Animateur.e.s :

Olivier Evrard (DR CEA/INSU-OA)

3

plateformes analytiques

1.92

M€ d’équipements

171

k€/an coût de fonctionnement

2.8

ETP IT statutaires

0.9

ETP C/EC statutaires

125

m² de laboratoire

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 généralement de 24 à 48h afin d’obtenir une incertitude d’environ 10% pour des activités relativement élevées 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 laboratoires 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 activités 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 principalement 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).

Publications remarquables 2022 (Top 15 %)

Elleaume, Nicolas, Raphaël Lachello, Claire Blanchet, Charline Giguet-Covex, David Etienne, Claire Pérès, Julien Didier, et al. 2022. “Interdisciplinary Insights into a 500-Year Trajectory of an Alpine Socio-Ecological System in Montaimont, France.” Regional Environmental Change 22 (2): 62. https://doi.org/10.1007/s10113-022-01902-6.

Publications remarquables 2021 (Top 15 %)

Biguenet, M., P. Sabatier, E. Chaumillon, C. Chagué, F. Arnaud, F. Jorissen, T. Coulombier, et al. 2021. “A 1600 Year-Long Sedimentary Record of Tsunamis and Hurricanes in the Lesser Antilles (Scrub Island, Anguilla).” Sedimentary Geology 412: 105806. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2020.105806.
Bruel, Rosalie, Stéphanie Girardclos, Aldo Marchetto, Katrina Kremer, Christian Crouzet, Jean-Louis Reyss, Pierre Sabatier, and Marie-Elodie Perga. 2021. “Reframing Lake Geneva Ecological Trajectory in a Context of Multiple but Asynchronous Pressures.” Journal of Paleolimnology 65 (3): 353–68. https://doi.org/10.1007/s10933-021-00176-y.
Evrard, Olivier, Caroline Chartin, J. Patrick Laceby, Yuichi Onda, Yoshifumi Wakiyama, Atsushi Nakao, Olivier Cerdan, et al. 2021. “Radionuclide Contamination in Flood Sediment Deposits in the Coastal Rivers Draining the Main Radioactive Pollution Plume of Fukushima Prefecture, Japan (2011–2020).” Earth System Science Data 13 (6): 2555–60. https://doi.org/10.5194/essd-13-2555-2021.
Foucher, Anthony, Pierre-Alexis Chaboche, Pierre Sabatier, and Olivier Evrard. 2021. “A Worldwide Meta-Analysis (1977–2020) of Sediment Core Dating Using Fallout Radionuclides Including <Sup>137</Sup>Cs and <Sup>210</Sup>Pb<Sub>Xs</Sub>” Earth System Science Data 13 (10): 4951–66. https://doi.org/10.5194/essd-13-4951-2021.
Guédron, S., J. Tolu, C. Delaere, P. Sabatier, J. Barre, C. Heredia, E. Brisset, et al. 2021. “Reconstructing Two Millennia of Copper and Silver Metallurgy in the Lake Titicaca Region (Bolivia/Peru) Using Trace Metals and Lead Isotopic Composition.” Anthropocene 34: 100288. https://doi.org/10.1016/j.ancene.2021.100288.
Jouffroy-Bapicot, Isabelle, Tiziana Pedrotta, Maxime Debret, Sophie Field, Roberto Sulpizio, Giovanni Zanchetta, Pierre Sabatier, et al. 2021. “Olive Groves around the Lake. A Ten-Thousand-Year History of a Cretan Landscape (Greece) Reveals the Dominant Role of Humans in Making This Mediterranean Ecosystem.” Quaternary Science Reviews 267: 107072. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2021.107072.
Lefebvre, Pierre, Alkiviadis Gourgiotis, Arnaud Mangeret, Pierre Sabatier, Pierre Le Pape, Olivier Diez, Pascale Louvat, et al. 2021. “Diagenetic Formation of Uranium-Silica Polymers in Lake Sediments over 3,300 Years.” Proceedings of the National Academy of Sciences 118 (4): e2021844118. https://doi.org/10.1073/pnas.2021844118.
Sabatier, Pierre, Charles Mottes, Nathalie Cottin, Olivier Evrard, Irina Comte, Christine Piot, Bastien Gay, et al. 2021. “Evidence of Chlordecone Resurrection by Glyphosate in French West Indies.” Environmental Science & Technology 55 (4): 2296–2306. https://doi.org/10.1021/acs.est.0c05207.

