Les infrastructures de recherche (IR)

Institut national de physique

LNCMI - Laboratoire national des champs magnétiques intenses

© CNRS Photothèque - photographe: SAMBA Nadia

Le LNCMI est un laboratoire situé sur deux sites : à Grenoble (champs statiques) sur le Polygone scientifique à proximité de l’ILL et de l’ESRF et à Toulouse (champs pulsés) sur le Campus scientifique.

Le LNCMI met à disposition des chercheurs ou utilisateurs externes 4000 heures par an de champs magnétiques continus atteignant 35 Teslas et 4000 tirs par an de champs magnétiques pulsés atteignant 70 Teslas.

Le projet European Magnetic Field Laboratory (EMFL) est inscrit sur la feuille de route européenne ESFRI. Ce projet, notamment soutenu par le CNRS, tend à la création d’une infrastructure distribuée européenne pour l’usage scientifique des champs magnétiques intenses. Il aura pour objectif d’intégrer et de renforcer quatre infrastructures existantes : le LNCMI (Grenoble & Toulouse), le Hochfeld Labor Dresden (Dresden) et le High Field Magnet Laboratory (Nijmegen).

Site du LNCMI  |  Site de l'EMFL

Luli - Laboratoire pour l’utilisation des lasers intenses

© CNRS Photothèque - photographe: MURIOT Alain

Le Luli est un laboratoire de recherche qui réunit le CNRS, l’École polytechnique, le Commissariat à l’énergie atomique et l’Université Paris VI, ces partenaires ayant formalisé leur accord par la signature d’une convention le 2 juin 1998. Le Luli est dédié à l'étude des plasmas créés par laser et de leurs applications.

Site du Luli

Centrales de proximité

Le réseau des centrales de proximité a deux missions à remplir :

  • coordonner les ressources technologiques de neuf centrales de proximité afin d’optimiser les investissements lourds locaux spécifiques et créer, conjointement au réseau de grandes centrales nationales, une infrastructure de recherche au meilleur niveau international ;
  • veiller à la mise à disposition des moyens à l’ensemble des laboratoires et des entreprises ayant des activités en micro et nanotechnologies. Veiller à une articulation cohérente avec les grandes centrales du réseau Renatech.

Le réseau de centrales de proximité représente une infrastructure de 3000 m2 de salles blanches.

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Institut des sciences de l’Univers

ESO - European Southern Observatory

© CNRS Photothèque - photographe: DELFOSSE Xavier

ESO est l’organisation intergouvernementale européenne pour la recherche astronomique dans l’hémisphère sud. Cette organisation a été créée en 1962 pour établir un observatoire astronomique dans l'hémisphère sud, équipé d'instruments puissants (télescopes comme le VLT, Alma, ELT en préparation...), dans le but d'améliorer la collaboration et l'organisation en l'astronomie.

Elle compte actuellement 13 États membres et fait fonctionner une série de télescopes astronomiques situés sur le site de La Silla, près de La Serena au Chili, à 2450 m d'altitude dans les Andes.

Le CNRS participe directement à la réalisation de certains instruments : Muse, Sphere…

Site de l'ESO

CDS - Centre de données astronomiques de Strasbourg

Observatoire de Strasbourg

Le Centre de données astronomiques de Strasbourg (CDS), créé en 1973 et composante de l’UMR 7550 et de l’Observatoire de Strasbourg, est abrité par l’Université Louis Pasteur.

Sa mission est de collecter, homogénéiser, distribuer, préserver l’information astronomique, pour le bénéfice de l’ensemble de la communauté scientifique internationale.

Ce centre a pris un essor spectaculaire avec le développement de l’Observatoire virtuel (OV), dont l’objectif est de donner un nouvel accès au ciel et d’intégrer une vision multi-instrument, multi-longueur d’onde.

Site du CDS

Resif

Logo Resif

La mission de Resif est de mettre à disposition des scientifiques (français et étrangers) ainsi qu’aux opérateurs en charge de missions opérationnelles ou appliquées, des données sismologiques et géodésiques provenant d’une antenne d’observation sismologique et géodésique unique intégrant des mesures de déformation du sol à toutes les échelles du temps, depuis les déformations statiques jusqu’aux déformations haute-fréquence dues aux séismes et au bruit sismique. Resif s’intègre dans le dispositif européen et mondial d’observations géophysiques et les données sont distribuées librement dans des formats standard, selon les normes internationales du domaine.

Cette mise à disposition gratuite des données de Resif a comme objectifs principaux :

  • l’amélioration de notre connaissance de la structure et de la composition de la Terre aux échelles locale (territoire national), régionale (l’Europe) et globale ;
  • l’observation des séismes et des déformations de la croûte pour mieux comprendre la géodynamique et appréhender l’aléa sismique sur le territoire national.

