Les instruments du réseau :

La spectrométrie gamma est une technique de mesure physique, directe et non-destructive (aucune séparation chimique préalable des échantillons n’est requise), qui permet de quantifier l’activité en radio-isotopes naturels (principalement 7Be, 40K, 210Pb, 226Ra, 228Ra, 228Th, 234Th) ou artificiels (60Co, 131I, 134Cs, 137Cs, 241Am) de différents types d’échantillons. L’une des principales spécificités des détecteurs de spectrométrie gamma est qu’ils doivent être refroidis en permanence à l’azote liquide (ou être équipés de cryo-générateurs). Par ailleurs, il convient de protéger au maximum les détecteurs contre la radioactivité ambiante générée notamment par les rayons cosmiques et le radon atmosphérique. Pour y parvenir, les détecteurs sont installés dans les sous-sols des laboratoires ou même dans des tunnels sous les montagnes fournissant un bouclier naturel de protection (sites de Modane et de Ferrières-sur-Ariège). De plus, les détecteurs sont entourés d’un château de plomb (archéologique, lorsque c’est possible), de fer et de cuivre. L’analyse d’un échantillon prend généra-lement de 24 à 48h afin d’obtenir une incertitude d’environ 10% pour des activités relativement éle-vées et en fonction du niveau de bruit de fond lié à l’emplacement du détecteur (souterrain, sous-sol).

Le réseau de spectrométrie gamma regroupe des instruments installés en région parisienne (LSCE Plateau de Saclay ; 6 détecteurs) et dans des labora-toires souterrains : le Laboratoire de mesure des Faibles Radioactivités LAFARA de l’Observatoire Midi-Pyrénées (Université Toulouse III Paul Sabatier) où sont installés 5 détecteurs équipés de cryo-générateurs électriques et de passeurs automatiques d’échantillons, et le Laboratoire Souterrain de Modane (LSM) où sont notamment installés les autres détecteurs du LSCE (3) et ceux d’EDYTEM Chambéry (2). Le réseau ne regroupe pas à ce stade les détecteurs ne faisant pas partie du périmètre défini par le CNRS/INSU (ex. détecteurs des laboratoires de l’IRSN).

La distribution sur le territoire et le personnel affecté :

Les données produites :

Les données produites sont généralement les ac-tivités massiques, surfaciques ou volumiques des échantillons en radionucléides. Elles couvrent le champ entier des Sciences de la Terre et de l’Environnement. Les matrices analysées sont princi-palement les sols, les sédiments, les eaux, les concrétions carbonatées et les végétaux.

L’analyse de ces marqueurs radioactifs est très recherchée pour : dater des archives sédimentaires en milieu continental et marin ; chronométrer le transfert des sédiments/polluants dans les rivières et l’océan et en tracer les sources ; tracer et quantifier les flux de décharge d’eau souterraine en mer ; tracer l’activité biologique et sédimentaire saisonnière ; analyse des matériaux.

Organisation et spécificités :

Un nombre significatif de détecteurs est installé dans des laboratoires souterrains (LAFARA, LSM) qui ne sont pas situés au même endroit que les unités de recherche qui les exploitent, ce qui entraîne des contraintes logistiques particulières, notamment pour la maintenance des équipements, l’envoi et le changement des échantillons.

Le site du LAFARA localisé en Ariège a fait l’objet d’un réaménagement récent dans le cadre de l’opération FEDER SELECT (2016-19) qui a permis d’agrandir la surface du laboratoire et de développer des instruments et équipements innovants (https://lafara.obs-mip.fr/). Depuis le 1er janvier 2020, le LAFARA dispose d’agrément d’analyses accordés par l’ASN (Autorité de Sûreté Nucléaire). Le site du LSM qui dépend désormais du laboratoire LPSC (IN2P3/UGA) est actuellement en cours de réaménagement (installation d’un blindage commun à l’ensemble des détecteurs de spectrométrie gamma et d’un passeur automatique d’échantillons). Quant à la salle de mesures gamma du LSCE, elle se trouve au sous-sol du nouveau bâtiment du LSCE inauguré fin 2019 sur le Plateau de Saclay.

Les différents laboratoires bénéficient d’expertises complémentaires (ex. eau de mer et particules marines au LAFARA, sédiments lacustres et concrétions karstiques à EDYTEM, sols et sédiments fluviatiles au LSCE…). Le LAFARA fait partie du réseau européen de laboratoires souterrains CELLAR (Collaboration of European Low-Level Underground Laboratories).