Publications remarquables 2020 (Top 15 %)

Bejannin, Simon, Joseph James Tamborski, Pieter van Beek, Marc Souhaut, Thomas Stieglitz, Olivier Radakovitch, Christelle Claude, et al. 2020. “Nutrient Fluxes Associated With Submarine Groundwater Discharge From Karstic Coastal Aquifers (Côte Bleue, French Mediterranean Coastline).” Frontiers in Environmental Science 7. https://doi.org/10.3389/fenvs.2019.00205.
Bruel, Rosalie, and Pierre Sabatier. 2020. “Serac: An R Package for ShortlivEd RAdionuclide Chronology of Recent Sediment Cores.” Journal of Environmental Radioactivity 225: 106449. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2020.106449.
Tombeur, Felix de, Sophie Cornu, Didier Bourlès, Adrien Duvivier, Julie Pupier, Team Aster, Michel Brossard, and Olivier Evrard. 2020. “Retention of 10Be, 137Cs and 210Pbxs in Soils: Impact of Physico-Chemical Characteristics.” Geoderma 367 (May): 114242. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114242.
Evrard, Olivier, Pierre-Alexis Chaboche, Rafael Ramon, Anthony Foucher, and J. Patrick Laceby. 2020. “A Global Review of Sediment Source Fingerprinting Research Incorporating Fallout Radiocesium (137Cs).” Geomorphology 362 (August): 107103. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2020.107103.
Foucher, Anthony, Olivier Evrard, Sylvain Huon, Florence Curie, Irène Lefèvre, Véronique Vaury, Olivier Cerdan, Rosalie Vandromme, and Sébastien Salvador-Blanes. 2020. “Regional Trends in Eutrophication across the Loire River Basin during the 20th Century Based on Multi-Proxy Paleolimnological Reconstructions.” Agriculture, Ecosystems & Environment 301 (October): 107065. https://doi.org/10.1016/j.agee.2020.107065.
Gardes, Thomas, Maxime Debret, Yoann Copard, Alexandra Coynel, Julien Deloffre, Matthieu Fournier, Sidonie Revillon, et al. 2020. “Flux Estimation, Temporal Trends and Source Determination of Trace Metal Contamination in a Major Tributary of the Seine Estuary, France.” Science of The Total Environment 724: 138249. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.138249.
Gardes, Thomas, Maxime Debret, Yoann Copard, Edouard Patault, Thierry Winiarski, Anne-Lise Develle, Pierre Sabatier, et al. 2020. “Reconstruction of Anthropogenic Activities in Legacy Sediments from the Eure River, a Major Tributary of the Seine Estuary (France).” CATENA 190: 104513. https://doi.org/10.1016/j.catena.2020.104513.
Jacob, Jérémy, Alexandre Thibault, Anaëlle Simonneau, Pierre Sabatier, Claude Le Milbeau, Pascale Gautret, Luigi Ardito, and Cédric Morio. 2020. “High-Resolution Sedimentary Record of Anthropogenic Deposits Accumulated in a Sewer Decantation Tank.” Anthropocene 30: 100238. https://doi.org/10.1016/j.ancene.2020.100238.
Ledru, Marie-Pierre, Vivian Jeske-Pieruschka, Laurent Bremond, Anne-Lise Develle, Pierre Sabatier, Eduardo Sávio Passos Rodrigues Martins, Manuel Rodrigues de Freitas Filho, et al. 2020. “When Archives Are Missing, Deciphering the Effects of Public Policies and Climate Variability on the Brazilian Semi-Arid Region Using Sediment Core Studies.” Science of The Total Environment 723: 137989. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137989.
