Le Laboratoire "Archéomatériaux et Prévision de l’Altération" LAPA réunit, dans le cadre d'un Laboratoire de Recherche Correspondant du CEA (n° DSM 01-27) des équipements et des chercheurs du CEA (NIMBE) et du CNRS (NIMBE UMR3685 et Laboratoire Métallurgies et Cultures (LMC, Belfort). D'autre part le LAPA, en tant qu'antenne à Saclay du LMC, constitue avec le Centre de Recherche en Physique appliquée à l'Archéologie (CRP2A, Bordeaux) et le Centre Ernest Babelon (CEB, Orléans), l'Institut de recherche sur les archéomatériaux (IRAMAT UMR5060). Le LAPA est spécialisé dans l’étude des systèmes composites constitués pour partie de matériaux métalliques.

Membre du LABEX PATRIMA            Membre du réseau CAIRN                    Membre du DIM MAP

                                                                                                                          

Actualité : Chantier Notre-Dame

Les chercheurs du LAPA sont membres de l’association des scientifiques pour la restauration de Notre-Dame. Philippe Dillmann est chargé de mission pour coordonner avec Martine Regert le chantier CNRS Notre-Dame (lire l'interview dans le CNRS Hebdo, visionner l'audition à l’ Office Parlementaire d'Evaluation des Choix Scientifiques et Technologiques) NOUVEAU ! Notre-Dame de Paris : du bois et du fer, un film CEA (communication DRF-CEA, 2019) voir la VIDEO

A VENIR ! Conférence ICA II :

        
 

 

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Les travaux de recherche du LAPA s'articulent autour de deux grands axes :

LE PREMIER AXE DE RECHERCHE du LAPA a trait à la compréhension de la dégradation des systèmes  sous l'effet de la corrosion à très long terme. Ces études permettent de fournir des données cruciales pour la modélisation à très long terme et la protection des matériaux et ont plusieurs domaines d’application : le principal est la prévision de la corrosion et de l’altération sur des durées multiséculaires des matériaux métalliques employés dans les concepts d’entreposage et de stockage des matières nucléaires.Cet axe de recherche qui considère les systèmes archéologiques comme des analogues, apporte également de nombreuses retombées dans le domaine de la conservation et la restauration des matériaux du patrimoine.

 

 

 

LE DEUXIEME AXE DE RECHERCHE du groupe concerne des applications liées aux sciences humaines, plus spécifiquement l’archéologie et l’histoire des techniques. En effet, la compréhension fine de la structure et de la composition microscopique des matériaux peut amener à en reconstituer l’histoire thermo-chimique mais également à fournir des indications sur leur provenance. Nos travaux pour mettre au point et développer (en collaboration avec le LMC14 du CEA) la datation de l’acier par radiocarbone offrent des perspectives importantes pour la connaissance de la métallurgie ancienne. Enfin, les méthodes d’investigation développées au sein du groupe sont utilisées pour la compréhension et la prospection de sites archéologiques liés à différentes métallurgies (voir notre site référence de Castel-Minier).  

 

         

LEEL

Au sein du Laboratoire d'Etude des Eléments Légers (LEEL), les thèmes de recherche se concentrent autour du comportement des éléments légers dans les matériaux pour l'énergie. Les activités vont de la synthèse des matériaux à la caractérisation. Celle-ci s'appuie en grande partie sur l'outil spécifique du laboratoire, la microsonde nucléaire, instrument particulièrement adapté au suivi des éléments légers. En particulier, les processus de diffusion, de précipitation et de ségrégation des éléments légers peuvent être appréhendés de manière locale à l'aide de réactions nucléaires judicieusement choisies, que ce soit en utilisant des traceurs isotopiques ou en dosant directement l'élément recherché. Nous appliquons ainsi ces méthodes aux matériaux pour l'énergie et la technologie (matériaux pour accumulateurs électrochimiques & piles à combustible, matériaux du nucléaire). Dans certains cas, ces études sont menées sur des échantillons fortement irradiants grâce à la ligne chaude Casimir.

Nous employons également les microfaisceaux d'ions afin d'étudier les processus issus de la radiolyse, comme la réponse à l'irradiation locale et à faible dose de cellules en culture. Il est en effet observé que la réponse d'une culture cellulaire irradiée ne se limite pas aux seules cellules ciblées, mais que les cellules voisines (dites « bystander ») participent également à la réponse à l'irradiation. Cet effet est particulièrement observable à faible dose et s'étudie avec des dispositifs d'irradiation en mode ion par ion.

