiologie structurale. Des chercheurs ont développéune nouvelle méthode de RMN pour identifier etdécrire les zones flexibles des protéines jouantun rôle crucial dans la maladie d’Alzheimeret la rougeole avec, à terme, de nouveauxespoirs thérapeutiques. La biologie structuralea d’autres retombées dans le domaine de lasanté. L’industriel Servier a participé en 2012 aufinancement d’un nouveau groupe de plateformes,dénommé PAMPS 3 , qui vise à caractériserdes récepteurs membranaires d’intérêtpharmacologique. Ces instruments pourrontaccélérer considérablement la détermination dela structure de ces nouvelles cibles. Ces dernièresne représentent pas moins de 70 % des moléculesactives présentes sur le marché du médicament.Mais non solubles, donc difficiles à caractériser,elles restent largement méconnues.1Frisbi : French Infrastructure for Integrated Structural Biology.2RMN : Résonance magnétique nucléaire.3PAMPS : Platforms Accelerating Membrane Protein Structures.46 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

Le CEA fait bénéficier le secteur de la santé des technologiesinnovantes maîtrisées en conduisant des programmes en matièred’imagerie et de recherche médicale, de génomique, de biologieà grande échelle ou d’ingénierie des protéines.Récolte de micro-organismes lors de la mission Tara oceans en prévision de l’étude des bioressources dans le cadre du projet oceanomics.Pour la connaissance du VivantLes chercheurs étudient les bases cellulaires etmoléculaires des fonctions essentielles du Vivantcomme l’expression du génome, le maintien deson intégrité, la division cellulaire ou les systèmesmembranaires. Les interactions protéine-protéinejouent un rôle clé dans les processus designalisation et la dynamique de ces systèmes.InterEvol, la première base de données qui donneaccès à l’ensemble des structures d’interfaces decomplexes protéiques connus, a été mise en placeau CEA. Combinée aux informations évolutives,elle fournit un regard original sur la conservationde ces interactions dans 18 000 interfaces.Des polymèresaux effets hydratantsPas de vie sans eau ? Ce dogme de labiologie est remis en cause par l’observationde protéines actives lorsqu’elles sontenrobées de certains polymères. En 2012,les chercheurs ont mis en évidence lescaractéristiques permettant à ces polymèresde maintenir en activité des protéines, aumême titre que l’eau. Ces résultats, obtenusgrâce à la combinaison des techniques demarquage isotopique et de diffusion deneutrons, pourraient ouvrir de nouveauxchamps d’applications dans l’industrie, enpharmacologie et en médecine.BIoLoGIE À GRANDE ÉCHELLELa génomique et toutes les autres disciplines« omiques » (protéomique, métabolomique…)permettent d’analyser de façon globale un systèmebiologique (gènes, protéines, métabolites…)d’un organisme. Les applications sont multiples,principalement pour la santé et l’agronomie. Enjuillet 2012 a démarré le projet France Génomique,coordonné par le CEA (à Évry) et financé dans lecadre du Programme d’investissements d’avenir.Il permet d’organiser le réseau national des centresde séquençage et de proposer une offre de serviceset d’expertises de pointe en génomique et enbioinformatique à la communauté scientifique etindustrielle. Le CEA est également partenaire duLabex GENMED, qui assure la coordination de projetsdans le domaine de la génomique médicale.La lecture : c’est dans les gènes ?Plusieurs études combinant les savoir-faire du CEAen génomique et en imagerie ont été menées en2012. L’une d’entre elles a révélé que des mutationsde gènes, connues pour être impliquées dans desdéficits cognitifs liés au langage, notamment ladyslexie ou la dyspraxie, sont associées à différentesactivations du réseau cérébral de la lecture. Cesrésultats, obtenus sur une centaine de sujets sains(dont certains présentaient les mutations sansavoir développé de troubles), montrent l’influencede la génétique sur le développement des réseauxcérébraux du langage et suggèrent qu’un lien existeentre les différentes pathologies et la variabilitégénétique entre individus.Signature génétique de maladies raresPour les maladies rares, compte tenu du faiblenombre de patients, comment peut-on chercherune signature génétique et envisager des pistesthérapeutiques ? Les scientifiques ont eu recoursà un modèle animal, le chien de race goldenretriever, afin de trouver des gènes impliqués dansl’ichtyose congénitale récessive, une maladie rarede la peau qui ne bénéficie d’aucun traitement.Grâce à une analyse croisée des génomesd’animaux sains ou naturellement maladeset ceux de quelques patients pour lesquelsaucune cause génétique n’était connue, leschercheurs ont trouvé une nouvelle signaturespécifique de la pathologie.La banane a livré les secrets de son génomeLa connaissance du génome des plantes peutavoir un impact conséquent dans le domainede l’agriculture. Ainsi, les chercheurs du CEA ontséquencé le génome de la banane, dont la culture,menacée par les parasites, est capitale pourla sécurité alimentaire et économique de400 millions de personnes des pays du Sud.La séquence, désormais disponible, permetd’accéder à l’ensemble des gènes de cette plante(plus de 36 000) et à leur position le long de ses11 chromosomes. Cette connaissance faciliteraconsidérablement l’identification des gènesresponsables de la résistance aux maladieset de la qualité des fruits./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 47

1 I dtechnologIes Pour lA sAntÉet recherches fondAmentAles AssocIÉesImAgerIe bIomÉdIcAleImage TEP du cerveau, les astrocytessont en rouge.Test l’aimant supraconducteur pour le projet d’IRM à 11,7 T.L’année 2012 est marquée par desdéveloppements technologiques d’enverguredans le domaine de l’imagerie biomédicale au CEA.La préparation d’un dispositif d’IRM 4 à haut champ(11,7 teslas) pour l’Homme, qui sera finalisé en2014, permettra d’accéder à des images de hauterésolution pour étudier le cerveau de façon noninvasive. L’optimisation d’une autre techniqueatraumatique, la TEP 5 , autorisant une explorationfonctionnelle des organes, constitue un autre défitechnologique qui progresse. Le décryptage dufonctionnement cérébral et des mécanismes liésaux pathologies neurodégénératives (Alzheimer,Parkinson…), aux accidents vasculaires et auxOceanomicsLauréat 2012 de l’appel à projets du Programmed’investissements d’avenir « Biotechnologieset Bioressources », le projet oceanomics,auquel le CEA participe, est le prolongementscientifique de la mission océanographiqueTara oceans. Son objectif est de promouvoirl’exploitation rationnelle et durable d’un desécosystèmes les plus importants en termesde changements écologiques globaux etde Bioressources : le plancton océanique.oceanomics s’appuiera sur des partenairesindustriels afin de transférer les nouvellestechnologies de séquençage/imagerie hautdébit à des études de cas en biomonitoringaquatique et de cribler des souches de choixpour leurs composés bioactifs.cancers du cerveau, augure d’une nouvelleère pour des approches diagnostiques etthérapeutiques inédites.Le CEA coordonne l’infrastructure NeurATRIS,contribution française au réseau européen EATRIS.Son objectif est d’accélérer le développementd’essais cliniques de biothérapies pour lesmaladies neurodégénératives, en s’appuyantsur la compréhension des mécanismesphysiopathologiques du système nerveux.Le CEA est également coordonnateur de FLI(France Life Imaging), une infrastructure nationalequi regroupe six grandes plateformes pour larecherche en imagerie préclinique et clinique,incluant l’archivage et le traitement des images.De nouveaux instrumentspour les neurosciencesL’IRM fournit une image tridimensionnelle de larépartition de l’eau dans un tissu mou grâce auxpropriétés magnétiques des protons lorsqu’ilssont soumis à un champ magnétique extérieur età une excitation électromagnétique. La résolutionde l’image s’améliore avec l’augmentation del’intensité du champ magnétique appliqué.En 2012, l’IRM à haut champ a progressé avec lamise au point de l’ensemble des méthodologiesd’acquisition, de reconstruction et de traitementsdes données pour réaliser l’imagerie de troistypes d’agents de contraste. Ces méthodologiespermettent d’atteindre des seuils de détectionsuffisants pour des applications d’imagerie àl’échelle moléculaire. Les derniers réglages ontconcerné l’automatisation des post-traitements(notamment la segmentation des tumeurs),ainsi que la prise en compte des biais de mesure(correction des inhomogénéités de champmagnétique). Les méthodologies ont été validéesin vivo chez la souris avec la détection debiomarqueurs de la vascularisation des tumeurscérébrales.Par ailleurs, les chercheurs du CEA sont parvenusà développer une nouvelle sonde moléculairepour détecter avec précision le zinc par imageriemédicale. Cette visualisation s’appuie sur laformation d’un complexe moléculaire comportantun atome de xénon dans une molécule cage quise lie aux atomes de zinc. Ce traceur, 300 foisplus sensible que ceux actuellement disponibles,s’avère prometteur pour améliorer le diagnosticdes pathologies associées à des dérégulationsdans le métabolisme de ce métal (Alzheimer,insuffisance rénale chronique…).Autre avancée 2012 au CEA : le raffinementde l’imagerie TEP. Cette technique d’imageriefonctionnelle permet d’observer chez les patientscertaines molécules d’intérêt grâce à l’injectionet à la fixation d’un traceur radioactif dont lesémissions de positons (qui se transforment enlumière) sont détectées. En 2012, les chercheursont affiné leurs méthodes d’observationin vivo de la neuro-inflammation, impliquéedans les maladies neurodégénératives, et remisen cause l’hypothèse de différentes étudescliniques en cours. La neuro-inflammation,jusqu’à présent analysée post mortem seulement,entraîne l’activation précoce de cellules du4IRM : Imagerie par résonance magnétique.5TEP : Tomographie par émission de positons.Sonde de détection du zinc pour l’imagerie : cage xénon.48 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

Maquette de l’imageur IRM à 11,7 T, actuellement en construction.IRM de diffusion.cerveau, les astrocytes et les cellules de lamicroglie, les premières pouvant avoir deseffets neuroprotecteurs et les secondes deseffets toxiques. Il est donc important d’avoir destraceurs spécifiques pour les discriminer. or, leschercheurs ont montré qu’un traceur TEP, candidatde plusieurs études cliniques et censé se fixer auxcellules microgliales, n’est pas spécifique de cesdernières et marque également les astrocytes.Décrypter le cerveau sain, vieillissant, maladeLe CEA a participé à l’élaboration du premier atlasdes connexions intracérébrales (substanceblanche) du cerveau humain. L’atlas CoNNECTa été construit à partir de la combinaison d’imagesIRM 3D de cerveaux de plus de 100 sujets vivantset sains âgés de 25 à 35 ans. L’innovationprovient à la fois de l’acquisition in vivodes données et de la combinaison d’imagesde nombreux cerveaux pour en extraire descaractères communs. En effet, l’atlas a pubénéficier d’images 3D d’un niveau inégalé deprécision grâce à de nouvelles approches IRM(notamment la microscopie par IRM de diffusion),d’acquisition de données, et de traitement del’image. Cet atlas devrait ouvrir un nouveau champen neurosciences et en médecine. Il permetdésormais d’analyser les données deneuroimagerie des connexions intracérébraleset d’étudier avec précision leur rôle dans laphysiologie et les pathologies du cerveau.L’IRM permet aussi d’observer l’impact deseffecteurs chimiques sur le cerveau, commeles agents anesthésiques. Au CEA, grâce à unsystème unique au monde d’IRM à ultra-hautchamp magnétique (17,2 teslas) dédié à l’imageriedu petit animal, les chercheurs ont observéen temps réel l’action de ces agents sur lavascularisation du cerveau. Ils ont ainsi montréque l’administration de certains anesthésiquesse traduit par une augmentation du contrasteobservé sur les images entre les tissus et lesveines, et que tous les agents ne produisentpas le même effet. Ces résultats ouvrent desperspectives pour l’évaluation de nouveauxtraitements et pour la compréhension des effetsencore mal connus de l’anesthésie générale sur lecerveau. Ils laissent également entrevoir d’autresapplications, comme l’étude des perturbations dela circulation sanguine cérébrale associées auxmaladies neurodégénératives.La technique IRM peut aussi croiser des outilsgénétiques et fournir des données épidémiologiquesspectaculaires. Par exemple, desmutations génétiques associées à la réductiondu volume de l’hippocampe, apparaissant avecl’âge et dans la maladie d’Alzheimer, ont été misesen évidence. Ces résultats ont été obtenus grâceà l’analyse des génomes et aux IRM cérébralesde 9 232 participants âgés de 56 à 84 ans, issusde cohortes européennes et nord-américaines.Les chercheurs ont repéré 46 mutations dansla séquence de l’ADN associées à une réductiondu volume de l’hippocampe et ont mis en évidencel’implication fonctionnelle de ces anomaliessur la mort cellulaire et la migration neuronale,par exemple.Partenariat avec l’industrie contre la maladied’AlzheimerLe laboratoire pharmaceutique Eli Lilly s’intéressede près à une approche de spectroscopie parRMN de diffusion, mise au point par le CEA,pour détecter in vivo les stades précoces despathologies neurodégénératives. Cet industrielvient en effet de signer un accord de collaborationpour mettre en œuvre cette méthode et évaluerde nouvelles cibles thérapeutiques pour prévenirl’évolution de la maladie d’Alzheimer. Cetteapproche originale consiste à observer le cœurmême des cellules, où la protéine tau s’agrègedès le tout début de la maladie. Tout d’abord, latechnique sera testée sur des modèles murinschez lesquels l’expression de la protéine tauest modulable à la demande. une fois validée,elle permettra d’évaluer l’efficacité de plusieursmolécules, via la mesure de l’accumulationde cette protéine sous sa forme agrégée au seindes cellules.Le stigmate cérébraldes gauchers contrariésune équipe du CEA a trouvé dans le cortexcérébral un indicateur de la latéralitémanuelle initiale des gauchers contrariés.En effet, les plis et replis du cortex recèlentdes informations spécifiques signant cettelatéralité, notamment le sillon central,qui sépare le lobe frontal (avant) dulobe pariétal (arrière). Ce sillon forme uncoude qui, dans l’hémisphère gauche, estplus bas chez les gauchers que chez lesdroitiers. Ce coude se retrouve plus baschez les gauchers contrariés également,qui gardent là une empreinte de leur vraienature. Cette découverte confirme quedes images IRM anatomiques fournissentdes données qui peuvent être corréléesà des informations comportementales oucognitives.Hémisphère gauche du cerveau. À droite, silloncentral caractéristique d’un gaucher, et à gauche,d’un droitier./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 49

