Zoom

Une photo scientifique étonnante est décryptée par un chercheur de l’IRSN. A chaque article, plongez au cœur des expérimentations et des résultats qui font avancer la science.

Les chercheurs se mettent au vert

Sur une parcelle expérimentale, sous les vents dominants de l’usine Areva NC de La Hague (Manche), des chercheurs se font jardiniers. Ils cultivent l’herbe de prairie, dont nous voyons ici un échantillon. Le but : mesurer les transferts dans l’environnement du tritium (hydrogène radioactif), épisodiquement rejeté dans l’air par les cheminées de l’usine.

C’est du billard

Un nouveau jeu est né : le billard microscopique ! À cette échelle, impossible d’utiliser une queue de billard ni même un cure-dent : seuls les écoulements d’air peuvent déplacer la « bille », une sphère de tungstène. Pour les scientifiques du Laboratoire de physique et métrologie des aérosols (LPMA), à Saclay (Essonne), la difficulté est de trouver pour quelles vitesses d’air cette bille roule et se détache. Ils analysent les diverses forces physiques – aérodynamiques et d’adhésion – qui agissent sur les particules produites dans des réacteurs de fusion nucléaire.

Fragmentation explosive

S’agit-il de l’explosion d’un macaron à la violette ou d’un tableau peint avec la technique d’empâtement ? Ni l’un ni l’autre. Ce visuel est une simulation numérique de la fragmentation d’une goutte de corium surchauffée – mesurant à peine 4 mm de diamètre – dans l’eau. Les couleurs sont liées à la vitesse : plus elles tendent vers l’ocre, plus la vitesse relative par rapport à l’eau est élevée. Quatre scientifiques spécialisés en mécanique des fluides au Laboratoire d’étude de la physique du corium (LEPC), situé à Cadarache (Bouches-du-Rhône), étudient cette fragmentation. Pourquoi de tels travaux ?

Le ver nous éclaire

Nu comme un ver, dit l’expression. Ce petit ver-là, un nématode, se met à nu pour aider les scientifiques à comprendre l’effet des rayonnements sur la reproduction. Transparent comme du verre, le marquage vert qu’il révèle – celui d’un gène impliqué dans la détermination sexuelle –informerait sur sa production de spermatozoïdes. Il constitue un bon modèle d’étude, car il est bien documenté sur les plans génétiques et moléculaires. Cette photo, obtenue au microscope inversé à fluorescence, est issue des travaux de thèse d’Élizabeth Dufourcq-Sekatcheff, écotoxicologue au Laboratoire de recherche sur les effets des radionucléides sur les écosystèmes à Cadarache (Bouches-du-Rhône). Son objectif : comprendre quand interviennent ces effets toxiques sur la reproduction. Les premiers résultats montrent une baisse de fertilité dès les premières heures d’irradiation, à des doses faibles et des stades de développement précoces. La prochaine étape vise à caractériser les mécanismes moléculaires en jeu. Une hypothèse est explorée : l’irradiation aurait un impact sur les lipides, indispensables pour la formation d’oeufs viables. Pour les étudier, la jeune écotoxicologue soumet des populations de nématodes à une exposition chronique aux rayonnements gamma (50 mGy/h), du stade oeuf aux différents stades de maturité : embryon éclos, jeune adulte, adulte. Ces travaux contribuent à mieux appréhender les effets de la radioactivité sur les écosystèmes. À plus long terme, ils pourraient améliorer les indicateurs de suivi et contribuer à une meilleure protection de l’environnement.

En plein poumon

Vous croyez voir une image tout droit sortie d’un jeu vidéo rétro, où la sphère rouge est un vaisseau ennemi à anéantir ? Vous êtes loin de la réalité. Il s’agit bien d’un combat, mais l’ennemi est tout autre. Cette tâche pourpre est une zone bien délimitée du poumon gauche (en bleu sur l’image) d’une souris transgénique traitée par radiothérapie stéréotaxique. Cette technique de haute précision, utilisant des mini-faisceaux convergents, permet d'irradier à haute dose de très petits volumes. Elle est utilisée en médecine depuis une dizaine d’années pour le traitement des cancers du poumon. Son intérêt est, entre autres, d’éviter la chirurgie chez certains patients – notamment ceux difficilement opérables – tout en gardant sous contrôle la prolifération de la tumeur. Qu’en est-il des risques associés ? Une nouvelle étude, menée par le laboratoire de radiobiologie des expositions médicales de l’Institut, révèle que la radiothérapie stéréotaxique induit un phénomène de sénescence, un vieillissement prématuré des cellules saines environnantes. Cette image – issue de ces travaux – a été publiée dans la revue International journal of radiation oncology, biology, physics. Elle a été obtenue avec l’irradiateur Sarrp (Small animal radiation research platform), un système d’irradiation dédié au petit animal. Dans le cadre du programme Rosiris, lancé par l’IRSN, ce travail doit identifier les mécanismes biologiques des effets secondaires des radiothérapies. Avec un prolongement possible : le développement de candidats médicaments qui pourraient les limiter.

Une goutte d’eau dans le vert

Cette buse génère des gouttelettes d’eau formant un beau rideau de pluie, nimbé du vert des lasers chargés de mesurer leur taille. Si l’image est poétique, les gouttes en question sont loin d’être anodines. Et pour cause : elles servent à capturer les aérosols issus de la découpe de matériau radioactif d’un réacteur nucléaire, nocifs en cas d’inhalation. En arrosant la zone de découpe, la buse que l’on voit ici permet leur collecte.