L'ensemble de ces thèmes sont menés souvent en étroite collaboration avec d'autres équipes du CEA et du CNRS.

Le laboratoire accueille également auprès de la microsonde nucléaire des équipes extérieures qui bénéficient ainsi d'un support scientifique et logistique pour la réalisation d'expériences validées par un comité de programme.

Membres du groupe LEEL.

Contact : Hicham KHODJA

LICSEN was created in January 2014 by association within the NIMBE (UMR 3685) of  the former groups LCSI (SPCSI) and LEM (SPEC)


 

 

 

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The LICSEN (Laboratory of Innovation in Surface Chemistry and Nanosciences) combines chemists and physicists (12 CEA staff members, 2 university associates, ~12 Ph.D students and postdoctoral fellows) around a core expertise in the field of chemical functionalization of surfaces and nanomaterials. The main objective is to provide these surfaces and nanomaterials with additional properties of interest in the fields of renewable energies and nanosciences for information and health technologies. Our studies expand from the understanding of chemical and physical mechanisms at the fundamental level up to the development of patented processes. The laboratory notably has strong interactions with industrial partners, in particular through bilateral projects and joint laboratories.

Learn more about our research topics following this link:

- Chemical Functionalization of Surfaces (Graftfast, SEEP, antibacterial surfaces, surfaces for depollution...)

- Chemistry of Nanomaterials (nanotubes, graphene and other 2D materials...)

- Materials for energy conversion & storage (batteries, fuel cells, PV...)

- Innovative Technologies for Biology & Healthcare (biosensors, implants, drug delivery)

- Organic & Molecular Electronics (organic devices and circuits, printed Electronics...)

LCMCE

Le Laboratoire de Chimie Moléculaire et Catalyse pour l'Energie (LCMCE) est spécialisé dans l’étude et la synthèse de composés moléculaires actifs, basés sur la chimie des métaux de transition, des éléments f et des éléments du groupe principal.

La réactivité de ces composés organiques et organométalliques est mise à profit dans l'activation de petites molécules, telles que H2, CO et CO2, et dans leur conversion catalytique en molécules valorisables.

Les recherches variées menées par le LCMCE sur les ions des métaux f, visent à exploiter leurs particularités chimiques sur les plans fondamentaux et appliqués dans les divers domaines de la chimie moléculaire (synthèse, structure, réactivité, activation de petites molécules, de la catalyse, des matériaux, du magnétisme et de l’optoélectronique). Le couplage des études expérimentales et théoriques permet de relier les propriétés physico-chimiques des complexes à la nature de l’interaction métal-ligand en soulignant le rôle des orbitales f.

Responsable : Martine Mayne

Le LEDNA (Laboratoire Edifices Nanométriques) comprend 18 permanents et une douzaine de doctorants, post-doctorants et CDD.

Axée sur la recherche fondamentale en nanosciences, son expertise porte sur le développement, selon une approche bottom-up, de méthodes de synthèse et d’élaboration de nano-objets ou matériaux nanostructurés originaux. L'objectif est de répondre à des applications à fort impact sociétal dans le domaine de l’énergie, de l’environnement, de la santé et des matériaux composites fonctionnels.

Le LEDNA a pour principal objectif scientifique d'étudier les phénomènes physico-chimiques à mettre en œuvre pour concevoir des procédés de synthèse performants  (rendement, efficacité...) en phase gazeuse ou en phase liquide et  d'analyser  leurs propriétés physique, chimique et mécanique intrinsèques résultant de leur faible taille, ou à l'issue de leur  mis en forme dans des matériaux ou des dispositifs , en vue d'applications.

Ces recherches sont organisées autour de 5 thématiques :

Le LEDNA mène également des travaux transverses de fonctionnalisation de surface et de mise en forme des nano-objets. Il s’intéresse aux impacts sociétaux de ces nano-objets en étudiant leur toxicité, en collaboration avec des biologistes.

Pour mener ces études, le LEDNA réalise des développements instrumentaux :

  • lentilles aérodynamique pour générer des jets de nanoparticules pour la synthèse et l'analyse (au laboratoire et sur synchrotron)
  • de dispositifs de synthèse dédiés aux analyses in situ (au laboratoire et sur synchrotron)
  • de techniques d'analyse en ligne des procédés (spectrométrie de masse, LIBS...)

et dispose d'équipements de caractérisation performants adaptés à l'étude de nanoobjets : MEB-FEG, Spectroscopie Raman,  Spectroscopie de corrélation de photons... et de mesures des propriétés chimiques, physiques ou mécaniques : mesures électriques, électrochimiques...