1 I dtechnologIes Pour lA sAntÉet recherches fondAmentAles AssocIÉesL’IRM de diffusionLa méthode IRM de diffusion, développée au CEA, permet de dresser la carte des connexions quirelient les différentes aires cérébrales, véritables autoroutes de l’information qui transitent dans notrecerveau. Elle s’est répandue à travers le monde pour étudier et diagnostiquer les troubles neurologiques.Cette technique permet notamment d’établir en quelques minutes seulement un diagnostic pour lesaccidents vasculaires cérébraux en phase aiguë, laissant alors le temps d’une intervention pour limiterles dommages neurologiques. Elle offre aussi la possibilité de déterminer précisément l’étendue destumeurs et donc de diminuer les risques de lésions lors d’interventions chirurgicales. L’IRM de diffusionouvre de nouvelles perspectives pour étudier les maladies neurodégénératives (Alzheimer, Parkinson),les pathologies mentales (autisme, schizophrénie) et les addictions.Phénotypage : extraction d’ADN.nouVelles strAtÉgIesdIAgnostIQues et thÉrAPeutIQuesLe CEA tire parti des développements technologiqueset de l’avancée des connaissances desmécanismes biologiques pour innover dans lesdomaines du diagnostic, de la thérapie et de sonsuivi. Ses équipes travaillent notamment surles maladies neurodégénératives (Alzheimer,Parkinson, Huntington), infectieuses (sida, prion,grippe…) ou encore sur le cancer. Les chercheurss’impliquent en particulier dans le développementde nouvelles thérapies génique et cellulaire.Des stratégies innovantes pour luttercontre les maladies infectieuses, le sida en têteDans le champ des stratégies vaccinales, commentoptimiser la réponse immunitaire ? En 2012, leschercheurs ont obtenu chez l’animal la « preuvede concept 6 » de l’intérêt de cibler les cellulesdendritiques, les sentinelles de la réponseimmunitaire, pour déterminer, à volonté, le type deréponse que l’on pourrait induire par la vaccinationafin de la rendre plus efficace, plus durable etplus sûre. En ciblant, avec un même antigène, desrécepteurs distincts présents à la surface descellules dendritiques, des réponses vaccinales trèsdifférentes peuvent être obtenues. Ces travauxsont essentiels pour développer les vaccins dufutur afin de lutter contre des infections comme lesida, l’hépatite C, le paludisme ou certaines formesde tuberculose. En outre, une équipe du CEA aréussi à synthétiser un peptide capable de bloquerde manière particulièrement efficace l’entréedu virus du sida (VIH) dans les cellules. Desminiprotéines qui pourraient améliorer l’efficacitéde gels microbicides en bloquant l’entrée du virusdans les lymphocytes T (cellules du systèmeimmunitaire) ont également été conçues. Cesminiprotéines miment le récepteur CD4, quiconstitue le point d’entrée du VIH à la surfacede ces cellules. Elles peuvent ainsi « tromper »le virus et le piéger. Appelés miniCD4s, cespeptides neutralisent la transmission du viruslors de tests cellulaires in vitro. Formulés en gelsmicrobicides, ils ont été testés avec succès surun modèle primate, étape incontournable avantl’accès aux phases cliniques sur l’Homme.Comprendre les rouages du cancerL’étude de la résistance aux traitements et laformation de métastases constituent un des axesde recherche du CEA dans la lutte contre le cancer.En 2012, une protéine responsable d’une mobilitécellulaire accrue et d’une résistance à certainesthérapies anticancéreuses a été découvertedans les tumeurs mammaires. Cette protéine,dénommée CK2, joue un rôle déterminant dansla plasticité des cellules épithéliales, composantsmajeurs des tissus. Les chercheurs ont montréqu’une altération de l’activité de CK2 estdirectement liée au potentiel de transformationdes cellules épithéliales en cellules cancéreusesplus mobiles, à l’origine des métastases. Ce quifait de cette protéine une cible thérapeutiquede choix. La recherche de molécules freinantl’échappement des tumeurs aux traitements et ladissémination des cellules cancéreuses passe enpartie par le décodage des cascades biologiquesresponsables de la maladie, comme l’illustrel’exemple précédent.Syndrome de Louis-Bar : contrer le vieillissementune équipe du CEA a identifié un mécanisme du syndrome de Louis-Bar (ou ataxie télangiectasie),une maladie génétique et fatale associée à un vieillissement accéléré. Le dysfonctionnement qui aété découvert correspond à une accumulation anormale de la lamine, un constituant de l’enveloppecellulaire. L’identification de ce défaut est un progrès considérable dans la compréhension del’évolution de la maladie.Liminib stabilise les microtubules. Les microtubulessont des structures filamenteuses.Grâce à des anticorps spécifiques il est possiblede les visualiser. Ainsi, dans une même cellule, onpeut marquer les microtubules totaux en rouge etles microtubules stabilisés en vert. Contrairementaux cellules contrôles, on observe de nombreuxmicrotubules verts, stabilisés, dans les cellulestraitées par Liminib. La barre d’échelle (en blanc,photo en bas à droite) représente 10 µM.6Preuve de concept (de l’anglais Proof of concept) ou encore démonstration de faisabilité : c’est une réalisation courte ou incomplète d’une certaine méthode ou idée pour démontrer sa faisabilité.50 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

Virus HIV du sida.Préparation d’échantillons pour l’automate d’immunohistochimie.Par ailleurs, l’essor des banques moléculaires etdes méthodes de criblage à haut débit rend lestests systématiques de plus en plus performants.Ainsi, les chercheurs ont utilisé une plateforme àhaut débit robotisée pour cribler près de 30 000molécules jusqu’à ce que l’une d’entre elles, issuede la chimiothèque de l’Institut Curie, présentel’activité attendue sur les cellules tumorales etqu’elle soit sélectionnée. Appelée Liminib, cettenouvelle molécule a été identifiée comme uninhibiteur de la LIM Kinase (LIMK). Surexpriméedans les carcinomes 7 invasifs, la LIMK suscite unvif intérêt pour de nombreux laboratoires. Cettekinase est connue pour réguler la dynamique dusquelette interne de la cellule. Le Liminib bloquela mobilité des cellules et les empêche de semultiplier, par un mécanisme différent de celuidu Taxol®, un médicament anti-tumoral largementutilisé.Les tests ont été effectués in vitro, y comprissur des lignées résistantes aux chimiothérapies,et ont été complétés par une étude précliniquepilote menée chez un modèle murin. Les résultatssont encourageants : ils révèlent non seulementune bonne efficacité mais aussi une bonnetolérance de cette nouvelle molécule. À moyenterme, ces travaux pourraient donc aboutirau développement de traitements alternatifspour les patients en impasse thérapeutique.Autre résultat obtenu en 2012 dans le domainede la recherche sur le cancer : la cartographiedes leucémies à mégacaryocytes (LAM7), desformes rares de leucémies aiguës myéloïdes quiaffectent la lignée de certaines cellules sanguines(les plaquettes) et se retrouvent principalementchez l’enfant. Le syndrome de Down (trisomie21) s’avère être un précurseur de la maladie dans50 % des cas. Quelles sont les autres anomaliesgénomiques responsables du développementde la LAM7 ? Pour y répondre, des chercheursont réalisé des xénogreffes de l’Homme versla souris, qui consistent à transplanter descellules cancéreuses de patients dans des sourisimmunodéficientes pour suivre l’évolution dela maladie chez l’animal. Le séquençage dugénome des cellules leucémiques qui se sontdéveloppées chez les souris greffées a montréde nouvelles anomalies, jusque-là méconnues,qui signent la maladie. Les biologistes ont repéréplusieurs fusions anormales de gènes et ont ainsicatégorisé des sous-groupes de LAM7 présentantdifférentes fusions. Pour certaines d’entreelles, un marqueur biologique a été identifié. Lerepérage de ces marqueurs associés à chaquesous-groupe pourrait faciliter le diagnostic et lesuivi de la maladie.Thérapie génique pour les maladiesneurodégénérativesLe CEA participe au renouveau de la thérapiegénique. Cette approche thérapeutique consisteà introduire des gènes dans une cellule déficientepour relancer sa machinerie. Ces gènes sontconduits au cœur de la cellule grâce à des virusmodifiés qui jouent le rôle de vecteurs. Au CEA,les travaux menés par les chercheurs en 2012s’avèrent particulièrement prometteurs pour deuxpathologies neurodégénératives : les maladies deParkinson et de Huntington.La maladie de Parkinson, qui touche 6,3 millionsde personnes dans le monde, se caractérise pardes tremblements, une rigidité des membres etune difficulté à se déplacer. Ces symptômesapparaissent petit à petit, suite à ladégénérescence progressive de neurones chargésde produire la dopamine, un neurotransmetteurindispensable au contrôle des mouvements. Lesscientifiques, en collaboration avec la firmepharmaceutique oxford BioMedica, ont testé avecsuccès sur un modèle primate l’introduction dansle cerveau de trois gènes indispensables à laproduction de dopamine, afin de transformer lesneurones sains en usine de neurotransmetteurs.Les cellules modifiées par un rétrovirus inoffensifont été implantées au centre du cerveau, dans larégion du striatum. un essai clinique sur 15 patientsaffiche des premiers résultats très encourageants.Tout d’abord, les patients tolèrent bien l’injection.Ensuite, plus la dose de virus, et donc de gènes,est importante, plus l’amélioration de la motricitésemble nette. Chez l’un d’entre eux, uneprogression de 61 % a même été observée.Autre champ d’investigation pour la thérapiegénique : la maladie de Huntington. Cettepathologie neurodégénérative héréditaire rareet fatale est aujourd’hui encore incurable. Lespatients atteints, au nombre de 10 000 en France,souffrent d’une perte de neurones dans desrégions bien spécifiques du cerveau entraînantdes troubles de l’équilibre, de l’élocution, de lamémoire, ainsi que des désordres psychiques. Leschercheurs du CEA ont démarré en 2012 un projetayant pour objectif de ralentir le développementde la maladie. Il s’agit d’injecter localement unvecteur contenant le gène codant pour la protéineCNTF, qui favorise la croissance et la surviedes neurones. Ces vecteurs pénètrent dans lescellules nerveuses, de façon à ce que le gène soitincorporé dans l’ADN de la cellule hôte. Le CNTFest ainsi constamment produit par l’organismelui-même. Cette approche, testée sur un modèleanimal avec un vecteur viral de recherche,s’est révélée encourageante. En collaborationavec le Généthon, des vecteurs viraux à usageclinique, dont le mode de production respectetoutes les contraintes réglementaires liées àla fabrication d’un médicament, seront testéssur des modèles murin et primate. Les premiersrésultats précliniques sont attendus en 2014.Après la démonstration de son innocuité lors detests réglementaires, le vecteur le plus efficacesera ensuite évalué à l’hôpital Henri Mondor chezun groupe de patients atteints de la maladie deHuntington.7Carcinomes : tumeurs cancéreuses épithéliales ou glandulaires./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 51

1ETRÈS GRAnDES InFRASTRUCTURESDE RECHERCHE ET RECHERCHESFOnDAmEnTALESASSOCIéESlEs Très grandEs InfrasTrucTurEsdE rEchErchE (TgIr)La recherche fondamentale en sciences de la matière, en astrophysique ou dans les sciences du climatrequiert l’accès à de très grands instruments scientifiques, qui sont conçus et exploités dans le cadrede collaborations nationales ou internationales. À la demande de l’état, le CEA représente la France,au côté de ses partenaires académiques, dans les instances de pilotage de ces Très grandesinfrastructures de recherche (TGIR).52 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

Participerà la conception,la réalisationet l’exploitationdes TGIR.La découverte du boson de Higgs au LHC a marqué l’année 2012dans le domaine de la physique des particules.Ganil et Spiral2Les accélérateurs du Ganil ont fonctionné quatremois et demi, soit 2 865 heures de faisceaux.Le décret autorisant la création de la phase 1de Spiral2 est paru le 8 mai 2012. La constructiondes lots de la phase 1, qui inclut notammentles bâtiments accélérateur et les salles S3(Super Séparateur Spectromètre) et nFS(neutrons For Science), devrait se terminermi-2013. Les premiers éléments de la lignede basse énergie de l’accélérateur Spiral2,testés hors du Ganil, y ont été installés.Genci – PraceLe Très grand centre de calcul (TGCC) du CEA,jouxtant le site de Bruyères-le-Châtel, accueille lamachine européenne de puissance petaflopiqueCurie, acquise par Genci (Grand équipement nationalde calcul intensif), dans le cadre du partenariateuropéen Prace (Partnership for AdvancedComputing in Europe). Ce supercalculateur, conçupar Bull et exploité par les équipes du TGCC,est constitué de plusieurs dizaines de milliersde cœurs de calcul, reliés entre eux par un réseaud’interconnexions spécialisé. Sa capacité de 2petaflops en fait une des machines européennesles plus puissantes accessible aux scientifiqueseuropéens à la pointe en simulation numérique.L’allocation Prace de 12 millions d’heures sur Curieobtenue par l’IRFm a permis d’étudier le transportd’impuretés lourdes telles que le tungstène dans leplasma de fusion (voir p. 26-27). Ces phénomènes,s’ils sont mal maîtrisés, peuvent en effetcompromettre les performances d’ITER.Maison de la SimulationEn 2012, les chercheurs, ingénieurs etdoctorants de la maison de la Simulationse sont installés dans le bâtiment Digiteode Saclay. Le cluster de calcul Poincaré,acheté dans le cadre du projet Equip@meso,a été mis en service. Il est utilisé pour laformation, le développement et le test descodes de calcul qui s’exécuteront sur lessupercalculateurs des centres nationaux eteuropéens Prace. Des travaux de recherchese développent notamment sur l’utilisationdes GPU (Graphics(Processing Unit) et dansles domaines de la fusion et de l’algèbrelinéaire./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 53

1 I ETrès grandEs InfrasTrucTurEs dE rEchErchEET rEchErchEs fondamEnTalEs assocIéEsrEchErchEs fondamEnTalEsassocIéEsLe CEA conduit une recherche fondamentale d’excellencegrâce à de très grands outils pour la physique tels queles détecteurs de particules, l’instrumentation spatiale,les accélérateurs et les lasers.modèle de vol de l’imageur mIRIm pour le JWSTen cours d’intégration.RECHERCHE SUR LES LOISFOnDAmEnTALESDE L’UnIVERSCe programme, développé par l’Irfu (Institut derecherches sur les lois fondamentales de l’Univers)à Saclay, a pour objectif de faire progresser lesconnaissances sur les lois fondamentales de lanature et l’organisation de la matière, depuis leséchelles subatomiques jusqu’aux grandes structuresde l’Univers. Pour ce faire, les équipes du CEAtravaillent au sein de collaborations internationalesau meilleur niveau en développant des instrumentsde haute technologie auprès des très grandesinfrastructures de recherche et des grandsobservatoires terrestres et spatiaux.Les constituants élémentaires de l’UniversL’année 2012 est marquée par la découverte auLHC d’un boson de masse 126 GeV compatible avecle boson de Higgs. Pour la physique, il s’agit d’unedécouverte majeure, dans laquelle l’Irfu a jouéun rôle de premier plan avec sa contribution auxanalyses d’Atlas et de CmS et sa participation,de 1990 à 2009, à la construction de l’accélérateuret de grands détecteurs.Durant l’arrêt de deux ans prévu pour que lamachine accède à son énergie nominale de14 TeV, les physiciens vont continuer leurs analysessur le boson de Higgs, la théorie électrofaibleet le quark top, qui permettront de testerde nouvelles théories.2012 a été une année riche pour la physiquedes neutrinos, ces particules dont les oscillationspeuvent être reliées à l’asymétrie entre matièreet anti-matière dans l’Univers.Les collaborations internationales auxquellesparticipe l’Irfu, Double Chooz dans les Ardenneset T2K au Japon, ont mesuré de manièrecomplémentaire les oscillations des neutrinos,avec des probabilités d’erreur de l’ordre de 0,1 %.Cette précision sera améliorée pour Double Chooz,à partir de 2013, grâce au nouveau détecteurplacé près du réacteur nucléaire. L’Irfu assure lacoordination technique du projet. L’expérience T2K,qui avait été arrêtée suite au tremblement de terredu 11 mars 2011 au Japon, a pu redémarrer en2012 et continue de prendre des données.Par ailleurs, le déficit de 6 % des antineutrinosproduits par les réacteurs nucléaires (par rapportaux modèles) pourrait s’expliquer par l’existenced’un quatrième neutrino, dit stérile, qui ne seraitsensible qu’à la gravitation. Une équipe de l’Irfupropose de tester cette hypothèse avec une sourceradioactive de cérium 144 placée dans un granddétecteur au Japon. En parallèle, l’expériencenucifer, installée en 2012 près du cœur du réacteurd’Osiris, à Saclay, pourrait apporter des premierséléments sur cette question dès 2013.À noter pour 2012 :Quel contenu énergétique pour l’Univers ?La compréhension de l’énergie noire et de la matièrenoire est un des enjeux principaux de la physique.La mission spatiale Euclid initiée par l’Irfu etconsacrée à l’étude de l’énigmatique énergie noirea été acceptée en juin 2012 par l’ESA. Ce sera, audébut des années 2020, l’outil principal de l’étudede l’Univers sombre.L’expérience BOSS a développé une nouvelletechnique pour explorer l’histoire de l’Universen utilisant des quasars comme « phares »lointains. Elle a observé en novembre 2012, pourla première fois, la décélération de l’expansion del’Univers lorsqu’il n’était âgé que de trois milliardsd’années. En 2012, le CEA et le CnRS ont signéla « Declaration of Intent » pour la phase de préconstructiond’un nouveau réseau de télescopesappelé CTA (Cherenkov Telescope Array, consortiuminternational impliquant 34 instituts de 14 pays).• à l’ESRF, le hall expérimental a été agrandi et un « Science building » a été construit ;• à l’ILL, quatre nouveaux instruments ont été mis en service en 2012 ;• une convention CEA-CNRS fixant les contributions des deux organismes à la réalisationd’instrumentation neutronique au Laboratoire Léon Brillouin (LLB/Orphée) a été signée. Cestravaux se placent dans le cadre de l’accord franco-suédois pour préparer l’utilisation de la futuresource de neutrons ESS (European Spallation Source), à Lund (Suède) ;• le bâtiment Nanoscopium de Soleil a été achevé. Il abritera une ligne de lumière spécialisée dansl’analyse de cellules, tissus et systèmes géobiologiques, par des techniques de pointe de nanoimageriepar rayons X durs ;• le premier prototype de cryomodule d’XFEL a été livré à DESY (Allemagne).54 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

