Recherche et expertise scientifique pour la surveillance de l’Environnement.
 

La Direction des applications militaires (DAM) du CEA participe à la lutte contre la prolifération nucléaire et le terrorisme, notamment en mettant son expertise au service de l'Agence Internationale de l'Energie Atomique (AIEA) et de l'Organisation du traité d'interdiction complète des essais nucléaires (OTICE). Cette contribution à des programmes stratégiques repose sur les compétences du Département analyse, surveillance, environnement (DASE) en matière de suivi des événements sismiques, de détection des radionucléides, de mesure des phénomènes atmosphériques et de conception de capteurs et réseaux associés.



Un enjeu stratégique majeur : surveiller le respect des traités internationaux

 
La lutte contre la prolifération nucléaire passe en premier lieu par la surveillance du respect des traités internationaux : Traité de non prolifération (TNP) et Traité d’interdiction complète des essais nucléaires (TICE). Le système de vérification du TICE prévoit en particulier un réseau de surveillance international qui comportera à terme 321 stations faisant appel à différentes méthodes de détection (voir encadré). Les enregistrements de ces stations seront transmis en temps réel à un centre international situé à Vienne (Autriche), chargé de leur analyse. L'objectif du système international est de permettre la détection certaine de toute explosion nucléaire d'une énergie supérieure à 1 kilotonne (soit 1000 tonnes) d'équivalent TNT quel que soit l'endroit du globe où elle se produise, dans le sol, l'atmosphère ou les océans.

Comment détecter un essai nucléaire ?

Différentes méthodes peuvent êtres utilisées pour détecter un essai nucléaire. Tout dépend de la nature de l’essai : souterrain, aérien ou sous-marin.
Un essai nucléaire souterrain crée des ondes sismiques semblables à celles d’un séisme. On peut donc le détecter à l’aide de sismomètres.
Un essai nucléaire aérien n’interagissant que très peu avec le sol, les ondes sismiques ne peuvent être utilisées.

En revanche, on peut mesurer les perturbations acoustiques qu'il génère dans l'atmosphère. Pour cela, on utilise alors des microbaromètres.
 
On peut également mesurer les produits radioactifs dispersés dans l'atmosphère lors de l'explosion. Des stations de détection recueillent les particules en suspension dans l’atmosphère et signalent la présence de certains éléments radioactifs caractéristiques d’une explosion nucléaire.
Un essai nucléaire sous-marin engendre des ondes acoustiques qui peuvent se propager à très grande distance dans l’eau. Pour le détecter, on utilise des hydrophones. Lorsque ces ondes sont transmises à la terre ferme, des stations de détection sismique prennent le relais et détectent les ondes acoustiques converties en ondes sismiques.


Surveillance de l’environnement

Fort de l’expérience de ses équipes dans ce domaine, le CEA est également chargé de détecter tout événement sismique, de le localiser rapidement, d’en calculer la magnitude et d’émettre une alerte à destination des pouvoirs publics. C’est au Département analyse, surveillance, environnement (DASE) de la DAM, expert reconnu de la détection opérationnelle, que revient ce rôle.
Ses activités ne se limitent pas à la détection, mais comprennent également des études de détermination du risque sismique pour des zones géographiques données.

Les deux types d’alerte donnés par le CEA :

Alerte à la Sécurité Civile dans un délai inférieur à deux heures en cas de séisme de magnitude supérieure à 4 en France ou dans les régions frontalières.
 
Contribution à l’alerte au Conseil de l’Europe dans un délai d’une heure en cas de séisme de magnitude supérieure à 5 dans la région euro-méditerranéenne, dans le cadre des activités du Centre Sismologique Euro-Méditerranéen

Les compétences du DASE en matière de détection des radionucléides sont elles aussi mises à profit à des fins de surveillance et de protection de l’environnement. Il s’agit principalement de la réalisation :
d’études d’impacts des activités liées au nucléaire (normes de rejets liquides et gazeux),
  d’études de pollution des sols et de migration de polluants, non seulement radioactifs mais également chimiques tels que les métaux lourds.


Etudes et recherches fondamentales

Afin d’assurer leurs missions opérationnelles et d’anticiper les besoins à venir, les équipes du DASE mènent des recherches fondamentales dans le domaine des sciences de la terre et de l’environnement comme dans des disciplines connexes :
sismologie (recherche d’événements précurseurs, failles actives, évaluation du risque sismique),
  interaction fluide-roche ,
  géologie,
  transport et migration des polluants dans le milieu hydrogéologique,
  spéciation des radionucléides ,
  électromagnétisme,
  traitement du signal (sismique, infrasons, hydroacoustique…),
  traitement avancé de l'information.