Dans les domaines d'application des sciences analytiques, de la chimie, de la physicochimie des surfaces et des interfaces, de l'ingénierie des surfaces, des procédés laser. Il intervient à 80% dans le département de chimie et à 20% dans le département MEP.

Descriptif du Service d'Etudes Analytiques et de Réactivité des Surfaces

La création du SEARS répond à une volonté de favoriser et mettre en visibilité un pôle de développements innovants appuyé sur des compétences fortes dans deux pôles d’expertise qui interagissent :

  • Un pôle Sciences Analytique qui développe de nouvelles instrumentations et de nouvelles méthodologies et dont les résultats permettent d’instrumenter des bancs d’études (« smarts experiments »), d’acquérir des mesures et des données expérimentales de base en environnement extrême (température, pression, composition chimique) pour alimenter des modèles physicochimiques, des modèles phénoménologiques ou des codes de calcul.
  • Un pôle Ingénierie des Surfaces intervenant dans le domaine de physico-chimie des interfaces réactives des matériaux, dans le but de protéger ces matériaux et leurs interfaces des agressions chimiques, mécaniques, ou leur conférer des propriétés particulières et à façon, et augmenter ainsi leur durée de vie.

Un thème transverse concerne les applications des lasers qui se déclinent vers l’analyse, la mesure et le traitement de surface.

Le SEARS regroupe des compétences principalement dans les domaines : de la radiochimie, de la chimie analytique, de l’analyse physico-chimique, du développement instrumental, du laser et de l’optique, de la physico chimie aux interfaces.

Les domaines d’étude et principales applications sont :

Pour les sciences analytiques :

  • l’analyse isotopique et élémentaire de haute précision pour les combustibles nucléaires,
  • la radiochimie pour l’analyse des déchets et des effluents
  • la spectroscopie et les techniques optiques pour l’analyse et la mesure in situ, éventuellement à distance, pour le suivi en temps réel des procédés,
  • la miniaturisation des systèmes analytiques et chimiques pour la diminution des contraintes liées au milieu nucléaire.
  • la spéciation chimique pour la gestion des déchets nucléaires, le retraitement des combustibles, la toxicologie
  • la mesure de traces et ultra traces

Pour l’ingénierie des surfaces :

  • le traitement de surface par laser, pour augmenter la durée de vie des matériaux du nucléaire ou les décontaminer par ablation surfacique,
  • la micro-gravure laser pour réaliser des laboratoires sur puce à façon,
  • l’étude de la réactivité chimique des surfaces et des interfaces des matériaux pour déterminer leur comportement dans leurs milieux,
  • la caractérisation physico chimique des surfaces pour déterminer et prédire le comportement des matériaux dans leur environnement chimique.

Les études vont des études fondamentales à la mise au point de méthodologies ou de techniques appliquées au laboratoire, à la réalisation de maquettes ou bancs d’études, jusqu’à la valorisation par la réalisation de prestations à forte valeur ajoutée et l’industrialisation d’outils et/ou méthodes avec la création de start-up ou de licensing.

Le SEARS développe également une activité de valorisation grâce des plateformes, telle que la plateforme PLANI (Plateforme Lasers nanoseconde pour Applications industrielles Innovantes), qui a pour but de réaliser à partir de son socle d’expertise et pour des clients extérieurs à la DEN, des prestations analytiques, des expertises, et des réalisations basées sur les applications des lasers nanosecondes, et une plateforme analytique, pour les expertises et prestations basées sur l’ensemble des autres instrumentations analytiques.

Le SEARS est fortement impliquée dans la communauté scientifique francilienne aussi bien dans le domaine de la R&D en sciences analytique (via le DIM Analytics et l’ensemble des laboratoires le constituant) que dans le domaine de la R&D pour l’ingénierie par laser des surfaces et interfaces réactives et leur caractérisation (ECP, Mines de Paris, ENSCP, ENSAM). Des projets communs, ANR ou européens, sont régulièrement déposés, des thèses et des post doc sont co encadrés, des projets de R&D sont régulièrement menés en commun. Le SEARS participe également à de nombreux circuits d’inter comparaisons (CETAMA, AIEA).

Pour chacun des deux pôles, plusieurs thématiques, basées sur des domaines d’application privilégiés, sont identifiées :

Pôles Sciences analytiques :

  • Analyse de déchets et effluents nucléaires
  • Analyse isotopique de haute précision pour les combustibles nucléaires
  • Analyse, mesures, mesures à distance, mesures in situ, capteurs, pour les procédés (LIBS, capteurs optiques, radiométrie photothermique)
  • Spéciation des radionucléides dans les milieux complexes
  • Miniaturisation des systèmes analytiques

Pôle Ingénierie des surfaces :

  • Traitement de surface par laser avec et sans apport de matière
  • Décontaminations de surfaces par ablation laser
  • Microgravure et marquage laser
  • Etude de la radiolyse par simulation laser de l’interaction rayonnement matière.

Le SEARS est organisé en 3 laboratoires :

  • Le laboratoire d’Ingénierie des Surfaces et Lasers (LISL)
  • Le Laboratoire de développement Analytique Nucléaire, Isotopique, Elémentaire (LANIE)
  • Le Laboratoire d’Analyse en Soutien aux Exploitants (LASE)