Enfin, un axe de recherche majeur est l’étude de la variabilité temporelle des processus dynamiques qui animent la Terre, afin de mieux cerner les causes de la rupture sismique et les liens entre processus profonds et superficiels en tenant compte de la structuration des milieux.

Trois types d’équipements font actuellement partie de Resif : sismologique (observations à moyennes à hautes-fréquences), de géodésie spatiales (GNSS) (observations basses-fréquences), et gravimétrique (pour établir le lien entre les déformations et les mouvements de masse). Pour les trois types d’équipements, Resif dispose d’installations permanentes et d’instruments mobiles, autorisant des densifications temporaires du dispositif en fonction des besoins et permettant d’effectuer des études ciblées hors du territoire national si le contexte géodynamique y est plus propice.

Site de Resif

European Multidisciplinary Subsea Observatory (EMSO)

Logo EMSO

EMSO (European Multidiciplinary Subsea Observatory) est un réseau européen d’observatoires sous-marins pour l’environnement. Le réseau comprend 11 sites observatoires distincts sur le pourtour européen, à des stades divers d’installation. Chaque site est, ou sera à échéance de 2016 / 17, équipé de capteurs physiques, chimiques, et biologiques et de liaisons câblées vers la côte ou mixtes acoustiques / hertziennes via des bouées permettant la transmission en temps réel ou légèrement différé des données acquises. Accès libre aux données transmises.

EMSO vise à acquérir des séries temporelles longues (> 12 ans) dans les mers du pourtour européen avec pour objectifs principaux :

  • l’étude de l’impact du réchauffement climatique sur les océans entourant l’Europe ;
  • l’étude des écosystèmes marins profonds dans une optique de recherche fondamentale mais aussi de gestion durable, en s’intéressant particulièrement aux facteurs anthropogéniques et climatiques ;
  • l’étude des processus tectoniques, volcaniques, hydrothermaux et gravitaires et la surveillance des risques naturels associés (séismes, tsunamis, instabilité des pentes) pour les zones côtières à forte densité de population.
Site d'EMSO

In Service Aircraft for a Global Observing System (IAGOS)

IAGOS-ERI est un projet d’infrastructure de recherche européenne qui a pour but d’établir, d’opérer et d’exploiter un réseau global d’observation à long terme de la composition de l’atmosphère : gaz trace réactifs (ozone, monoxyde de carbone, oxydes d’azote), gaz à effet de serre (vapeur d’eau, dioxyde de carbone, méthane, ozone), aérosols et particules nuageuses (gouttes d’eau et cristaux de glace). La couverture terrestre globale sera assurée par une flotte d’une vingtaine d’avions de ligne (de type Airbus A340 / A330) appartenant à des compagnies aériennes internationales et embarquant l’instrumentation IAGOS. Ces observations sont exploitées par les réseaux scientifiques internationaux, les centres internationaux de prévisions météorologiques, les centres nationaux de prévision de la qualité de l’air, le Centre Atmosphérique du programme GMES / Copernicus (Global Monitoring of Environment and Security, maintenant appelé Copernicus), et plus largement par la sphère de GEOSS (Global Earth Observation System of Systems).

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Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3)

LHC - Large Hadron Collider

© CNRS Photothèque/IN2P3

Le grand collisionneur de hadrons (LHC) est un accélérateur de particules situé près de Genève, sur la frontière franco-suisse, à environ 100 mètres sous terre. Étudiant les composants fondamentaux de la matière, le LHC révolutionnera ainsi notre compréhension du monde, de l’infiniment petit - à l'intérieur des atomes -, à l’infiniment grand de l’Univers.

En faisant entrer en collision frontale deux faisceaux de particules subatomiques de la famille des « hadrons » à une vitesse proche de celle de la lumière et à de très hautes énergies, le LHC recrée les conditions qui existaient juste après le Big Bang. Des équipes de physiciens du monde entier analysent les particules issues de ces collisions en utilisant des détecteurs spéciaux.

Le CNRS participe à la réalisation de 4 détecteurs - Atlas, CMS, Alice, LHCb – dans le cadre du MoU signé entre l’IN2P3 et le CERN en 1996 et en 2000.

Site du LHC

HESS I et II - High Energy Stereoscopic System

© CNRS Photothèque - photographe: DELHAYE Claude

La phase I de HESS désigne un ensemble de quatre télescopes installés en Namibie sur le plateau de Gamsberg. Le premier télescope est opérationnel depuis 2002, l’ensemble des quatre l’étant depuis décembre 2004.