La chambre d’expériences du LmJ en cours d’installation.Formation des structures dans l’UniversEn 2012, le télescope spatial Herschel a permis desdécouvertes qui ont révolutionné la compréhensionde la naissance des étoiles et de l’évolution desgalaxies. L’Irfu a assuré la direction de plusieursde ces programmes. Il a assuré la maîtrise d’œuvrede l’imageur mIRIm (mid-InfraRed Imager), livréà la nasa en 2012. Il s’agit d’un élément clé del’instrument mIRI (mid-InfraRed Instrument), quia obtenu la coordination d’un large programmede recherche d’exoplanètes, il équipera, dans lesdomaines visible et infrarouge, l’observatoire spatialJWST (James Webb Space Telescope). Ce successeurd’Hubble Space Telescope sera mis en orbite en2018. Par ailleurs, l’Observatoire européen austral(ESO) a donné en 2012 son accord pour le projetde télescope E-ELT (European-Extremely LargeTelescope) pour les années 2020. L’E-ELT opéreradans le visible et l’infrarouge avec un miroir primairede près de 40 mètres de diamètre. L’Irfu participeraà la construction d’un spectromètre imageurinfrarouge (mETIS, mid-infrared E-ELT Imagerand Spectrograph).Matière nucléaireLe rayonnement X de fluorescence entre les deuxcouches électroniques les plus profondes del’élément de numéro atomique 120, a été observéau Ganil, ouvrant ainsi la voie à la caractérisationd’éventuels îlots de stabilité des éléments superlourds.Après les ions de gallium, des ions de zinc(Zn + ) ont été extraits pour la première fois auGanil grâce à des lasers. Cette technique en coursd’optimisation conduira à la production de faisceauxd’ions d’une grande pureté dans Spiral2.Autre avancée scientifique, la théorie prévoit quedes noyaux radioactifs « implantés » dans unmatériau supraconducteur voient leur durée de vieallongée ou raccourcie, mais selon une expérienceréalisée au Ganil, ce changement est bien plusfaible que prévu. Dans le domaine de la structuredu nucléon (proton ou neutron), le détecteur Cameraconstruit par l’Irfu a été mis en place au Cern fin2012 pour l’expérience Compass (COmmon muonProton Apparatus for Structure and Spectroscopy).Il permettra l’étude de la distribution spatiale desconstituants des nucléons par la diffusion Comptonvirtuelle.LASERSLes lasers femtosecondeLes lasers couvrent un large domaine d’applicationsdepuis la chimie et la biologie jusqu’à la physiquedes champs forts et la fusion par confinementinertiel.Les lasers femtoseconde (10 -15 s) se prêtent enparticulier à l’étude de l’aimantation de matériauxstructurés à l’échelle nanométrique. Les étudesmenées à l’Iramis ont permis de mieux comprendrela dynamique de spin, ouvrant ainsi la voie à laréalisation de dispositifs magnétiques ultra-rapides.Une équipe de l’Iramis a ainsi réussi à produiredes impulsions laser ultra-brèves uniques età les caractériser à l’échelle de l’attoseconde(10 -18 s). Cette maîtrise permettra de réaliserdes expériences de type pompe-sonde à cetteéchelle de temps et d’explorer la dynamique desélectrons au sein des atomes et des molécules.Sur ces thématiques, le projet d’Equipex ATTOLab,coordonné par le CEA, a été labellisé en 2012.Conformation d’une première couche sphériquede deutérium solide à – 253 °CLa conformation d’une première couche sphériquede deutérium solide à -253 °C sur la surfaceinterne d’un microballon plastique (CH), placéau centre de la cavité d’un prototype de la cibleà gain pour le laser mégajoule (LmJ), a été menéeà bien à Valduc. Cette cible d’étude, conforméeà température cryogénique, préfigure de ce quesera la cible à gain du LmJ avec les spécificationsrequises. Ce résultat est le fruit de huit annéesde recherches en thermique, en science desmatériaux, en cryogénie et en optique.Collaborations sur le laser OmegaDes chercheurs de la Direction des applicationsmilitaires et de la Direction des sciencesde la matière ont participé, avec une équipedu massachusetts Institute of Technology,à une expérience sur le laser de puissanceOmega à Rochester (Etats-Unis), sur desimplosions de capsules de tritium.Dans le cadre des futures expériences sur le lasermégajoule, la connaissance précise des réactionsde fusion tritium - tritium est importante pourl’interprétation des spectres neutroniques descibles de fusion par confinement inertiel.Ces résultats intéressent également la DSm pourla compréhension de la nucléosynthèse au seindes étoiles. Le spectromètre neutrons Demin(Détecteur micromegas neutrons) conçu par la DAmet la DSm, basé sur la technique du temps de volet composé de 160 voies d’acquisition, a produitdes résultats prometteurs sur l’ensemble de laplage en énergie d’intérêt pour les expériences.En parallèle, un diagnostic d’activation et undiagnostic de mesure du bang time basé sur desdétecteurs rapides diamant CVD ont été activés./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 / 55

1 I ETrès grandes infrastructures de rechercheet recherches fondamentales associéesLe film réalisé par les équipes de l’Irfu « L’Univers Recalculé » a été projeté à la Conférence SuperComputing 2012, la plus importante manifestation dans le domainedu calcul haute performance. Il donne à voir aux scientifiques comme au grand public les résultats de simulations numériques dans différents domaines de rechercheen physique.Accélérateurset aimantsL’Irfu possède des compétences internationalementreconnues dans la conception de cavités etd’aimants supraconducteurs, de cryogénérateurset leurs instrumentations associées. L’expertiseacquise intéresse de nombreux domainesd’applications et permet d’accompagner desindustriels français sur de grands projetsinternationaux.Pour le projet de tokamak japonais pour la fusionJT-60SA, un cryostat de 70 tonnes, de 11,50 m delong et 7,50 m de large a été livré à Saclay. Cetteimposante pièce est destinée à caractériser les18 aimants supraconducteurs qui équiperont cetokamak, dont le premier plasma est prévu en 2019.Dans le domaine des accélérateurs, 2012 a étémarqué par le démarrage du contrat industrield’intégration des 103 cryomodules du Linac d’XFEL(projet allemand de source de lumière) à Saclay.Le transfert de la production du CEA à l’entreprisea débuté fin 2012 et la montée en puissance de laligne d’intégration se poursuivra en 2013.Concernant la fusion nucléaire (voir p. 26-27), unepuissance record a été atteinte pour l’injecteurde deutons de l’accélérateur d’Ifmif-Eveda, uneinstallation qui sera consacrée au test de matériaux.Un exploit pour un tel faisceau. L’injecteur doitêtre transféré sur le site de Rokasho au Japon,début 2013.Quant à l’accélérateur Spiral2 du Ganil, soninjecteur d’ions légers a été conçu et réalisépar les équipes de l’Irfu. Assemblé à Saclay, il afourni jusqu’à 5 mA de faisceaux de protons et dedeutons en mode continu ou pulsé et a ensuiteété livré au Ganil.Les Très grandes infrastructures de recherche (TGIR)Sources de neutrons• Orphée-Laboratoire Léon Brillouin (LLB) Saclay www-llb.cea.fr• Institut Laue-Langevin (ILL) Infrastructure européenne à Grenoble www.ill.euSources de lumière• Synchrotron Soleil St Aubin, près de Saclay www.synchrotron-soleil.fr• ESRF Infrastructure européenne à Grenoble www.esrf.eu• X-Fel Infrastructure européenne en construction à Hambourg (Allemagne) www.xfel.euPhysique nucléaire et des hautes énergies• Ganil & Spiral 2 Caen www.ganil-spiral2.eu• Cern/LHC Infrastructure mondiale près de Genève www.lhc-france.fr• Fair Infrastructure européenne à Darmstadt (Allemagne) www.gsi.de/fair/index_e.htmlEnvironnement• ICOS Infrastructure européenne sous forme de réseau en cours de constitution www.icos-infrastructure.eu (voir p. 28)Calcul intensif• Genci Grand équipement national de calcul intensif www.genci.fr• Prace Infrastructure européenne de supercalculateurs www.prace-ri.eu56 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 1 /

partie2l’ouverture du Cea2 / Al’évaluatIon sCIentIFIquep.582 / BenseIgnement et FormatIonp.592 / Cl’InnovatIon du Ceaau servICe des entreprIsesp.602 / Dl’aCCompagnementÀ la valorIsatIonp.612 / EprIX et dIstInCtIons2012p.62/63/ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 2 / 57

2 I A L’ouverturedu CEAL’évaluationscientifiqueMembres du Conseil scientifique du CEA à Cadarache en novembre 2012.Pour faire évoluer sa stratégie, le CEA s’appuie sur les résultats des évaluations effectuées par son Conseilscientifique, instance statutaire et son Visiting Committee, comité d’experts internationaux, ainsi que surles résultats des évaluations des instituts ou départements du CEA effectuées par l’Agence d’évaluationde la recherche et de l’enseignement supérieur (AERES) en phase avec les vagues géographiques decontractualisation avec les ministères.évaluation du Centrede Cadarache parle Conseil ScientifiqueEn novembre 2012, le Conseil scientifique du CEAs’est réuni pour évaluer les activités de recherchedu centre CEA de Cadarache. Présidé par le Hautcommissaireà l’énergie atomique, Yves Bréchet,le Conseil scientifique comprend 2/3 d’expertsCEA représentant les pôles et les organisationssyndicales et 1/3 d’experts extérieurs (voir photo).Une journée était consacrée aux visitesd’installations permettant ainsi au Conseilscientifique de rencontrer les acteurs deslaboratoires et de se familiariser avec lesplateformes expérimentales (Eole, Minerve, LecaStar, Hall Na, Tore Supra, Plateforme solaire,HélioBiotec). Une seconde journée comprenait desexposés portant sur les thématiques scientifiquesdéveloppées à Cadarache telles que la fission, lafusion et les énergies renouvelables. Une séanceposters a également permis aux membres duConseil scientifique de rencontrer une dizaine dejeunes chercheurs.À l’issue de ces journées, le Haut-commissaireà l’énergie atomique a fait part de la grandesatisfaction du Conseil scientifique concernantla qualité des installations et des équipesscientifiques présentes sur le centre de Cadarache.Il a souligné le rôle clé joué par ce Centre,notamment dans les secteurs de l’énergiebas carbone et de l’efficacité énergétique encollaboration avec les partenaires régionaux,nationaux et internationaux.évaluation de l’imageriein vivo par le VisitingCommitteeLe Visiting Committee du CEA est une instanceconsultative composée d’experts internationauxreconnus dans la communauté scientifique. Ilse réunit à la demande du Haut-commissaireà l’énergie atomique autour d’une thématiquescientifique transversale majeure.En mars 2012, le Visiting Committee du CEA s’estréuni pour analyser la thématique de l’« imageriein vivo : de la recherche fondamentale auxapplications biomédicales ». Au fil des exposés,les experts du Comité se sont vu présenter lesprincipales plateformes biomédicales du CEA :le SHFJ à Orsay, MIRCen à Fontenay-aux-Roses,NeuroSpin à Saclay et Clinatec à Grenoble.La visite des installations de la région parisiennea été l’occasion de détailler les recherches et leursfinalités médicales ou cognitives.À l’issue de trois journées d’exposés et devisites, les experts du Visiting Committee ontdéclaré avoir été impressionnés par la qualité desinstallations et des recherches présentées. Ils ontnotamment soulignés que les initiatives MIRCen etNeuroSpin étaient au meilleur niveau mondial etapparaissaient bien intégrées dans l’écosystèmede recherche de la région parisienne et del’Europe. De plus, NeuroSpin a établi des liensavec le nouvel Institut Hospitalo-Universitaire(IHU) dédié aux neurosciences. De nombreusessynergies et une fertilisation croisée est attenduecomme résultat de telles interactions.évaluations par l’AERESEn 2012, l’AERES a procédé à l’évaluationdes unités de la vague C dont aucune équipedu CEA ne relève.58 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 2 /

2 I B L’ouverturedu CEAEnseignement et formationPar ses programmes d’enseignement et de formation, l’Institut national dessciences et techniques nucléaires (INSTN) contribue à transmettre les savoirset savoir-faire développés par le CEA et ses partenaires industriels. L’INSTNs’inscrit pleinement dans la dynamique des évolutions en cours, telles que laconstruction de l’université Paris-Saclay ou d’autres initiatives régionales.Formations initialeset par alternanceDans les domaines des sciences nucléaires et del’industrie, l’INSTN développe des programmesdiplômants et qualifiants au plus près desbesoins du monde économique. Pour ce faire,l’Institut travaille notamment à la constructionde référentiels emplois et activités-compétences.C’est le cas pour la spécialisation d’ingénieur engénie atomique dont le dossier a été transmisà la Commission des titres d’ingénieur ennovembre 2012. Cette même approche guide lacréation de parcours de qualification et de titresprofessionnels en radioprotection.Par ailleurs, l’INSTN est cohabilité depuis 2012dans deux licences professionnelles, 3D etAgedden, dédiées aux métiers de l’assainissementet du démantèlement.S’agissant des formations par alternance, l’INSTNa poursuivi sa démarche de contractualisation deconventions avec ses partenaires académiques.Il a également consolidé ses liens avec les centresde formation d’apprentis du réseau FormaSupen régions PACA, Isère-Drôme-Ardèche,Languedoc-Roussillon.1 ENEN : European Nuclear Education Network2 STEG-ER : Société tunisienne de l’électricité et du gaz - Énergies renouvelables3 ANME : Agence nationale pour la maîtrise de l’énergie4 ADEME : Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergiePromotion 2012-2013 de la spécialisation d’ingénieur en génie atomique.Formation continueinterentreprisesEn 2012, l’INSTN a organisé 630 sessionsréunissant plus de 7 000 participants. Prèsde 31 000 jours stagiaires ont été réalisés,partagés entre les programmes « sciencesnucléaires et énergie » et « nucléaire de santéet radioprotection ». La part des formationsnucléaires atteint 92 % des jours stagiaires.L’offre de l’INSTN s’est enrichie de nouvellesformations, notamment sur la sûreté, laradioprotection, le transport de matièresradioactives, les énergies renouvelables etdurables, la médecine nucléaire et l’imageriemoléculaire.Formation sur les transports de produitsradioactifs.Ouverture internationaleAvec un effectif de 70 étudiants dont 40 étrangers,le master Nuclear Energy continue sur sa lancée,à l’instar d’autres masters enseignés en anglais,tels que MANUEN (Materials science for NuclearEnergy) et EMINE (European Master in Innovationand Nuclear Energy).L’INSTN contribue à la conception du cycleingénieur de l’IFCEN, Institut franco-chinois del’énergie nucléaire qui a vocation à former chaqueannée 100 ingénieurs chinois en génie atomique.86 doctorants et jeunes chercheurs, parmilesquels 30 étrangers, ont suivi l’édition 2012de l’International School in Nuclear Engineeringdorénavant composée de six modules d’une semaine.Outre les sessions internationales réaliséesen partenariat avec ENEN 1 , soulignons laréalisation de formations continues sur mesurepour EDF Chine (ingénierie nucléaire), pourl’I2EN à destination de l’AIEA (Leadership andManagement for Nuclear Power Programmes),pour la STEG-ER2 2 et l’ANME 3 (Tunisie) avecle soutien de l’Ademe 4 (projets énergiesrenouvelables et production électrique)./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 2 / 59