Et se déplace sur les grands instruments (SOLEIL, ESRF...)  : dépôt de projets et collaborations sur temps de faisceau interne.

Une des spécificités de l’équipe LEDNA est l’équilibre entre études académiques et appliquées : pour les systèmes ayant atteint un niveau de maturité permettant de proposer une valorisation industrielle, le LEDNA se préoccupe, par des travaux de R&D conjoints, de transposer les procédés de synthèse et les dispositifs élaborés au laboratoire à l'échelle supérieure pré-industrielle (prototypes, TRL 2 à 5). Pour cela, le LEDNA s’appuie sur les partenariats existants (Sté Nawatechnologies, Sté Ethera, RTE-France...) ou en construction, et collabore avec de nombreuses équipes de recherche nationales (ICMO et LPS d'Orsay, CEA-LITEN, ICGM Montpellier, LNIO UTT-Troyes...) ou internationales (NTU Singapour, Karlsruhe-KIT, Université de Birmingham...).


LIONS

Gold, emulsions, imogolites and microfluidics

Le Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire  (LIONS) fait partie du NIMBE - UMR CEA-CNRS 3685. Ses activités se concentrent sur la compréhension et l'utilisation de l'auto-assemblage pour créer des architectures supramoléculaires.

L'approche interdisciplinaire est fondamentale au LIONS puisque nous allions la physique statistique, la physique expérimentale en laboratoire (microscopie, diffraction, spectroscopie) et sur les grands instruments (diffusion des neutrons, de rayons x sur sources synchrotron), la chimie (synthèse, analyse élémentaire) et l'inspiration biologique.

L'importance primordiale des interfaces dans l'auto-assemblage explique que beaucoup d'efforts soit  dédié à expliquer par exemple l'effet spécifique des ions aux interfaces, comment modifier les interfaces  entre  l'huile et l'eau (émulsions stimulables, microémulsions) ou comment les réactions chimiques peuvent transférer des espèces à travers une interface liquide-liquide (avec l'aide de nombreux dispositifs microfluidiques).

Les briques élémentaires pour l'auto-assemblage sont très souvent des nano-objets de différentes formes (sphères, tubes ou bâtonnets) dont la nucléation et la croissance est contrôlée avec précision par la chimie de surface. La cinétique de croissance est analysée par  des techniques de diffusion résolue en temps et des outils de la physique statistique.

Pour certaines nanoparticules, le LIONS a aussi acquis une expertise précieuse sur leur toxicité. À une échelle plus grande, l'auto-assemblage de briques nanométriques est étudié pour fournir des réseaux de nanoparticules, des ligands supramoléculaire pour l'interaction avec des membranes biologiques, des membranes polymères ou des matériaux bio-inspirés comme dans les études sur la biominéralisation que nous menons.

Les activités du LIONS donnent lieu à de nombreuses collaborations françaises et internationales  (Etats-Unis, Espagne, Italie, Allemagne, Grèce, Israël)

LSDRM

    

Le Laboratoire de Structure et Dynamique par Résonance Magnétique (LSDRM) fait partie du NIMBE - UMR CEA-CNRS 3685.

Les recherches menées au LSDRM sont centrées sur le développement et l’utilisation de la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN). De nouvelles méthodes et des approches originales sont développées pour des applications allant de la phase gaz à la phase solide, pour une meilleure connaissance de la structure fine des matériaux tels que les verres nucléaires ou les macromolécules biologiques. Les compétences du Laboratoire s’étendent des développements instrumentaux jusqu’aux simulations moléculaires pour la spectroscopie et l'imagerie. 


The Laboratory 'Structure and Dynamics by Magnetic Resonance' (LSDRM) belongs to NIMBE, UMR CEA/CNRS 3685.

The research axes are centered on the conception and the use of new NMR tools. Cutting edge methods and original approaches are proposed, from instrumental developments to molecular simulations. The applications cover a large field from the gas to the solid phase, from spectroscopy to imaging, for a better knowledge of the fine structure of materials such as nuclear glasses or biological macromolecules. A strong support in Quantum Chemistry is required for an in-depth study of these different fields. 

Membres / Members

Patrick BERTHAULT

Céline BOUTIN

Guillaume CARRET

Thibault CHARPENTIER

Erwan CHESNEAU

Jean-Pierre DOGNON

Gaspard HUBER

 

Estelle LEONCE

Emilie MARI

Mélanie MOSKURA

Rodolphe POLLET

Dimitris SAKELLARIOU

Alan WONG

 

 

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