La phase 2 de HESS a pour objectif de construire un cinquième télescope, d’un diamètre de 28 mètres, afin d’abaisser le seuil en énergie. Ce télescope sera placé au centre des quatre télescopes existants.

HESS est consacré essentiellement à l'observation du ciel austral qui donne accès à la plus grande partie de la Voie Lactée. En détectant les rayons gamma de très haute énergie grâce aux éclairs lumineux qu'ils produisent en interagissant avec l'atmosphère terrestre (« effet Tcherenkov »), HESS apporte des informations précieuses sur des phénomènes parmi les plus violents de l'Univers.

Site de HESS

MEUST / KM3

Le projet MEUST (Mediterranean Eurocentre for Underwater Sciences and Technologies) se propose de déployer au large de Toulon une infrastructure sous-marine de deuxième génération, dans le cadre des consortiums européens KM3NeT et EMSO, en exploitant l’expertise unique acquise sur l’expérience ANTARES.

Inscrit sur la feuille de route ESFRI des grandes infrastructures européennes, KM3NeT a pour objectif de construire en mer Méditerranée un télescope à neutrinos au moins dix fois plus sensible qu’ANTARES, et constitué d’éléments moins couteux et plus faciles à déployer.

MEUST se propose de déployer au large de Toulon une infrastructure sous-marine câblée de deuxième génération par rapport au projet pionnier ANTARES, opérationnel depuis 2008.

Le premier but de MEUST consiste à fournir les bases techniques et logistiques d’un site de déploiement graduel du futur télescope à neutrinos KM3NeT. Dans sa configuration finale, KM3NeT aura une sensibilité 50 fois plus grande qu’ANTARES, et sera complémentaire du télescope ICECUBE au pôle sud, qui observe une région différente du ciel. Le premier objectif de l’astronomie neutrino est d’ouvrir une nouvelle fenêtre d’observation de l’univers. Grâce aux propriétés uniques du neutrino, en particulier sa très faible interaction avec la matière, il sera possible d’observer les régions les plus lointaines de l’Univers et le cœur des phénomènes cataclysmiques les plus violents qui s’y produisent. En particulier, de part sa taille et sa position dans l’hémisphère nord, KM3NeT est en bonne position pour découvrir les premières sources galactiques de neutrinos énergétiques et contribuer à résoudre le mystère centenaire de l’origine des rayons cosmiques. Récemment, une nouvelle opportunité d’utilisation de l’infrastructure MEUST a été identifiée, avec la possibilité de déterminer la hiérarchie de masse des neutrinos par la mesure des neutrinos produits dans l’atmosphère par les rayons cosmiques. Cette option, baptisée ORCA, est en cours d’étude et utiliserait les technologies KM3NeT dans une configuration plus compacte du télescope par rapport à sa configuration d’observatoire astronomique.

Vu leur très faible probabilité d’interaction, les neutrinos sont observés en utilisant la terre entière comme cible, et en mesurant le flash lumineux produit au fond de la mer (ou dans la glace pour ICECUBE) par leurs produits d’interaction dans la croute terrestre. Cela nécessite de déployer dans les abysses un réseau de capteurs optiques de grande dimension, qu’il faut alimenter en courant et dont il faut lire les données en temps réel. Une infrastructure de ce type offre des perspectives révolutionnaires aux sciences environnementales en leur permettant de connecter des capteurs spécifiques effectuant un suivi continu d’un des milieux les moins bien connus de la planète : les grands fonds marins. Parmi les défis majeurs de la recherche de l’océan profond figurent : le changement climatique (altération des courants océaniques et la stratification, les changements de la productivité océanique, l’acidification de l’océan), la biodiversité (la biosphère profonde, nouveaux chemins biochimiques à découvrir, la physiologie des organismes abyssaux, les limites de la vie et l’origine de la vie), la géoscience (relation entre les tremblements de terre et glissements de pentes sous-marines).

Cette synergie naturelle entre astronomie neutrino et sciences environnementales a conduit l’IN2P3 à développer un partenariat étroit avec l’INSU, et MEUST se situe d’emblée dans le cadre des deux projets. Il est prévu que les instruments EMSO de MEUST utilisent 5 à 10% des capacités de l’infrastructure sous-marine en termes d’alimentation électrique et transferts de données.

Site de KM3

France Grilles

Logo France Grilles

Les missions principales de France Grilles sont les suivantes :

  • établir et opérer une infrastructure nationale de grille de production, pour le traitement et le stockage de données scientifiques massives ;
  • contribuer avec les autres états membre impliqués au fonctionnement de l’infrastructure européenne EGI et définir les modalités de la participation française à EGI.eu ;
  • favoriser les rapprochements et les échanges entre les équipes travaillant sur les grilles de production et les grilles de recherche.