2 i c L’ouverturedu ceaL’innovation du cea au service des entreprisespour la seconde année consécutive, le Cea est classé parmi le Top 100 Global Innovators, un classementqui identifie les organisations les plus innovantes à travers le monde, basé sur l’analyse de brevets etréalisé chaque année par la société thomson reuters, spécialiste de l’information économique et financière.Ce résultat illustre la politique volontariste mise en place au Cea depuis plusieurs années pour encouragerles chercheurs à protéger leurs résultats.en effet, la position du Cea se confirme en2012 en restant 1 er déposant des organismesde recherche français et 2 nd au palmarès InpI2012 1 . la dynamique se poursuit même en2012 puisque le Cea a déposé 701 brevetsprioritaires qui viennent renforcer unportefeuille comptant désormais de l’ordrede 4 700 familles de brevets actives.le Cea joue un rôle clé dans le transfert detechnologie en France puisqu’il réunit en son seindes chercheurs, des ingénieurs et des techniciensspécialisés en recherche fondamentale ou enrecherche technologique. tous travaillent dansune même dynamique, orientée prioritairementsur des domaines stratégiques bien identifiés :l’énergie, les technologies pour l’informationet la santé, la défense et la sécurité.l’important portefeuille de brevets constituédémontre la capacité de l’organisme à proposeraux entreprises une recherche innovante etsécurisée. les portefeuilles de brevets sont eneffet exploités principalement à travers desactions de transferts technologiques vers lemonde industriel, notamment dans le cadre decontrats de collaboration au sein desquels cecapital de propriété intellectuelle est engagé.en 2012, l’ensemble des contrats du Cea avecle monde industriel, de l’enseignement etde la recherche, a représenté un portefeuillede plus de 2 000 accords qui ont contribuédirectement ou indirectement à la création del’ordre de 865 M€ de recettes externes au Cea.les brevets peuvent également jouer unrôle essentiel dans la création d’entreprisesinnovantes. À ce jour, ce sont près de160 sociétés innovantes basées sur destechnologies ou des savoir-faire du Cea quiont été créées. en 2012, ce sont 9 entreprisesqui ont été créées à partir du Cea.par ailleurs, pour intensifier son action detransfert de technologies auprès du mondeindustriel, il est à noter que l’état a confié auCea la mission de développer dès 2013 troisnouvelles plateformes régionales (nantes,toulouse et Bordeaux). l’objectif est de démontrerque l’exemple réussi de l’écosystème grenobloisdans lequel le Cea a joué le rôle de moteurd’innovation peut être reproduit sur d’autressites au bénéfice des industriels locaux.psa peugeot CitroënCeagroupe groupe safran safrangroupe groupe l’oréal l’oréal saCnrs Cnrsgroupe groupe valeo valeoeads (incluant (incluant airbus) airbus)groupe groupe renault renaultrobert robert Bosch Bosch gmBH gmBHgeneral general electric electric Company Companythales thalesgroupe groupe stmicroelectronicsstmicroelectronicsgroupe groupe France France télécom télécommichelin michelinair liquide liquidegroupe groupe saint-gobainsaint-gobainIFp énergies énergies nouvelles nouvellesgroupe groupe seBgroupe groupe arkema arkema1 4001 2001 0008006004002000enfin, notons que le Cea met en œuvre unepolitique d’intelligence stratégique globalequi intègre tant les aspects veille, norme…que marketing. par exemple, le Cea est dotéd’un service marketing stratégique. la missionprincipale de ses unités consiste à aiderles laboratoires du Cea, à optimiser leurstransferts de technologie, en s’appuyant,entre autres, sur la réalisation d’études demarché, d’analyses bibliométriques et derapports de veille technico-économique.2012 est dans ce domaine égalementune année de performance :56 études marketing ont été réalisées.Classement des déposants auprès de l’INPI selon le nombre de demandes de brevets publiées en 20121 348566 556 459 414 393 377 341 334 275 273 255 241 182 171 151 147 111 1081 publié par l’InpI, le classement 2012 distingue lesprincipaux déposants de brevets en France, selon le nombrede brevets publiés en 2011/2012, ayant été déposésentre le 1 er juillet 2009/2010 et le 30 juin 2010/2011.60 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 2 /

2 I D L’ouverturedu CEAL’accompagnementà la valorisationPoste de chimie.CEA Investissement est une société de droit privéau capital de 27 M€, filiale à 100 % du CEA. Elleaccompagne stratégiquement et financièrement lavalorisation de technologies du CEA par la créationet le développement d’entreprises. Elle finance encapital la création et le lancement de ces sociétés(amorçage) pour les amener sur le marché etles rendre attractives pour les investisseursfinanciers. Ces investissements génèrent desretours significatifs pour le CEA au travers desredevances de licences de propriété industrielle,des collaborations de R&D et des plus-valuessur le capital investi. Créée par le CEA en 1999sous le nom de CEA Valorisation avec un doublemétier, la filiale s’est recentrée sur son métierd’investisseur en 2009 en filialisant son activitéde commercialisation de portefeuilles de brevetssous le nom d’Avenium Consulting pour devenirCEA Investissement.CEA Investissement a par ailleurs étél’investisseur en amorçage le plus actif de Francesans discontinuer depuis 2009. La filiale est baséeau sein des centres CEA de Saclay et de Grenoble.En 2012, CEA Investissement a consacré unegrande partie de ses efforts au montage de sonnouveau fonds ATI, pour Amorçage technologiqueinvestissement, auquel se sont associés différentspartenaires institutionnels et industriels encomplément du CEA. Après une phase detransition dans l’attente de la mise en placede ce nouveau dispositif, qui devrait êtreopérationnel dans la première moitié de 2013,l’activité d’investissement de la société s’estrelancée avec au total six nouvelles participationsen amorçage, douze en co-fondateur et troiscessions de participations.www.cea-investissement.comAvenium Consulting, filiale majoritaire de CEAInvestissement, est une société de conseilen stratégie et management de la propriétéindustrielle et commercialisation de droitspour le compte de tiers (licensing).Pour ses clients (Grands groupes industriels,PME / ETI, start-up, universités, centres derecherche, pôles de compétitivité), la propriétéindustrielle est un actif fondamental à développer,protéger, valoriser. Établir une stratégie depropriété industrielle alignée avec leur stratégieglobale est pour eux un enjeu majeur. Avenium lesaccompagne et les conseille dans cette démarche,tirant sa spécificité de son équipe qui associeexpertise scientifique, compétence stratégiqueet économique, connaissance de la propriétéindustrielle et savoir-faire en valorisation.Cette équipe est également pluridisciplinaire :NTIC, matériaux, chimie, nouvelles énergies,environnement, technologie pour la santé,biotechnologies et agroalimentaire.En 2012, Avenium a confirmé la pertinence deson positionnement par un deuxième exercicebénéficiaire malgré un contexte économiqueparticulièrement difficile pour les sociétés deconseil. Avenium conforte ainsi sa place d’acteurde référence en management et stratégie depropriété industrielle notamment dans le domainede l’énergie avec un nouveau partenariat avec lasociété européenne Kic InnoEnergy.www.avenium-consulting.com/ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 2 / 61

2 I E L’OUVERTUREDU CEAPRIX ET DISTINCTIONS 2012PRIX• Vincent Artero (DSV/iRTSV) a reçu le Grand PrixMergier-Bourdeix 2011 de l’Académie dessciences, pour ses recherches fondamentales àl’interface entre la chimie et la biologie. Il aélaboré une approche originale et efficace decatalyse bio-inspirée qui ouvre la voie audéveloppement technologique de nouveauxsystèmes catalytiques moléculaires sans platine,utilisables pour les piles à combustible et laproduction d’hydrogène.• Fanny Balbaud-Célérier, chef du Laboratoired’étude de la corrosion non aqueuse (DEN/DANS/DPC), est lauréate des Prix Montgolfier dans lacatégorie « Arts chimiques ».• Lauréline Barbie (DEN/CAD/DEC/SESC) a obtenule prix de thèse « jeune chercheur » à la dernièreconférence Engineering ComputationalTechnology pour ses travaux sur ledéveloppement d’une méthode appelée « LocalDefect Correction » qui consiste à extraire dumaillage initial la zone de localisation d’intérêtafin de calculer les grandeurs mécaniquespertinentes sur des maillages de plus en plus fins.• Pour la 6 e édition des bourses L’Oréal France- Unesco - Académie des sciences « Pour lesfemmes et la science », 25 jeunes femmes,doctorantes en science, viennent d’être primées.Parmi elles :- Julie Bensimon (DSV/IRCM) étudie les effetsde l’irradiation sur le cancer du sein. Elle a ainsipu mettre en évidence l’existence d’un très petitnombre de cellules résistant au traitement et quiserait à l’origine de la récidive. Appelées« Cellules Souches Cancéreuses » (CSCs), cescellules transmettraient à leur descendance uneinstabilité génétique acquise au cours del’irradiation.- Céline Bland (DSV/iBEB) cherche à améliorerl’annotation des génomes permettant de prédirela position et la fonction des gènes. Pour cela,elle développe des outils de protéogénomique,qui consistent à intégrer au niveau del’annotation du génome des données collectéessur les protéines.- Aurélie Lefrançois (DSM/Inac) travaille sur lasynthèse de nanocristaux semi-conducteurs sansmétal toxique optimisés pour le photovoltaïque- Françoise Rémus (DSM/Irfu) étudie ladissipation des effets de marée dans les noyauxsolides des planètes géantes.• Le Prix de physique Jacques Herbrand a étédécerné à Patrice Bertet (DSM/Iramis), pour sestravaux sur la physique des bits quantiques.• L’American Nuclear Society a décerné àMatteo Bucci (DEN/DANS/DM2S/STMF) le prixdu meilleur article 2012 de thermohydraulique,article ayant pour sujet la condensation enprésence de gaz incondensables.• Le prix jeunes chercheurs « René Houpert » del’Association universitaire de génie civil a étédécerné à Anaëlle Casanova (DEN/DANS/DM2S/SEMT) pour ses travaux de thèse sur la prise encompte de la liaison acier-béton pour le calcul destructures industrielles.• Sur les 12 équipes lauréates du prix décerné parle magazine La Recherche en 2012, troiséquipes concernées sont du CEA : celle deSébastien Charnoz (DSM/Irfu) pour l’étude desanneaux de Saturne et de ses satellites, celle del’expérience T2K (DSM/Irfu et CNRS) qui a misen évidence une nouvelle apparition de neutrinosdans les expériences d’oscillations (expérienceau Japon T2K pour Tokai to Kamioka) et enfincelle de Thibault Cantat (DSM/Iramis) pour sontravail sur l’approche « diagonale » dans lerecyclage du CO 2.• Le 2 e prix Bull-Joseph Fournier 2012 a étéattribué à la Direction des applicationsmilitaires pour ses travaux menés dans le cadred’une thèse sur la simulation des processusd’auto-focalisation optique et de rétrodiffusionBrillouin. Les simulations ont été conduites surles supercalculateurs du CCRT.• Thomas Duguet (DSM/Irfu) a reçu le PrixAdolphe Wetrems 2012 de l’Académie Royale deBelgique, ainsi que le Prix Joliot-Curie 2012 de laSociété française de physique, pour ses calculsthéoriques sur la structure des noyaux.• Spécialiste de la chimie organométallique desuranides et des actinides, Michel Ephritikhine(DSM/Iramis) est lauréat 2012 du« Prix fondé par l’État », Grand prix de l’Académiedes sciences, ainsi que de la médaille Berthelotelle aussi décernée par l’Académie.• Anne-Laure Fameau, doctorante (DSM/Iramis), areçu à Interlaken (Suisse) le « Dutch State Minesscience and Technology Award » pour son travailde thèse sur les acides gras, intitulé « Fattyacids : green surfactants with original foamingand interfacial properties ».• Les prix SFEN 2012 ont mis à l’honneur lestravaux de la Direction de l’énergie nucléaire.Le prix Jacques Gaussens, décerné à unjeune chercheur innovateur, a été attribué àJérôme Garnier (DEN/DANS/DMN/SRMA) etSophie Lalleman (DEN/DRCP/SE2A). Le prixJean Bourgeois, qui récompense une thèse dontle sujet se rapporte directement ou indirectementà la sûreté des installations nucléaires, a étédécerné à Andrea Cabrera Salcedo etIsabel Idarraga (DEN/DANS/DMN/SRMA).• Arthur Hellouin De Ménibus (DEN/DANS/DMN/SEMI) s’est vu décerner le prix de thèse 2012 parl’Education Nuclear Education NetworkAssociation concernant ses travaux sur l’étude dela rupture du gainage du combustible encondition accidentelle hypothétique d’accidentd’injection de réactivité.• Zakaria Habibi (DEN/DANS/DM2S), docteurde l’École polytechnique en mathématiquesappliquées, a été distingué par le prix PaulCaseau, dans la catégorie de la modélisation etsimulation numérique, pour sa thèse effectuéeen 2011.• Jean Jouzel a reçu le prestigieux Prix Vetlesen2012, considéré comme le Nobel des sciences dela Terre et de l’Univers, pour ses recherches surles glaces polaires et le climat menés à DSM/LSCE. Il partage ce prix avec l’Américaine SusanSolomon récompensée pour ses travaux sur letrou d’ozone.• Dr Denis Le Bihan, directeur de NeuroSpin (DSV)est lauréat du Prix Honda 2012 pour son rôle depremier plan dans l’établissement de l’imageriepar résonance magnétique de diffusion. Le PrixHonda, démarré en 1980, constitue le premier etl’un des plus prestigieux Prix internationaux dereconnaissance scientifique et technologique.Cette récompense est décernée par la Fondationd’intérêt public Honda.• Les prix Fem’energia 2012, organisés par WomenIn Nuclear, ont récompensé 4 femmes du DSN àCadarache. Corinne Leib-Pellenc, AnneDuhart-Barone et Suzel Vilarel ont reçu le prix« clin d’œil du jury » dans la catégorie« femmes en activité » et Anaïs Faure-Gignouxa remporté le 3 e prix dans la catégorie« étudiantes en bac+2/+3 ».• À l’occasion d’Eurosatory 2012, le généralBertrand Ract Madoux, chef d’état-major del’armée de Terre a remis ce jour le 39 e prix de l’IGAChanson aux équipes de Sagem (groupe Safran),du CEA Liten et de BIC pour leurs travaux sur unepile à combustible pour le programme Felin.• Eleni Mountricha, doctorante DSM/Irfu, a reçu leprix « 2012 Atlas Thesis Awards » pour sontravail de thèse sur la recherche du boson deHiggs dans le mode de désintégration en quatreleptons chargés, distinguée parmi plus de 200thèses soutenues en 2012 dans la collaborationAtlas au Cern/LHC.• Benoît Mazères (DEN/DANS/DPC/SCCME) a reçule prix Jean Besson pour ses travaux de thèse ensimulation des cinétiques de transformation dephases dans les gaines en alliages de zirconiumen condition d’oxydation sous vapeur d’eau àhaute température.• Sophie Nicaud (DSV/IBEB) reçoit le prix le goûtdes sciences pour son livre « Mission TaraOcéans, journal d’une scientifique », dans lacatégorie « La science expliquée au jeunes »,décerné par le ministère de l’Enseignementsupérieur et de la recherche. Ce prix valorise lacommunauté scientifique et met en lumière les62 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 2 /