Lin, Qi, Ke Zhang, Enfeng Liu, Pierre Sabatier, Fabien Arnaud, and Ji Shen. 2020. “Deciphering Centurial Anthropogenic Pollution Processes in Large Lakes Dominated by Socio-Economic Impacts.” Anthropocene 32: 100269. https://doi.org/10.1016/j.ancene.2020.100269.
Mangeret, Arnaud, Jean-Louis Reyss, Marina Seder-Colomina, Lucie Stetten, Guillaume Morin, Antoine Thouvenot, Marc Souhaut, and Pieter van Beek. 2020. “Early Diagenesis of Radium 226 and Radium 228 in Lacustrine Sediments Influenced by Former Mining Sites.” Journal of Environmental Radioactivity 222 (October): 106324. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2020.106324.
Meusburger, Katrin, Olivier Evrard, Christine Alewell, Pasquale Borrelli, Giorgia Cinelli, Michael Ketterer, Lionel Mabit, Panos Panagos, Kristof van Oost, and Cristiano Ballabio. 2020. “Plutonium Aided Reconstruction of Caesium Atmospheric Fallout in European Topsoils.” Scientific Reports 10 (1): 11858. https://doi.org/10.1038/s41598-020-68736-2.
Riou, Brieuc, Eric Chaumillon, Catherine Chagué, Pierre Sabatier, Jean-Luc Schneider, John-Patrick Walsh, Atun Zawadzki, and Daniela Fierro. 2020. “Backwash Sediment Record of the 2009 South Pacific Tsunami and 1960 Great Chilean Earthquake Tsunami.” Scientific Reports 10 (1): 4149. https://doi.org/10.1038/s41598-020-60746-4.
Rousseau, Marine, François Demory, Cécile Miramont, Elodie Brisset, Frédéric Guiter, Pierre Sabatier, and Philippe Sorrel. 2020. “Palaeoenvironmental Change and Glacier Fluctuations in the High Tian Shan Mountains during the Last Millennium Based on Sediments from Lake Ala Kol, Kyrgyzstan.” Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 558: 109987. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2020.109987.
Sabatier, Pierre, Marie Nicolle, Christine Piot, Christophe Colin, Maxime Debret, Didier Swingedouw, Yves Perrette, et al. 2020. “Past African Dust Inputs in the Western Mediterranean Area Controlled by the Complex Interaction between the Intertropical Convergence Zone, the North Atlantic Oscillation, and Total Solar Irradiance.” Climate of the Past 16 (1): 283–98. https://doi.org/10.5194/cp-16-283-2020.
Sellier, Virginie, Oldrich Navratil, J. Patrick Laceby, Michel Allenbach, Irène Lefèvre, and Olivier Evrard. 2020. “Investigating the Use of Fallout and Geogenic Radionuclides as Potential Tracing Properties to Quantify the Sources of Suspended Sediment in a Mining Catchment in New Caledonia, South Pacific.” Journal of Soils and Sediments 20 (2): 1112–28. https://doi.org/10.1007/s11368-019-02447-8.
Tamborski, Joseph, Pieter van Beek, Pascal Conan, Mireille Pujo-Pay, Charlene Odobel, Jean-François Ghiglione, Jean-Luc Seidel, et al. 2020. “Submarine Karstic Springs as a Source of Nutrients and Bioactive Trace Metals for the Oligotrophic Northwest Mediterranean Sea.” Science of The Total Environment 732 (August): 139106. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.139106.
Tapia, Joseline, Stéphane Audry, and Pieter van Beek. 2020. “Natural and Anthropogenic Controls on Particulate Metal(Loid) Deposition in Bolivian Highland Sediments, Lake Uru Uru (Bolivia).” The Holocene 30 (3): 428–40. https://doi.org/10.1177/0959683619887425.