Ces missions s’étendent aujourd’hui aussi au domaine du Cloud Computing.

Le Groupement d’Intérêt Scientifique France Grilles est le représentant français dans EGI. Il a accueilli en Septembre 2011 à Lyon le dernier forum technique d’EGI, occasion du plus gros événement européen sur la grille et le Cloud Computing depuis 10 ans.

Site de France Grilles

Large Synoptic Survey Telescope (LSST)

Vue d'artiste du Large Synoptic Survey Telescope (Crédits : 2004 LSST Corporation)

Cet équipement est destiné à effectuer des relevés complets du ciel en six couleurs à des fréquences de quelques jours. En dix ans, à partir de 2021, chaque région du ciel accessible au télescope compte tenu de sa localisation sera observée 2000 fois, permettant ainsi d’une part, en analysant les images d’un même point du ciel, de s’affranchir largement des distorsions instrumentales et d’autre part d’obtenir une couverture temporelle systématique de régions étendues du ciel.

L'objectif scientifique principal du LSST est donc d’une part d’obtenir une qualité d’imagerie profonde inégalée au sol sur de très grandes surfaces, et d’autre part d'ouvrir le domaine du temps à l'astronomie, en cartographiant le ciel en profondeur, rapidement et régulièrement, et de pouvoir ainsi détecter les changements qui s'y produisent. De multiples études seront donc possibles : sur la nature de l'énergie sombre, sur la matière sombre, sur les astéroïdes et autres petits corps du système solaire, sur les événements transitoires, tels que les supernovae ou les sursauts gamma, sur la dynamique de la galaxie…Les caractéristiques du LSST offriront un potentiel de découverte particulièrement élevé.

Site de LSST

CC-IN2P3 - Centre de calcul de l’Institut national de physique nucléaire et de physique des particules

© CNRS Photothèque/IN2P3

Installé depuis 1986 sur le domaine scientifique de la Doua près de Lyon, le CC-IN2P3 est spécialisé dans la fourniture de services informatiques nécessaires à l’analyse et à l’interprétation des processus fondamentaux de la physique subatomique.

Le CC-IN2P3 a également ouvert ses portes aux astrophysiciens (qui occupent aujourd’hui près de 40% des ressources informatiques du centre) et récemment, aux biologistes, dont les besoins sont proches de ceux de la physique subatomique.

En parallèle, le CC-IN2P3 a développé une expertise dans les technologies de grille informatique (grid computing) et est devenu aujourd’hui un acteur majeur du dispositif en France.

Site du CCIN2P3

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Autres instituts

Renatech

Logo Renatech

Renatech, REseau NAtional des grandes centrales de TECHnologie, est un GIS regroupant six UMR/UPR CNRS-Universités réparties sur le territoire national et fortemant impliqués dans la recherche technologique. Le GIS regroupe donc les 6 centrales technologiques IEMN, LTM, LAAS, IEF, FEMTO, LPN. Le GIS est co-piloté par l’INSIS et les tutelles universitaires des laboratoires.

Renatech représente une infrastructure de 7000m2 de salles blanches et un parc d’équipement de 126M€ environ.

Ses missions sont :

  • Coordonner les ressources technologiques de six grandes centrales afin d’optimiser les investissements lourds nationaux et créer une infrastructure de recherche au meilleur niveau international.
  • Mettre ses plateformes technologiques à la disposition de l’ensemble des laboratoires et des entreprises ayant des activités en micro- et nanotechnologies et favoriser ainsi le développement des recherches dans ces domaines.
  • Coordonner l’excellence du savoir-faire et de l’expertise scientifique et technologique.
Site de Renatech

RMN

Logo RMN

L’infrastructure décentralisée en réseau est constituée par les installations RMN hauts champs, exploitées par des équipes de recherche reconnues au niveau international tant en RMN du solide inorganique ou bio-organique qu’en RMN du liquide. Elle met à disposition spectromètres très hauts champs, toujours accompagné d’une expertise et d’un support scientifique au meilleur niveau international, et coordonne les investissements au niveau national. Ce Réseau est une structure d'accueil ouverte à la communauté nationale à hauteur de 30% du temps (100 jours/an/spectromètre) et à la communauté internationale (pour 10% soit 10 jour/an/spectromètre).