2 I E L’OUVERTUREDU CEAPRIX ET DISTINCTIONS 2012initiatives de vulgarisation scientifiques et lesproduits culturels qui visent à faire comprendreau plus grand nombre l’enjeu des travaux menésau sein des laboratoires.• Yann-Michel Niquet (DSM/Inac) a reçu le PrixBull – Fourier pour ses travaux en calcul hauteperformance pour la nano-électronique.• Le prix ArcelorMittal – Pierre Vayssière de laSociété française de métallurgie et de matériauxa été attribué à Emma Piozin (DEN/DANS/DMN/SRMA) pour ses travaux de stage de fin d’étudessur l’influence des traitements thermomécaniquessur la microstructure et les propriétés mécaniquesà haute température des aciers à 9 % Cr.• Le prix du Groupement pour l’avancement de lamécanique industrielle a été attribué à HarryPommier (DEN/DANS/DMN/SEMI) pour son stagede fin d’études portant sur la prise en compte del’effet de structure de l’expérience Reflet et laré-identification de la loi de fluage ZO/Reflet.• Lucian Prejbanu (DSM/Inac) a obtenu le PrixBrillouin pour des développements de mémoiresmagnétiques (Mram) à écriture assistéethermiquement.• Stéphane Sarrade, chef du DPC de la DEN, aété récompensé par le prix « La Science se livre »dans la catégorie adulte, pour son ouvrageLa chimie d’une planète durable.• Enfin, de nombreux doctorants de la DSM se sontvu attribuer des prix et distinctions par diversorganismes et associations. Citons en particulierStéphanie Silerme et Florence Taupin(DSM/Inac), Yi Wang, Alexandre Garcia etDimitri Saffré (DSM/Iramis).DISTINCTIONS• Jean Aupiais, directeur de recherche CEA,spécialité radiochimie, au Département analysesurveillance environnement (DIF/DASE) a éténommé membre de section du Comité national dela recherche scientifique (CNRS) par la ministrede l’Enseignement supérieur et de la recherche.• Emmanuele Daddi, astrophysicien à DSM/Irfu, areçu la Médaille de bronze 2012 du CNRS pourses travaux sur l’Univers profond, en particuliersur la masse des galaxies lointaines et leurproduction d’étoiles.• Vincent Favre-Nicolin (DSM/Inac), Maître deconférences de l’Université Joseph Fourier, a éténommé à l’Institut universitaire de France. Il estdistingué pour son travail intitulé « Structure &propriétés de nano-structures individuelles desemi-conducteurs pour la photonique etl’électronique par diffraction des rayons X ».• Étienne Klein (DSM/Larsim) a été élu àl’Académie des technologies. « Pour un progrèsraisonné, choisi et partagé », telle est la deviseque l’Académie des technologies s’est choisiepour accomplir sa mission d’accompagnement dela société dans sa recherche d’un sens et d’uncontenu à donner aux progrès technologiques.• Michael Quinsat, doctorant à DSM/Inac, a étédistingué par l’American Physical Society pourson « outstanding dissertation research inmagnetism ». Son travail de thèse à Spintec sousla direction d’Ursula Ebels concerne lesoscillateurs radiofréquence spintroniques, baséssur des jonctions tunnel magnétiques.EUROPEAN RESEARCHCOUNCIL (ERC)• Karine Dubrana (DSV/iRCM) et Virginie vanWassenhove (DSV/I 2 BM) sont lauréates d’unprestigieux « ERC jeunes chercheurs » (Europeanresearch council). Karine Dubrana étudie le rôlede l’organisation du noyau dans la maintenancede la stabilité du génome chez la levureSaccharomyces Cerevisiae. Grâce à une méthoded’imagerie innovante, elle a pu visualiser les sitesde cassure double brin unique et la manière dontils se positionnent dans le noyau. Virginie vanWassenhove a été sélectionnée pour ses travauxsur la perception du temps, dans le domaine desneurosciences cognitives.• Bernard Dieny (DSM/Inac) et Fabien Quéré(DSM/Iramis), qui sont déjà tous les deux deslauréats ERC, ont obtenu une bourse ERC« Proof of concept » afin d’étudier la possibilitéde transfert technologique issu de leurs travaux.• Quatre chercheurs de la direction des sciences duvivant ont décroché une bourse.De l’ordre de 1,5 million d’euros sur cinq ans, lesbourses ERC sont attribuées chaque année à desscientifiques engagés dans un projet exploratoire,pionnier et transdisciplinaire. Deux chercheurs duCEA-iRTSV vont être ainsi soutenus dans leurrecherche, l’un sur le rôle des contraintesmécaniques sur la polarité des cellules selon leurmicroenvironnement, l’autre sur le développementde nouveaux matériaux de photo-productionartificielle d’hydrogène. Un chercheur du CEA-I 2 BMest également bénéficiaire pour la conceptiond’impulsions électromagnétiques en IRM à trèshaut champ pour optimiser les images de cerveauhumain. Enfin, le projet d’un chercheur de l’IBS estsélectionné, pour l’observation en direct parspectroscopie RMN des changements de structuresde protéines en activité.• Patrick Hennebelle (DSM/Irfu) a reçu unebourse ERC junior pour ses recherches afin demieux comprendre la formation des étoiles àpartir de l’étude du milieu interstellaire, diffus etmagnétisé.• Autre lauréat ERC junior, Thierry Lasserre (DSM/Irfu) a reçu une bourse pour évaluer la faisabilitéd’une expérience destinée à montrer l’existenced’un nouveau type de neutrino, les neutrinosstériles.• Thomas Zemb, directeur de l’Institut de chimieséparative de Marcoule (DSM/ICSM), vientd’obtenir une bourse ERC senior pour un projettrès innovant de recyclage de terres rares.INNOVATION• Deux chercheurs de DSM/Iramis, ThomasBerthelot et Jérôme Polesel, ont reçu le Prixfibre de l’Innovation catégorie recherche d’OpticsValley, pour leur projet de microscope biologiqueà sonde locale, appliqué au diagnostic médicalpersonnalisé et à l’analyse de l’environnement.Jérôme Polesel a également reçu le Prixd’instrumentation 2012 de la Société françaisede physique et de la Société française de chimie.• La start-up de DSM/Inac Prestodiag, spécialiséeen détection rapide de bactéries pourl’agroalimentaire notamment, a reçu le grand prixSciences de la vie de « Tremplin Entreprises »2012, coorganisé par le Sénat et l’Essec ainsique le grand prix 2012 du Genopole.Trois projets de création d’entreprises ont étéprimés à l’occasion du 14 e concours national Oseod’aide à la création d’entreprises de technologiesinnovantes dans la catégorie « Émergence ».• La start-up BioWinTech, fondée par MaximeOudin, développe des implants intra-oculairesqui pour la première fois seront revêtus d’untraitement capable d’inhiber la proliférationcellulaire. DSM/Iramis apporte une technologie degreffage chimique innovante.• Le projet Ecosistem, porté par Haad Bessbousse(DSM/Iramis), utilise une technologie innovante,respectueuse de l’environnement, portable etfacile d’emploi pour la détection de traces demétaux lourds dans l’eau.• Le projet Posithot – la Manufacture d’antimatière– porté par Jean-Michel Rey (DSM/Irfu) viseà industrialiser la production de positons(l’antiparticule de l’électron) et à développerdes solutions de contrôle non destructifutilisant les positons. Cette technique quipourra s’appliquer à l’aéronautique,aux semi-conducteurs ou aux polymères.Cette technique qui pourra s’appliquerà l’aéronautique, aux semi-conducteursou aux polymères est issue des travauxentrepris à l’Irfu pour l’expérience Gbardu Cern, destinée à mesurer l’accélérationgravitationnelle de l’antimatière./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 2 / 63

paRtie3l’AccomPAGnementdes ProGrAmmes3 / APilotAGe du ceA et relAtionsinstitutionnellesp.653 / Bressources HumAinesp.663 / CrelAtions internAtionAlesp.673 / DcommunicAtion et diffusionde l’informAtionp.683 / EmAÎtrise des risQuesp.69/7164 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 3 /

3 i a l’aCCompagnementdes pRogRammespilotage du Cea et Relations institutionnellesL’action du CEA dans le domaine civil, contractualisée avec l’État au travers du Contrat d’objectifs et deperformance État-CEA 2010-2013 (CoP 2010-2013), s’est déclinée, à la demande des gouvernementssuccessifs sur les années 2010-2012, sous forme d’actions visant à répondre aux deux enjeux majeursque sont l’accélération de la transition énergétique d’une part et l’amplification de l’appui à l’industrienationale par la mise à disposition de cette dernière des technologies clés génériques.Laboratoire de biochimie et de biologie moléculaire à Grenoble.Dans ces champs d’action (énergies bas carbone,technologies pour l’information, technologiespour la santé, conception et exploitation des trèsgrandes infrastructures de recherche), le CEAs’appuie sur un socle de recherche fondamentaled’excellence en sciences physiques et en sciencesdu vivant et est un acteur clé de la recherchetechnologique en France, présent sur l’ensemblede la chaîne de l’innovation, avec des compétencessolidement établies de transfert rapide et efficacede ses résultats de R&D et de démonstrationstechnologiques vers les entreprises.Face à ces enjeux, le CEA s’appuie sur diversinstruments, internes ou partagés avec ses tutelles,de pilotage et de coordination des activités derecherche et des grands projets, développéspour garantir la meilleure efficacité globale dudispositif, avec en termes d’actualités en 2012 :• l’examen en Conseil de direction restreint(CDR) des 46 grands programmes couvrantl’ensemble des activités civiles du CEA quigarantit la cohérence de chaque programme ausein des activités du CEA et permet d’anticiperles éventuelles inflexions de programme.• sept réunions du Comité d’orientationsscientifique (CoMoS), portant sur les programmestransversaux, les investissements d’avenir, lesIDEX, les usages et besoins de calcul hauteperformance (HPC) au CEA à l’horizon 2018,le stockage de l’énergie, les biocarburantset la technico-économie de l’énergie, qui ontpermis d’apporter un éclairage techniqueet stratégique lors de réunions programmepilotées par l’Administrateur général puis deprendre des décisions opérationnelles lors dela réunion en comité restreint (le CoMoS).• trois réunions du Comité des grandes opérations etdes programmes (CGoP) présentant aux ministèresde tutelle des grands projets d’investissementdu CEA décidés par le comité d’investissement,instance interne CEA présidée par l’Administrateurgénéral adjoint. Le CGoP, instance de pilotagestratégique, a permis de montrer aux ministèresde tutelle la capacité du CEA à maîtriser sesprojets d’investissements en termes de coûts etdélais et de vérifier la cohérence des décisionsenvisagées avec les perspectives stratégiqueset financières de moyen-long terme du CEA.Sur le plan des relations institutionnelles,le CEA a participé à une trentaine d’auditionset de rencontres parlementaires relevant desthématiques du domaine de la défense, de l’énergie(nucléaire, énergies renouvelables, technologiespour l’énergie), des technologies pour la santéet des technologies pour l’information. Plus de 20visites des activités CEA avec des élus nationauxont été organisées au cours de l’année. A l’occasiondes élections présidentielles et législatives de2012, un recueil de 26 fiches synthétiques, qui fontle point sur des thématiques de recherche CEAà grands enjeux sociétaux, a été publié./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 3 / 65

3 i B l’aCCompagnementdes pRogRammesRessouRCes HumainesAu 31 décembre 2012, le CEA comptait 16 245 salariés permanents (9 659 cadres et 6 586 non cadres).Le taux d’emploi féminin s’élevait à 30,8 %.538 recrutements ont été réalisés avec un taux de féminisation de 32,2 %. Dans le même temps,532 salariés permanents ont quitté le CEA, dont 164 départs en retraite ou cessation anticipée d’activité.Au cours de cette même année, le taux d’emploi des salariés en situation de handicap est de 4,2 %.Avec le déploiement du second plan deprévention des risques psycho-sociaux (RPS)qui fait suite à une enquête stress réaliséepar les services de santé au travail de chaqueétablissement, le CEA prolonge une dynamiquede prévention initiée en 2009 qui s’inscrit dansune double préoccupation de bien-être au travailet de performance individuelle et collective.Ce dispositif privilégie trois mesures :• l’intégration des RPS dans le Document uniqued’évaluation des risques professionnels (DUER),• la création dans tous les établissementsd’une cellule de référents des RPS qui comprendau moins un représentant de la direction,un médecin du travail et un représentantde la fonction sécurité ;• la mise en place d’actions d’accompagnementlors de projets d’évolution organisationnelle.Au cours de l’année 2012, deux importantesadaptations ont été apportées aux dispositionsconventionnelles afin de répondre auxpréoccupations nouvelles des salariés.instAurAtion d’unsursAlAire fAmiliAldès le Premier enfAntUn avenant portant modification des dispositionsrelatives aux avantages familiaux a été signé parla direction du CEA et quatre organisationssyndicales représentatives (CFDT, CFTC, CGT,UNSA-SPAEN). À budget constant, cette évolutionmet en place un sursalaire familial dès lanaissance ou l’adoption d’un premier enfant, d’unepart, et attribue un soutien spécifique aux parentsd’un enfant en situation de handicap, d’autre part.Cette évolution a été rendue possible par uneréduction du montant de la prime d’« union » etpar une homogénéisation de celui alloué auxprimes « naissance ».ÉvoLUTIoN DES MoDALITÉSd’utilisAtion du comPteÉPARGNE TEMPSLa Direction du CEA et quatre organisationssyndicales (CFDT, CFTC, CFE/CGC, UNSA/SPAEN)ont signé un nouvel accord relatif au Compteépargne temps (CET). Celui-ci assouplit lesmodalités d’utilisation des jours épargnés,notamment par la possibilité de débloquer lesdroits épargnés à partir d’une épargne minimaled’au moins 10 jours (44 jours auparavant). Ilélargit le champ d’utilisation des droits épargnésqui peuvent indemniser la perte de revenuassociée à un passage à temps partiel en cours decarrière ou en fin de carrière, et indemniser uncongé sans solde de courte durée en complémentdes congés annuels.Par ailleurs, un « accord pour le développement dudialogue social au CEA » a été signé par ladirection du CEA et quatre organisationssyndicales (CFDT, CFE/CGC, CGT, UNSA/SPAEN). Cetaccord a été rendu nécessaire par la loi du 20 août2008 portant rénovation de la démocratie sociale ;il témoigne de la volonté des parties de faireprogresser la qualité et l’efficacité du dialoguesocial, pour l’entreprise et pour ceux qui s’yconsacrent.Enfin, une évolution de l’organisation de laDirection des ressources humaines et des relationssociales (DRHRS) a été mise en œuvre en 2012.Cette organisation plus resserrée (trois servicesau lieu de cinq) permet de promouvoir uneapproche transversale des thématiqueset des missions.Référentiel du managementDans un contexte où les mutations denotre environnement, le développementdes partenariats et réseaux multiplesengendrent une complexité croissante etune sollicitation accrue du management, ilest apparu nécessaire d’expliciter ce quele CEA attend de ses managers en matièrede compétences et de comportements.Diffusé aux responsables hiérarchiques,le Référentiel du management au CEAidentifie cinq compétences managérialesfortes. Les deux premières, capacitéà décider dans un environnementcomplexe et travail en réseau, répondentau changement de contexte de notreorganisme et notamment à la croissanceforte des interactions extérieures.Les deux suivantes, responsabilité etdimension humaine du management, sontle reflet de nos valeurs et notre identitémanagériale. La dernière est consacrée àla préparation de l’avenir. Ce Référentieldu management, conçu et expérimentéen 2012, est dorénavant déployé dans lesformations managériales.Point sur l’avancement des opérationsde séquençage au Génopole d’Évry.66 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 3 /

3 I C L’accompagnementdes programmesRelations internationalesLe CEA assure, à travers sa Direction des relationsinternationales, les missions régaliennes de conseil auprèsdu Gouvernement français et de représentation dans lesinstances de politique nucléaire internationale. En cohérence,il met en place et anime le réseau des conseillers nucléaires enambassade. Le CEA développe des collaborations internationalesdans les domaines du nucléaire et de la recherchefondamentale et technologique et participe activement àla mise en place de l’Espace européen de la recherche.20 e édition du Comité de coordination des accordsfranco-coréens dans le domaine du nucléaire, Séoul,Corée, 5 juillet 2012. Ce rendez-vous a permis de faire unbilan des actions de collaboration établies et un examendes perspectives à venir autour de grands thèmes liés àl’énergie nucléaire : coopération dans les domaines de laR&D, de la sûreté et de l’industrie.© Patrick Bagein/Minefi.Affairesinternationales…Le CEA contribue à la mise en œuvre de lapolitique française d’exportation de l’énergienucléaire. En 2012, il a développé et entretenudes relations bilatérales et des négociationsindustrielles avec des pays nucléarisés, ousouhaitant s’équiper de centrales nucléaires,en lien étroit avec les ministères. Des échangesparticulièrement soutenus ont été menés avecle Département de l’énergie atomique indien.La coopération s’est renforcée avec l’Agencede l’énergie atomique chinoise dans le domainedu cycle du combustible, en particulier dutraitement-recyclage du combustible usé.L’Agence France nucléaire international,rattachée au CEA, a poursuivi en 2012 samission d’assistance aux pays envisageant dese doter de l’énergie nucléaire. Le CEA hébergel’Institut international de l’énergie nucléaire,ou I2EN, qui facilite l’accès des étudiantsétrangers à la formation académique nucléaire.Au cœur du projet international de fusionITER, le supercalculateur Helios a été inauguréen mars à Rokkasho Mura, au Japon. D’unepuissance crête de 1,5 petaflops, il fournira lescapacités de modélisation et de simulation. LeCEA, mandaté par l’agence européenne F4E,avait retenu l’entreprise Bull pour équiperet assurer la maintenance et l’exploitationdu centre de calcul de Rokkasho Mura.Enfin, des accords bilatéraux de rechercheont été signés avec les États-Unis dansle domaine des technologies de l’énergiebas carbone. Des travaux de recherchecollaborative ont démarré avec le Canadasur les biocarburants de 3 e génération, ouencore avec le Japon sur la phyto-remédiationdes sols contaminés autour de Fukushima.…et européennesFin 2012, les équipes du CEA participaientà plus de 560 projets de recherche du 7 eprogramme cadre de recherche de la Commissioneuropéenne, et en coordonnaient près de 80 :des chiffres qui plaçaient le CEA à la 4 e placedes organismes de recherche européens à lafin 2012. Le CEA participe aux programmes derecherche conjoints de l’Alliance européenne dela recherche énergétique (EERA). Il coordonnedeux de ces programmes : photovoltaïqueet matériaux/procédés avancés. 11 jeuneschercheurs du CEA ont été récompensésen 2012 par une bourse d’excellence ERC(European Research Council), pour un total de43 depuis le début du 7 e programme cadre.Le Comité technique Euratom (CTE), appuitechnique du Secrétariat général aux affaireseuropéennes (SGAE) du Premier ministre, estadministré par le CEA. En 2012, le CTE a contribuéà l’instruction de dossiers clefs au plan européen,comme la Responsabilité civile nucléaire (RCN)et la révision de la directive Normes de baseEuratom de la radioprotection des travailleurs.Le CEA a poursuivi, en 2012, des relationsbilatérales avec les pays européens. Il anotamment accompagné ses partenairesbritanniques et polonais dans le développementde leurs programmes nucléaires. Avec leRoyaume-Uni, la coopération dans le domainede l’énergie nucléaire du futur a été renforcéeen février par la signature d’importantspartenariats industriels, conclus avec Rolls-Royce et AMEC. En décembre, le CEA a signédes accords de licence d’utilisation de codesnucléaires avec différents organismes polonais.1 23 4Sommet francobritannique,Paris,Palais de l’Elysée,17 février 2012.Signatures departenariats industrielsentre Bernard Bigot,administrateur généraldu CEA etJo Tipa (NSAN) (1) ,Paul Howarth (NNL) (2) ,Clive White (AMEC) (3) ,et Lawrie Haynes(Rolls-Royce) (4) ./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 3 / 67

3 I D L’accompagnementdes programmesCommunication et diffusion de l’informationOrganisme public de recherche, le CEA assure, à travers sa Direction de la communication, une missiond’information sur les enjeux et les résultats de ses recherches qui conduit aux actions suivantes en directiondu public et de son personnel :• mettre en lumière ses programmes de recherche dans les domaines qui lui sont confiés par le contrat signéavec l’Etat : énergies bas carbone (nucléaire et renouvelables), défense et sécurité globale, technologiespour la santé, technologies pour l’information ;• expliquer les fondamentaux de la science, mais aussi partager les connaissances avec le plus grandnombre, développer des actions spécifiques vers les mondes scolaire et enseignant, tels sont les axes decommunication que le CEA s’est assigné pour répondre aux multiples questionnements des citoyens.2012 : une annéedes Premières !1 re participation du CEA, en tant que nouveaupartenaire, à la 21 e édition de la Cité de la réussiteà la Sorbonne : 3 débats, pour 25 000 visiteurs dont600 participants CEA, puisqu’il s’agissait égalementd’un événement dont le public interne était partieprenante, cette première était une…. réussite.1 re fois également avec la 11 e édition des Utopialesde Nantes, Festival international de Science-Fictionoù le CEA a participé à 3 tables rondes et a présentéavec l’Inserm l’exposition Amazing Science.1 re fois enfin pour contribuer à la promotion desmétiers de la science et de la recherche, le CEA aorganisé dans ses 10 centres, le 26 janvier 2012,la première édition de « Scientifique, toi aussi ! ».En une journée, près de 1 500 lycéens de 1 reet de Terminale S ont ainsi pu rencontrer 245chercheurs et visiter 55 laboratoires et installations.Pour ce qui est de l’action vers les scolaires,notons que le projet « Mars », réalisé par le collègeAimé Césaire à Paris, soutenu par deux chercheursdu CEA, a reçu le Prix de l’Académie des sciences.Relayées sur le site web du CEA ces différentesopérations ont bénéficié de la visibilité des 8,5millions de pages vues et des 1,87 million devisiteurs cumulés, en progression de 3,1 % parrapport à 2011. L’espace Enseignants a par ailleurscomplété sa collection multimédia en parvenantaujourd’hui à plus d’une centaine d’animationspédagogiques dont une nouvelle série, développéeavec le CNDP, à destination des lycéens.Le service presse, quant à lui, a publié 75communiqués portant sur l’ensemble des activitésdu CEA. Il a également organisé 17 voyagesou conférences de presse qui ont généré plusde 150 retombées directes dans les médias.Plusieurs de ces événements ont été consacrésaux énergies bas carbone dans le but d’assoir lepositionnement du CEA sur le nucléaire (sûreté,simulation) et les renouvelables (systèmesde stockage de l’énergie, hydrogène, solairephotovoltaïque…). Les travaux du LSCE et deséquipes travaillant sur le LHC ont également étévalorisés, de même que différentes recherchesliées à la Défense et la Sécurité intérieure : JournéeSecure Day, CCRT, le projet Descartes, etc.Les Défis du CEA se sont également inscrits danscette problématique en consacrant tous les dossiersde l’année 2012 aux différentes énergies.Promouvoir le« travailler ensemble » :un enjeu decommunication interneLa communication interne s’articule autourdes deux lignes directrices que sont l’explicitationdes recherches du CEA et de leurs enjeux ; etle décryptage des informations concernantl’environnement et la vie professionnelle dessalariés.Dans cette logique, 2012 a vu s’amorcer un travailde fond visant à favoriser l’appropriation par lessalariés des termes du débat national sur latransition énergétique, ainsi que leur implication.Conférence « Progrès scientifique : commentpartager les avancées ? » à la Cité de la réussite,avec Jean-Claude Chermann, Eric Jouan et DenisLe Bihan.Ce travail s’est concrétisé par :• l’organisation le 20 mars d’une conférencede l’Administrateur général intitulée « Le CEAdans le débat énergétique », un événementmulti-diffusé au cours duquel les salariés ont puposer leurs questions à l’Administrateur général ;• la publication d’un dossier intitulé :« Transition énergétique, le débat est ouvert »dans le magazine Talents du CEA (n° 135) ;• La conception de CEA Sphère un site intranetcollaboratif, véritable laboratoire d’idées dont lesobjectifs sont d’informer sur le débat et lesdifférentes sources d’énergie et d’accroître notreexpertise collective par l’échange et le débat (miseen ligne le 17 janvier 2013).Le travail sur les valeurs du CEA mené en 2010et 2011 s’est poursuivi avec la conception et ladiffusion auprès de tous les salariés d’un livretde synthèse intitulé « Des Valeurs partagées ».Avec la même volonté de transmission d’un socleculturel commun, la Direction de la communicationa publié un livret portant sur l’histoire du CEA quiaccompagne la sortie d’une vidéo sur ce thème,réalisée avec le service des Archives.68 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 3 /

3 i e l’aCCompagnementdes pRogRammesmaÎtRise des RisQuesLa maîtrise de la sûreté relève de la responsabilité de l’exploitantnucléaire. Cette dernière s’exerce depuis la conception d’une installationjusqu’à son démantèlement. La sûreté est une priorité inscritedans les contrats successifs État-CEA.PolitiQue et mAnAGementDE LA SÛRETÉLes activités de recherche et de développementliées aux programmes nucléaires civils ou dedéfense, mais aussi la recherche fondamentaleet l’enseignement, du CEA s’exercent pour partiedans des installations nucléaires de base, desinstallations individuelles d’INBS ou desinstallations classées pour la protection del’environnement. Celles-ci sont variées : réacteurset laboratoires de recherche, installations desupport pour traitement de déchets et d’effluents…Les risques potentiels spécifiques aux installationsnucléaires sont liés à la présence, généralementlimitée, de matières radioactives. Le risquereprésenté par les produits radioactifs ou lesfaisceaux de rayonnement mis en jeu concerneessentiellement le personnel intervenantdans les installations.La maîtrise de la sûreré s’appuie sur un ensemblede dispositions, aussi bien organisationnelles quetechniques, cadrées par une politique de sûretédéveloppée et notifiée à tous les niveaux.Des standards et des objectifs ont été fixés :le référentiel interne de sûreté du CEA et les planstriennaux successifs d’amélioration de la sûreté etde la sécurité, ainsi que les ressources nécessairespour y parvenir, en cohérence avec les exigencesrèglementaires exprimées notamment dans l’arrêté« qualité » du 10 août 1984.Un nouvel arrêté signé le 7 février 2012 fixe lesrègles générales relatives aux installationsnucléaires. Il remplacera notamment l’arrêtéqualité. Sa mise en application est prévue pour unegrande partie de ses articles le 1 er juillet 2013.Au cours de l’année 2012, le CEA a examinéles nouvelles exigences ainsi définies et a préparéun plan d’actions pour pouvoir respecter l’arrêtéà l’échéance requise.Les actions entreprises à la suite de l’accidentde Fukushima se sont poursuivies.En 2011, conformément à la demande desautorités, le CEA avait transmis à l’Autorité desûreté nucléaire (ASN) les rapports concernantcinq installations nucléaires de base (INB) et ceuxde onze installations individuelles au Déléguéà la sûreté nucléaire et à la radioprotection pourles activités et installations intéressant la défense(lot 1).En 2012, conformément au cahier des charges,le CEA a transmis à l’ASN onze nouveaux rapportsecs 1 (lot 2) concernant neuf INB et les moyensgénéraux des centres de Cadarache et Marcoule,ainsi qu’un rapport sur un projet d’INB dont lademande de création a été transmise aux Ministreset un rapport d’une INB en réexamen de sûreté.Le CEA a transmis au DSND deux rapportsconcernant des installations individuelles et unrapport sur les moyens communs de centre.Ceci porte à 32 le nombre de rapportsd’évaluations complémentaires de sûretéque le CEA a transmis aux autorités de sûreté(années 2011 et 2012).La principale conclusion des évaluations du lot 1est la définition, sur les installations qui lenécessitent, d’un « noyau dur » - matériel etorganisationnel - destiné à garantir le maintiendes fonctions essentielles de l’installation,en cas de sollicitations extrêmes tellesqu’examinées lors des ECS.Les équipements du noyau dur et les exigencesassociées ont été proposés aux autorités de sûretécourant 2012. Ces propositions sont en coursd’instruction.on distingue plusieurs types de dispositions :• la mise en place d’une instrumentationnécessaire pour la gestion des situations, enparticulier le suivi de niveau d’eau en piscines ;• le renforcement de l’alimentation électrique decertains équipements jugés essentiels ;1ECS : Evaluation complémentaire de sûreté.Etiquetage d’un convoi selon le plan qualitétransport.• le renforcement des moyens de gestion de l’eauet l’appoint en eau ultime pour les piscines(tuyauteries et motopompes mobiles) ;• quelques dispositions vis-à-vis du risqued’inondation (moyens de protection, moyensde pompage).Les ECS menées sur les installations jugées moinsprioritaires (lot 2) ont mis en évidence des besoinslimités en termes de dispositions complémentairesjugées nécessaires pour améliorer la robustessede ces installations.L’évaluation complémentaire des moyens communsdes centres a identifié notamment la nécessité,pour le centre de Cadarache, de renforcer lesmoyens et matériels de crise, en particulier par laconstruction d’un bâtiment devant abriter le Postede commandement local (PCD-L). Les nouveauxlocaux seront opérationnels par étapes entre 2014et 2017.Bilan 2012 de la maîtrisedes risques au CEACe document est une synthèse desprincipaux résultats de l’année écouléeen termes de sûreté et de sécurité. Il estdisponible au lien suivant : http://www.cea.fr/le-cea/surete-securite/ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 3 / 69

3 i e l’aCCompagnementdes pRogRammesmaÎtRise des RisQuesSÉCURITÉ AU TRAvAILPoursuivant sa démarche de prévention et deréduction des risques professionnels, le CEA amis en place son huitième plan d’améliorationde la sécurité. Ce plan triennal 2012-2014 anotamment pour objectif la prévention desrisques professionnels liés aux déplacementsprofessionnels, la prévention des troublesmusculo-squelettiques, la traçabilité desexpositions ainsi que la prévention des risquespsychosociaux.De nouveaux objectifs ont également été fixéspour la poursuite de la diminution du nombre desaccidents du travail.En ce qui concerne les accidents du travailsurvenus à des travailleurs extérieurs intervenantdans les installations du CEA, le taux de fréquenceest de 10, en baisse par rapport à 2011 (10,3).Le taux de gravité a également diminué (0,35)par rapport à 2011 (0,36).Ces résultats, fruits de l’engagement du CEAdans l’accompagnement des entreprises pour unemeilleure prévention des risques professionnels,demeurent à un niveau très bas par rapport auxstatistiques nationales.Taux de Moyenne du plan Moyenne du plan Objectifsfréquence 2006-2008 2009-2011 2012-2014Accidents du travail avecarrêt travailleurs CEA3,9 3,7 3,5Accidents du travailavec arrêt travailleurs 12,2 10,4 9,9extérieursRéglage de l’injection pour une expériencede projection plasma de suspensionsde poudres nanométriques.Renforçant la démarche de prévention du CEA,les actions menées en 2012 ont porté sur :• la mise en œuvre du 2 e plan d’action deprévention des risques psychosociaux, avecla désignation de référents RPS dans chaquecentre, le recensement de différents projetsd’évolution en matière de Gestion prévisionnelledes emplois et des compétences (GPEC), unedémarche d’intégration des RPS à l’évaluationdes risques professionnels ;• la poursuite de la démarche de substitutiondes produits chimiques dangereux par la miseà disposition des laboratoires d’une based’informations sur les produits pour lesquels desalternatives ont été testées ;• dans le cadre de la démarche de prévention de lapénibilité au travail, la mise en place de la fichede prévention des expositions et l’établissementdes seuils pour chacun des 10 facteurs derisques.125 accidents avec arrêt ont été déclarés pour lessalariés CEA en 2012, le taux de fréquence 2 quien résulte est de 3,9, en légère hausse par rapportà 2011. Ce taux reste très bas par rapport auxstatistiques nationales. Ces accidents surviennentprincipalement lors de la circulation de plain-pied(36 %) et lors de manipulation ou de transportmanuel d’objets (22 %). Les accidents du travailont entraîné 4 246 jours d’arrêt de travail en 2012(y compris les journées d’arrêt de travail liées à desaccidents survenus les années antérieures).Le taux de gravité 2 qui en résulte est de 0,13.on constate par ailleurs une diminution du taux defréquence de l’ensemble des accidents déclarésavec et sans arrêt, ce taux étant passé de 8,2en 2011 à 8,0 en 2012.Taux de fréquence8,07,6109,59Plan triennal 1994-1996Plan triennal 2000-2002Plan triennal 2006-2008Objectif réduire le Tf de 20 % en 3 ansObjectif réduire le Tf de 10 % en 3 ansObjectif réduire le Tf de 5 % en 3 ansVariation 93-96 : - 11,3 %Variation 00-02 : - 11,0 %Variation 05-08 : - 19,0 %87,87,1Plan triennal 1997-1999Plan triennal7 3726,2 6,6 Objectif réduire le Tf de 10 % en 3 ansVariation 96-99 : 0,0 %2012-2014Plan triennal 2003-2005Objectif réduire le Tf de 10 % en 3 ansde 5 % en 3 ans5,9Variation 02-05 : - 4,0 %65,5 5,6 5,5Plan triennal 2009-20115,24,75,1 Objectif réduire le Tf de 5 % en 3 ans4,954,7 4,6 4,7 Variation 09-11 : - 5,0 %2604,23,8 3,8 4,1 42233,8 3,93,31913174146136 Plan quinquennal 1988-1992132 1322Objectif réduire le Tf de 30 % en 5 ans118 112 113 123 1201031251Variation 87-92 : - 30,5 %Objectif réduire le Tf2La Caisse nationale d’assurance maladie a définideux indicateurs nationaux :• le taux de fréquence correspond au nombre d’accidentsdu travail avec arrêt par million d’heures travaillées,• le taux de gravité correspond au nombre de jours d’arrêtpar milliers d’heures travaillées.088 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 2000 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11Nombre d’accidents avec arrët12 13 1470 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 3 /