Interdisciplinaire et multidisciplinaire, le Réseau a pour but de répondre au mieux aux attentes scientifiques des utilisateurs, connus ou potentiels, qui ne peuvent se doter indépendamment des appareils les plus performants (et les plus coûteux). Cette démarche est à même de fédérer et de dynamiser la communauté des utilisateurs de la spectroscopie RMN et de valoriser l'expertise existante tout en explorant les nouveaux domaines d'application, en phase avec les priorités nationales et/ou européennes, sur le plan académique et industriel.

Cette démarche coordonnée permet d’améliorer la qualité et la quantité de l’accès par :

  • l’orientation des utilisateurs vers la plate-forme la plus adaptée à leur problème, sur la base de projets expertisés par un Comité d’experts ;
  • une complémentarité approfondie des différents partenaires, l’optimisation des moyens mis à disposition et la planification des nouveaux équipements ;
  • la coordination de la formation des utilisateurs ;
  • l’optimisation des investissements très hauts champs, en offrant des possibilités d’accès aux équipes françaises, notamment celles qui, avec des champs standards ou moyens, font un travail, reconnu au niveau international.
Site web de RMN

Ecotrons

Logo Ecotrons

La mission de l’IR Ecotrons est de fournir à la communauté scientifique des dispositifs expérimentaux technologiquement avancés et originaux permettant de faire progresser la connaissance du fonctionnement des écosystèmes en testant et en développant théories et modèles. La prédiction du devenir des écosystèmes dans différentes conditions de forçage et le développement de l’ingénierie écologique font aussi partie des objectifs majeurs de cette infrastructure. Cette avancée scientifique constitue un progrès fondamental dans la compréhension des systèmes écologiques naturels (i.e. la biosphère) et artificiels, et permet d’envisager plusieurs applications comme la modélisation du rôle des organismes dans la régulation des flux de carbone ou la définition des conditions permettant de maintenir opérationnel un écosystème artificiel fermé.

L’expérimentation sur des écosystèmes est un enjeu scientifique de premier plan qui demande de maîtriser la dynamique de systèmes complexes et adaptatifs ainsi que le contrôle et la mesure des paramètres physico-chimiques et biologiques associés. L’IR ECOTRONS, fortement soutenue par l’Institut Ecologie et Environnement (INEE) du CNRS, met à la disposition de la communauté nationale et internationale des chercheurs en écologie expérimentale, deux Ecotrons hautement instrumentés avec leurs moyens techniques, et organisationnels. Cette IR dépasse donc les contours des laboratoires propres de l’INEE et s’ouvre à toute la communauté des sciences du vivant, de l’environnement et de la terre. Au plan technologique, un Ecotron permet simultanément de conditionner l’environnement d’écosystèmes naturels, simplifiés ou complètement artificiels et de mesurer les états et l’activité des êtres vivants présents dans ces écosystèmes, ainsi que le bilan intégré de cette activité, notamment en ce qui concerne les cycles biogéochimiques. Le principe est de confiner des portions d’écosystèmes ou des écosystèmes simplifiés dans des enceintes totalement ou partiellement étanches. Le contrôle environnemental et les mesures en temps réel doivent être suffisamment précis pour permettre de tester des hypothèses quantitatives ou des modèles de fonctionnement. Un nombre suffisant d’enceintes indépendantes est nécessaire pour assurer l’étude de plusieurs facteurs en interaction, dans un cadre d’inférence statistique. Les Ecotrons sont les outils expérimentaux les plus évolués pour étudier les processus gouvernant la dynamique d’un système écologique complexe et adaptatif, analogue aux systèmes naturels ou complètement artificiels. Ce type d’approche expérimentale est nécessaire afin d’élaborer et de tester des concepts en écologie fonctionnelle et évolutive et d’apporter des éléments de réponse aux problèmes environnementaux actuels.

Site web d'Ecotrons

Celphedia

Logo Celphedia

L’IR Celphedia est une infrastructure de recherche opérationnelle distribuée, regroupant des unités de recherche et/ou de services, experts dans l’étude du génome des animaux modèles, essentiels en recherche fondamentale et en approche préclinique : les rongeurs avec la souris en leader, les primates non-humains et les vertébrés aquatiques. Ces centres se sont rassemblés dans le but de coordonner leurs activités scientifiques et mettre en commun leurs moyens. En étant distribués sur l’ensemble du territoire français, ils sont au plus près des utilisateurs. Ils ont pour objectif principal de favoriser la Création, l’ELevage, le PHEnotypage, la DIstribution et l’Archivage de modèles animaux pour la communauté scientifique académique et industrielle tout en contribuant à l’effort international de décryptage fonctionnel du génome des vertébrés et à la compréhension des maladies humaines.

Site web de Celphedia

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