Prélèvement d’eaux de surface dans l’environnement du centre de Valduc.CONTRÔLE DES REJETSET SURVEILLANCEDE L’ENVIRONNEMENTLe respect de l’environnement :un enjeu prioritaire au CEAÀ l’heure où la France publie une feuille de routepour la transition écologique et engage le débatnational sur la transition énergétique, danslequel le CEA s’implique activement, le respectde l’environnement est plus que jamais un enjeuincontournable dans la conduite de ses activités.Le CEA utilise pour ses activités de recherche desproduits chimiques ou biologiques, radioactifs ounon, et ses installations génèrent des effluentspouvant contenir des traces de ces substances. Lesefforts sont donc portés au plus près des procédéset des installations afin d’améliorer constammentleur performance environnementale et ce, à toutesles étapes de leur vie : conception, construction,exploitation et démantèlement.Le CEA a pour objectif de réduire l’impact de sesactivités par la maîtrise de ses consommationset émissions avec en particulier la réduction à lasource des déchets et effluents, associée à destraitements appropriés avant stockage ou rejet. Lescontrôles portent à la fois sur les caractéristiqueschimiques et radioactives.Une surveillance de l’environnement détailléeet adaptée aux impacts environnementaux desinstallations et aux caractéristiques locales del’environnement est réalisée autour de chaquecentre. Un suivi de nombreux paramètres chimiqueset physico-chimiques est réalisé dans les eaux, lessédiments et certains végétaux. Le CEA poursuitégalement ses efforts dans le cadre de l’actionnationale de recherche et de réduction des rejetsde substances dangereuses dans les milieuxaquatiques.La radioactivité est mesurée dans de multipleséchantillons représentatifs des eaux naturelles,de l’air, des sols, des sédiments, de la flore etde la faune, comprenant des produits locauxdirectement consommés. Cette surveillance permetde vérifier la conformité de l’état radiologique avecles évaluations d’impact initiales, le respect desprescriptions applicables aux installations et le trèsfaible ajout de radioactivité dans l’environnement.De l’expertise à l’informationEn 2012, les laboratoires du CEA, accréditésCofrac depuis de nombreuses années, détiennent170 agréments délivrés par l’Autorité de sûreténucléaire pour la mesure de radioactivité dansl’environnement. Cette année, ce sont 22 000échantillons qui ont été analysés dans le cadre de lasurveillance radiologique de l’environnement.Les niveaux de la radioactivité mesurés dansl’environnement des centres sont très faibles etbien souvent inférieurs aux limites de quantificationdes appareils de mesure les plus performants.Les résultats de mesures sont publiés annuellementen toute transparence, accessibles à tous via lesite internet du Réseau national de mesures de laradioactivité de l’environnement. Acteur majeurdepuis la mise en place de ce réseau, près de20 % des données disponibles sur le site internetproviennent du CEA qui a transmis 36 000 résultatsen 2012.L’amélioration continue des performances desprocédés et des installations permet de minimiserles rejets gazeux et liquides dans l’environnement,qui sont toujours inférieurs aux limites autoriséesde chaque centre. Les rejets de substanceschimiques dans l’air ou dans l’eau sont égalementdéclarés aux autorités compétentes et sontconsultables sur internet.Un impact très faibleLes très faibles niveaux de rejets conduisentà un impact dosimétrique négligeable sur lespopulations et l’environnement. Bien que basésur des hypothèses majorantes, cet impactcalculé à partir des rejets réels des installationsdes centres est extrêmement faible, au plus del’ordre de 0,002 mSv/an, très inférieur à la limiteréglementaire de dose annuelle pour le public(1 mSv/an).Bilan 2008-2012 des rejets d’effluents liquides des principaux centres CEABilan 2008-2012 des rejets d’effluents gazeux des principaux centres CEATritium (GBq)350 000300 000250 000200 000150 000100 00050 0000Bruyèresle-ChâtelSaclay Marcoule Valduc20082009201020112012Tritium (GBq)35302520151050Bruyèresle-ChâtelCadarache Grenoble SaclayÀ Marcoule, les principaux rejets liquides qui ne figurent pas dans l’histogrammeci-dessus correspondent à l’exploitation de l’Installation nucléaire de base secrètedu centre, soit 10 200 GBq en 2012.Dans le rapport annuel CEA 2011, une erreur s’est glissée, le bilan des rejets d’effluents liquides concerne le centre de Saclay et non celui de Valduc qui n’en rejette pas./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 3 / 71

PARTIE4ORGANISATION DU CEASON STATUTJURIDIQUEP.73SA GOUVERNANCED’ENTREPRISEP.73CONSEILD’ADMINISTRATIONP.74/75COMITÉ D’AUDITP.75COMITÉS DE SUIVI DE LA COUVERTUREDES CHARGES D’ASSAINISSEMENTET DE DÉMANTÈLEMENT DES INSTALLATIONSCIVILES ET DE DÉFENSEP.76COMITÉ DE L’ÉNERGIEATOMIQUEP.76/77CONSEILSCIENTIFIQUEP.77VISITING COMMITTEEP.77MISSIONDU SERVICE DUCONTRÔLE GÉNÉRALÉCONOMIQUEET FINANCIERPRÈS LE CEAP.7772 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 4 /

4 IORGANISATIONDU CEAGOUVERNANCE D’ENTREPRISE(au 31 décembre 2012)AdministrateurgénéralBernard BigotAdministrateurgénéral adjointHervé BernardHaut-commissaireà l’énergieatomiqueYves BréchetPôles opérationnelsPôles fonctionnelsPôle DéfenseDaniel VerwaerdePôle NucléaireChristophe BéharPôle RecherchetechnologiqueJean ThermePôle Sciencesde la matièreGabriele FioniPôle Sciencesdu vivantGilles BlochPôle Ressourceshumaines etformationJean-FrançoisSorneinPôle Stratégieet relationsextérieuresFrédéricMondoloniPôle Gestionet systèmed’informationChristopheGégoutPôle Maîtrisedes risquesEdwigeBonnevieProgrammes transversauxProgrammeSécurité globaleet nonproliférationEtienne PochonProgrammeNouvellestechnologiesde l’énergieNicole MermilliodProgrammeMatériauxavancésFrédéric SchusterProgrammeTechnologiespour la santéJacques GrassiProgrammeNanosciencesYves SamsonProgrammeToxicologieEric QuemeneurSON STATUTJURIDIQUEAvec la publication de la partie législative du Codede la recherche (ordonnance n° 2004-545 du 11juin 2004), le CEA, devenu Commissariat à l’énergieatomique et aux énergies alternatives le 10 mars2010 (loi n° 2010-237 du 9 mars 2010 definances rectificative pour 2010), relève de lacatégorie des établissements publics à caractèreindustriel et commercial (EPIC) dans la catégoriedes EPIC de recherche.Son statut et ses missions sont définis aux articlesL. 332-1 à L. 332-7 du Code de la recherche.SA GOUVERNANCED’ENTREPRISETout en disposant d’un statut d’établissementpublic, le CEA veille à respecter les règleset bonnes pratiques du gouvernementd’entreprise. Cette politique se traduitpar une attention accrue portée aufonctionnement de ses organes de gestion età la mise en place de systèmes d’évaluationdes risques et de contrôle interne.Charte des administrateursLa charte des administrateurs adoptée par leConseil d’administration le 21 juillet 2004 etapprouvée lors du renouvellement du Conseil le29 juillet 2009, précise les droits et obligationsdes administrateurs. Chaque administrateurs’engage à maintenir son indépendance dejugement et à participer activement aux travauxdu Conseil, grâce notamment aux informationstransmises par l’établissement public. Il informele Conseil des situations de conflit d’intérêtdans lesquelles il peut se trouver. Il exprimeclairement son opposition éventuelle aux projetsdiscutés en Conseil. Chaque administrateur al’interdiction d’effectuer des opérations surles titres du groupe CEA/Areva ou de toutevaleur mobilière s’y rattachant, ainsi que surdes opérations de même type, relatives à dessociétés sur lesquelles il détient des informationsdu fait de sa qualité d’administrateur du CEA.Le CEA est ainsi le premier établissement publicdont le Conseil est doté d’une telle charte./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 4 / 73

4 IORGANISATIONDU CEACONSEIL D’ADMINISTRATIONSes missionsLe Conseil d’administration est appeléà délibérer sur les grandes orientationsstratégiques, économiques, financières outechnologiques de l’activité de l’établissementpublic, et en particulier sur le contratpluriannuel avec l’État. Le projet de budget,l’arrêté des comptes, le rapport annuel d’activitéet de gestion, ainsi que le rapport annuelrelatif au dispositif de contrôle interne dufinancement des charges de démantèlementdes installations nucléaires, de gestiondes combustibles irradiés et des déchetsradioactifs sont soumis à son approbation.Ses travaux en 2012Au cours des six séances intervenues durantl’année 2012, le Conseil d’administration anotamment adopté, par voie de délibération,plusieurs décisions et orientations importantes :• arrêté des comptes 2011 et arrêté descomptes consolidés du groupe CEA 2011 ;• participation du CEA à la création de laplateforme technologique européennede calcul intensif ETPH4HPC ;• participation du CEA à la Fondation decoopération scientifique BioAster ;• participation du CEA à la création de la Fondationde coopération scientifique SystemX ;• renouvellement de la participation du CEAau Groupement d’intérêt public culturel« Atelier régional de conservation Nucléart »(GIPC Arc-Nucléart) ;• prise à bail de locaux au sein du bâtimentLynx 4 situé sur le site de l’Institut national del’énergie solaire (INES) au Bourget-du-Lac ;• renouvellement des Commissaires aux comptes ;• prise à bail de surface de bureaux dans le cadred’une opération immobilière sur le centredu CEA/Grenoble ;• modification du contrat de mise à dispositiondu PRES de Grenoble, en vue de la constructionde l’École de l’énergie (plan campus) ;• rapport relatif sur le dispositif de contrôle internedu financement des charges de démantèlementdes installations nucléaires, de gestion descombustibles irradiés et des déchets radioactifs ;• création d’une filiale de CEA-Investissement ;• participation du CEA à l’association internationalesans but lucratif « KIC ICT Labs » ;• participation du CEA aux associationsinternationales sans but lucratif« Emiri » et « Eurobotics » ;• acquisition de biens immobiliers sur la communede Salives (21) près du CEA/Valduc ;• participation du CEA à la création d’uneFondation de coopération scientifique « Institutd’excellence sur les énergies décarbonéesParis-Saclay efficacité énergétique » (PS2E) ;• sur le projet de budget 2013 ;• la convention d’expérimentation État-CEA relativeà la création par le CEA de nouvelles plateformesrégionales de transfert technologique.Il a, en outre, été informé de l’évolution deprojets scientifiques et techniques majeurs :• rapport de la Cour des comptes relatifaux coûts de la filière nucléaire ;• situation d’Areva et ses incidenceséventuelles pour le CEA ;• jalons et indicateurs du Contrat d’objectifset de performance État-CEA 2010-2013 ;• suivi du Schéma pluriannuel destratégie immobilière du CEA ;• exécution du budget 2012 ;• missions, bilan d’activité 2011 etperspectives stratégiques 2012-2014des directions de programme transversalou d’objectifs transversaux ;• évaluation scientifique 2011-2012 (Conseilscientifique et Visiting committee) ;• intéressement au CEA ;• coopération entre le CEA, Renault etLG Chem (LGC) dans le domaine desbatteries pour véhicules électriques ;• bilan 2011 de la maîtrise des risques ;• plateformes régionales de transferttechnologique par le CEA ;• préparation du budget 2013 ;• sur les activités menées dans le cadre desstructures à personnalité morale liées à larecherche et auxquelles le CEA participe ;• pôles de compétitivité auxquels le CEA participe ;• rapport de la politique de sous-traitancedu CEA dans le domaine nucléaire.Ses membresN.B. : le CEA est soumis aux dispositions de laloi n° 83-675 du 26 juillet 1983 relative à ladémocratisation du secteur public (loi DSP) ; lemandat de l’ensemble des membres du Conseilest de cinq ans, de date à date, à compter du29 juillet 2009, date de la première séancedu Conseil d’administration renouvelé.Représentants de l’État• M. Bernard Bigot, Administrateurgénéral du CEA, Président ;• M. Yves Robin, Chef du service de l’industrie,Direction générale de la compétitivité, del’industrie et des services - ministère del’Economie, des Finances et de l’Emploi ;• M. Ronan Stephan, puis M. Roger Genet,Directeur général de la recherche et del’innovation – ministère de l’Enseignementsupérieur et de la Recherche ;• M. Pierre Lepetit, Inspecteur général desfinances – Inspection générale des finances –ministère de l’Économie et des Finances ;• M. Vincent Moreau, Sous-Directeur de la3 e sous-direction à la Direction du budget –ministère de l’Économie et des Finances ;• Jacques Cousquer, Chargé de missiondissuasion Direction des systèmes d’armes –Direction des opérations - Délégation généralede l’armement – ministère de la Défense ;• M. Charles-Antoine Louët, Sous-Directeur del’industrie nucléaire à la Direction générale del’énergie et du climat – ministère de l’Écologie,de l’Énergie, du Développement durableet de la Mer, en charge des technologiesvertes et des négociations sur le climat.Personnes nommées ès qualité• Mme Catherine Cesarsky, puis M. YvesBréchet, Haut-commissaire à l’énergie atomique ;• M. Hervé Le Treut, membre del’Académie des sciences ;• Mme Martha Heitzmann, Directeurgénéral délégué du groupe Areva ;• M. Guy Couarraze, Président del’Université de Paris Sud XI ;• M. Georges Servière, Conseiller duPrésident d’Electricité de France.Représentants élus du personnel• M. Guy Lumia, Ingénieur à la Directionde l’énergie nucléaire – CEA/Marcoule(parrainé par l’UFSN/CFDT),• M. Philippe Tanguy, Chargé d’affairesdéchets – Areva NC SA - La Hague(parrainé par l’UFSN-CFDT) ;• M. Daniel Bessolo, Ingénieur à laDirection de l’énergie nucléaire - CEA/Cadarache (parrainé par la CGT) ;• Mme Martine Dozol, Ingénieur à laDirection de l’énergie nucléaire – CEA/Cadarache (parrainée par la FO) ;74 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 4 /

• M. Dominique Ghaleb, Ingénieur à laDirection de l’énergie nucléaire – CEA/Marcoule (parrainé par la CGT) ;• M. Bernard Verrey, Ingénieur à laDirection des applications militaires – CEA/Valduc (parrainé par la CFE-CGC).Assistent aux séances avec voix consultative• M. Christophe Lafon, Secrétairedu Comité national ;• M. Jean-Marie Rossinot, Contrôleur d’Etat,membre du Service du contrôle généraléconomique et financier près le CEA.Secrétaire• Mme Nathalie Moulet, Chef du Service encharge du Conseil d’administration du CEAà la Direction juridique et du contentieux.Invités permanents• M. Hervé Bernard, Administrateurgénéral adjoint ;• M. Jean-Philippe Bourgoin, Directeurde la stratégie et des programmes ;• M. Christophe Gégout, Directeur duPôle gestion et systèmes d’informationet Directeur financier du CEA ;• M. Jean-François Sornein, Directeur duPôle ressources humaines et formation ;• M. Marc Léger, Directeur juridique etdu contentieux, Conseiller juridiqueauprès de l’Administrateur général.Les Centres CEA• CEA/Cadarache, Pôle nucléaire :Maurice Mazière, Directeur ;• CEA/Marcoule, Pôle nucléaire :Christian Bonnet, Directeur ;• CEA/Cesta, Pôle défense :Jean-Pierre Giannini, Directeur ;• CEA/Le Ripault, Pôle défense :Serge Dufort, Directeur ;• CEA/Gramat, Pôle défense : Didier Besnard, puisJacques Authesserre, Directeur.• CEA/Valduc, Pôle défense :François Bugaut, Directeur ;• CEA/DAM Île-de-France, Pôle défense :Pierre Bouchet, Directeur ;• CEA/Fontenay-aux-Roses, Pôle sciencesdu vivant : Mme Malgorzata Tkatchenko,Directeur ;• CEA/Grenoble, Pôle recherche technologique :Jean Therme, Directeur ;• CEA/Saclay, Pôle sciences de la matière :Yves Caristan, puis Jacques Vayron DirecteurCOMITÉ D’AUDITSes missionsLe Comité d’audit a pour missions :• d’examiner du point de vue comptable etfinancier : les projets de budget et de comptesannuels du CEA, l’arrêté des comptes consolidéset le rapport de gestion du groupe CEA, leprojet de contrat pluriannuel avec l’État ainsique le projet de plan stratégique à long etmoyen terme, le bilan du contrat avec l’État ;• de réaliser des études ponctuelles à la demandedu Conseil ou de sa propre initiative ;• d’examiner et de donner un avis au Conseilsur le rapport d’activité établi par laCommission consultative des marchés ;• de contribuer à la définition des normescomptables et financières, compte tenude la spécificité des règles applicablesau CEA, et de s’assurer de la pertinenceet de l’efficacité de ces normes ;• de donner un avis au Conseil sur l’efficacitédes procédures de contrôle interne ;• de donner un avis au Conseil lorsdu renouvellement du mandat ducommissaire aux comptes ;• de donner un avis sur la cartographie desrisques susceptibles d’apparaître ou existant ausein du CEA et d’apprécier les moyens prévusou à prévoir pour éviter leur réalisation.Ses travaux en 2012Le Comité d’audit s’est réuni à quatre repriseset a procédé, notamment, à l’examen des pointssuivants :• cartographie des risques ;• audits réalisés en 2011 - plan d’audit 2012 ;• mise en place d’un contrôle interne ;• rapport de la Cour des comptes relatifaux coûts de la filière nucléaire ;• rapport d’activité du Comité d’audit 2011 ;• arrêté des comptes 2011 ; arrêté descomptes consolidés 2011 du groupe CEA ;• jalons et indicateurs du Contrat d’objectifset de performance État-CEA 2010-2013 ;• exécution du budget 2012 ;• rapport d’activité 2011 de la Commissionconsultative des marchés du CEA ;• projet de budget 2013 etreprévisions semestrielles ;• taux d’actualisation desobligations de fin de cycle ;• réflexions sur les missions et attributionsrespectives du Comité d’audit et des Comitésde suivi de la couverture des chargesd’assainissement et de démantèlementdes installations civiles et de défense.Ses membres• M. Pierre Lepetit, Président ;• M. Charles-Antoine Louët ;• M. Vincent Moreau ;• M. Dominique Ghaleb ;• M. Guy Lumia ;• M. Ronan Stephan, puis Roger Genet.Assistent aux réunions :• M. Jean-Marie Rossinot,Mission du service du contrôle généraléconomique et financier près le CEA ;• Mme Nathalie Moulet,Secrétaire du Conseil d’administration en liaisonavec M. Christian Bozec, puis avecM. François Pupat, Directeur déléguéà l’inspection générale et à l’audit ;• MM. Thierry Blanchetier et David Chaudatdu cabinet Mazars et MM. Laurent des Placeset Laurent Genin du cabinet KPMG, commissairesaux comptes, en tant que de besoin./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 4 / 75

4 IORGANISATIONDU CEACOMITÉS DE SUIVI DE LACOUVERTURE DES CHARGESD’ASSAINISSEMENTET DE DÉMANTÈLEMENTDES INSTALLATIONS CIVILESET DE DÉFENSEPlacés auprès du Conseil d’administration, cescomités ont pour mission de contribuer au suivi duportefeuille d’actifs dédiés, constitué par le CEApour couvrir les charges futures d’assainissementet de démantèlement des installations civiles et dedéfense de l’Établissement. À ce titre, ils proposentau Conseil d’administration le cadre d’une politiquede constitution et de gestion des actifs decouverture, en respectant l’objet des actifs et lesprincipes de prudence et de répartition des risques.Pour exercer leur mission, ils examinent chacun,pour avis :• la Charte de gestion du Fonds dédiéaux dépenses d’assainissement et dedémantèlement des installations (civiles,pour l’un, et de défense, pour l’autre) ;• le plan pluriannuel à 5 ans d’exécutiondes travaux d’assainissement et dedémantèlement ainsi que le budget annuel ;• les perspectives d’équilibre financier duFonds sur la totalité de sa durée de vie ;• le devis des opérations couvertes par le Fondset leur échéancier temporel ainsi que lesincertitudes associées aux évaluations du passif ;• les éventuelles évolutions du périmètre ;• les comptes annuels du Fonds ;• les modalités de constitution, defonctionnement et de contrôle du Fonds ;• la politique de gestion des actifsfinanciers du Fonds ;• le dispositif de contrôle interne ;• et, d’une façon générale, toutesquestions relatives à l’application, parle CEA, des dispositions législatives etréglementaires relatives à la sécurisationdu financement des charges nucléaires.Ils donnent un avis sur le rapport annueld’activité et de gestion du Fonds, sur le rapporttriennal relatif au financement des chargesd’assainissement et de démantèlement, surla note d’actualisation annuelle relative àces charges ainsi que sur le rapport annuelrelatif au contrôle interne du Fonds.Leurs travaux en 2012Les Comités de suivi de la couverture descharges d’assainissement et de démantèlementdes installations civiles et de défense sesont réunis quatre fois en 2012. Ils ontnotamment examiné les points suivants :• options de clôture 2012 ;• projet de budget 2013 ;• rapport de gestion 2011 ;• audit « Phase 2 » sur les leviers d’améliorationrelatifs à la sécurisation des passifset l’optimisation des coûts ;• rapport sur le contrôle interne ;• note d’actualisation à fin 2011 du second rapporttriennal relatif au financement des chargesd’assainissement et de démantèlement ;• point sur la situation des actifs.Leurs membresComité de suivi de la couverturedes charges d’assainissement et dedémantèlement des installations civiles :• M. Pierre Lepetit, Président ;• M. Georges Servière ;• M. Vincent Moreau ;• M. Charles-Antoine Louët ;• M. Yves Robin ;• Mme Martine Dozol.Assistent aux réunions :• M. Jean-Marie Rossinot, Mission du service ducontrôle général économique et financier près leCEA, avec voix consultative ;• Mme Nathalie Moulet, Secrétaire du Conseild’administration du CEA ;• MM. Thierry Blanchetier et David Chaudat ducabinet Mazars et MM. Laurent des Places etLaurent Genin du cabinet KPMG, commissairesaux comptes, en tant que de besoin.Rapporteur : M. Christophe Gégout,Directeur financier du CEA.Comité de suivi de la couverture des chargesd’assainissement et de démantèlementdes installations de défense :• M. Pierre Lepetit, Président ;• M. Georges Servière ;• M. Vincent Moreau ;• M. Jacques Cousquer ;• M. Charles-Antoine Louët ;• M. Bernard Verrey.Assistent aux réunions :• M. Jean-Marie Rossinot, Mission du service ducontrôle général économique et financier près leCEA, avec voix consultative ;• Mme Nathalie Moulet, Secrétaire du Conseild’administration du CEA ;• MM. Thierry Blanchetier et David Chaudat ducabinet Mazars et MM. Laurent des Places etLaurent Genin du cabinet KPMG, commissairesaux comptes, en tant que de besoin.Rapporteur : M. Christophe Gégout,Directeur financier du CEA.COMITÉ DE L’ÉNERGIEATOMIQUES’apparentant à un comité interministériel,le Comité de l’énergie atomique, dont leCEA assure le secrétariat, peut être saisides problèmes généraux de la politiquenucléaire. Il arrête le programme de recherche,de fabrication et de travaux du CEA.Président du ComitéLe Premier ministre ou un ministre ayant délégationet, à défaut, l’Administrateur général du CEA.Membres de droit• M. Bernard Bigot, Administrateur général du CEA ;• M. l’Amiral Édouard Guillaud, chef d’état-majordes Armées ;• M. Pierre Sellal, Secrétaire général du ministèredes Affaires étrangères et européennes ;• M. Laurent Collet-Billon, Délégué généralpour l’armement ;• M. Jean-Paul Bodin, secrétaire général pourl’administration du ministère de la Défense ;76 / RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 4 /

• M. Pierre-Franck Chevet, puis Laurent Michel,Directeur général de l’énergie et du climat ;• M. Luc Rousseau, puis Pascal Faure, Directeurgénéral de la compétitivité, de l’industrie et desservices ;• M. Julien Dubertret, Directeur du budget ;• M. Bernard Dupraz, Délégué à la sûreténucléaire et à la radioprotection pour les activitéset installations intéressant la défense ;• M. Ronan Stephan, puis Roger Genet, Directeurgénéral pour la recherche et l’innovation ;• M. Alain Fuchs, Président du Centre national dela recherche scientifique.Personnalité choisie par le Premier ministre• Mme Jacqueline Lecourtier, puis PascaleBriand, Directrice générale de l’Agence nationalede la recherche.Personnalité choisie par le ministre chargé del’EnvironnementMme Agnès Buzyn, Présidente de l’Institutnational du cancer.Personnalités qualifiées dans le domainescientifique et industriel• Mme Catherine Cesarsky, puis M. Yves Bréchet,Haut-Commissaire à l’énergie atomique ;• M. Jacques Prost, Directeur général de l’Ecolesupérieure de physique et chimie industrielles –Membre de l’Académie des sciences ;• M. Henri Proglio, Président du Conseild’administration d’EDF ;• M. Luc Oursel, Président du directoire d’Areva.Assiste au Comité avec voix consultative• M. Bruno Rossi, Chef de la Mission du servicedu contrôle général économique et financierprès le CEA.Assiste aux séances du Comité• M. Hervé Bernard, Administrateur généraladjoint du CEA.CONSEIL SCIENTIFIQUELe Conseil scientifique assiste le Haut-Commissaire à l’énergie atomique dansl’exercice de ses fonctions notamment enproposant les orientations scientifiquesde l’établissement et en procédant à uneévaluation de son activité de recherche.En novembre 2012, c’est le CEA/Cadarachequi était évalué par le conseil scientifique.Président :• Yves Bréchet,Haut-Commissaire à l’énergie atomiquePersonnalités extérieures :• Mme Hélène Bouchiat, CNRS/LPS, Orsay ;• Mme Marie-Françoise Debreuille, I2EN, Saclay ;• M. Roland Douce, Université Grenoble ;• M. Alain Combescure, INSA Lyon ;• M. Olivier Joubert, CNRS, LTM, Grenoble;• M. Ludovic Julien, ENS / MESR ;• Mme Christine Petit, Institut Pasteur.Membres proposés par l’Administrateur général :• Mme Élisabeth Bouchaud, DSM/Iramis ;• M. Bernard Boullis, DEN/DISN ;• Mme Hélène Burlet, DRT/Liten ;• M. Frank Carré, DEN/DS ;• M. Denis Juraszek, DAM/DIF ;• Mme Vanina Ruhlmann-Kleider, DSM/Irfu.Représentants du personnel :• M. Jean-Pierre Bruhat, CGC - DAM/Dir ;• M. Jean-Paul Crocombette, CGT – DEN/DMN ;• M. Jean-Louis Gerstenmayer, CFTC – DRT ;• M. Patrick Blaise, SPAEN – DEN/DER ;• Mme Muriel Vernet, CFDT – DSV/IRCM ;• M. Mohamed Eid, CGT FO – DEN/DM2S.VISITING COMMITTEEÀ côté du Conseil scientifique, a été crééun Visiting Committee, constitué d’expertsinternationaux, chargé d’examiner les orientationsde la recherche et les résultats obtenus, avecun objectif d’identification du positionnementdu CEA dans le paysage international de laR&D. La session 2012 du Visiting Committees’est consacrée à l’étude des activités duCEA en imagerie in vivo, depuis la recherchefondamentale jusqu’aux application biomédicales.Experts du Visiting Committee 2012• Tim Behrens, John Radcliffe Hospital, Oxford,Royaume Uni• Gou-Chung Chi, National Chiao Tung University,Taiwan• Thomas W. Ebbesen, Université de Strasbourg,France• Serge Haroche, École Normale Supérieure, France• Alain Hervé, CERN, Suisse• Bengt Langström, Université d’Uppsala, Suède• Claire E. Max, Université de Californie à Santa Cruz,USA• Jacques Souquet, SuperSonic Imagine, France• Kamil Ugurbil, Université du Minnesota, USAMISSION DU SERVICEDU CONTRÔLE GÉNÉRALÉCONOMIQUE ET FINANCIERPRÈS LE CEAElle a pour mission d’exercer un contrôle surl’activité économique et la gestion financière.Composition :• M. Bruno Rossi, Chef de la Mission de contrôle ;• M. Jean-Marie Rossinot, Contrôleur généraléconomique et financier ;• M. Toni Cavatorta, Administrateur civil hors classe ;• M. Bernard Abate, Contrôleur généraléconomique et financier ;• M. Franck Le Guen, Contrôleur des Armées.Secrétaire du Comité• M. Jean-Philippe Bourgoin, Directeurde la stratégie et des programmes du CEA.© Artechnique/CEA (p. 25) • P.Avavian/CEA (couv., p. 11, 17, 18, 19, 20, 22, 23, 24, 29, 37, 42, 43, 57, 65) • P.Bazoge/CEA (p. 61) • Cadam/CEA(p. 35) • CEA/Institut Liten (p. 21) • P.Dumas/CEA (p. 11) • C.Dupont/CEA (couv., p. 61) • Fromentin/Marine Nationale (p. 30) • L.Godart/CEA(couv., p. 2, 4, 19, 54, 59, 64, 66, 71) • A.Gonin/CEA (p. 13) • PF.Grosjean/CEA (p. 34, 39, 49, 55) • F.Henry/REA (p. 72) • C.Jandaureck/Cadam/CEA (p. 31, 35) • Journal of the American Chemical Society (p. 46) • P.Labeguerie/CEA (p. 34, 55) • Lafanechère/CNRS (p. 50) • S. Lavisse et al/CEA (p. 48) • G.Lesénéchal/CEA (p. 24, 25) – J-F Mangin, V. El Kouby, M. Perrin, Y. Cointepas, C. Poupon (p. 49) • D.Marchand DSM/CEA (p. 56) •C.Morel/Our Polar Heritage-CEA (p. 27) • S. Nicaud/CEA/Tara Expeditions (p. 47) • A.Porcher IRFU/CEA (p. 53, 56) • H.Raguet/Science&Avenir/CEA (p. 34) • D.Sarraute/CEA (p. 33) • E. Stanislas/CEA (p. 11) • P.Stroppa/CEA (couv., p. 12, 21, 32, 37, 40, 41, 42, 50, 51, 53, 69, 70) •S.Renard/CEA (p. 7, 27, 28, 59) • F.Rhodes/CEA (p. 29) • UJF (p. 45) • F.Vrignaud/CEA (p. 48) • ZY Sun, D. Rivière, JF Mangin/CEA (p. 49) •Conception & réalisation : Obea Communication./ RAPPORT ANNUEL CEA 2012 / PARTIE 4 / 77

Commissariat à l’énergie atomiqueet aux énergies alternativesRapport annuel91191 Gif-sur-Yvette cedexwww.cea.fr