Les 12 et 13 mars 2026, la plateforme MOSAIC d'IJCLab a réuni 57 participants pour ses deuxièmes journées des utilisateurs. En 16 présentations, ces rencontres ont révélé toute l'étendue scientifique de cette infrastructure de faisceaux d'ions, du combustible nucléaire aux dispositifs quantiques en passant par l'astrochimie. Photos par Dominique Longieras (IJCLab).
MOSAIC rassemble depuis 2023 cinq accélérateurs et instruments complémentaires sur le campus d'Orsay, couvrant des énergies de 50 eV à 32 MeV pour plus de 70 éléments chimiques et faisceaux d’ions moléculaires. Soutenue par le CNRS Nucléaire et Particules et l'Université Paris-Saclay, membre de la fédération EMIR&A, la plateforme est ouverte aux universitaires comme aux industriels.
Après le mot de bienvenue d'Achille Stocchi, directeur d'IJCLab (en photo, accompagné d'Aurélie Gentils, directrice du pôle Energie et Environnement), Stéphanie Jublot-Leclerc (ci-dessous), nouvelle responsable scientifique de MOSAIC, a dressé le bilan d'une plateforme en plein essor, qui contribue chaque année à une quinzaine de publications et accompagne environ cinq thèses de doctorat. Neuf jeunes chercheurs, doctorants et postdoctorants, figuraient parmi les orateurs. La parité était au rendez-vous, avec une majorité de femmes à la présidence des sessions et de nombreuses oratrices.
Trois exemples parmi les contributions illustrent la richesse du programme. Ewelina Kucal (IJCLab) étudie lors de son postdoctorat la position du chrome dans le dioxyde d'uranium dopé, un combustible dit « tolérant aux accidents » qui renforce les marges de sûreté des réacteurs. Elle sonde des monocristaux d’UO2, pré-implantés avec du chrome sur IRMA, par la technique PIXE en mode canalisation grâce à ARAMIS, et analyse les spectres à l'aide d'un code dédié (PIXEK) qu’elle a développé au laboratoire. Ce travail, publié en 2026, est mené avec le NCBJ en Pologne.
Aiken Van Waveren (C2N, Palaiseau) a montré dans ses travaux de thèse comment l'implantation ionique sur IRMA, combinée au recuit laser nanoseconde, permet de rendre le silicium supraconducteur. L'équipe a ainsi réalisé les premières jonctions Josephson planaires dans ce matériau, un procédé compatible CMOS qui ouvre la voie à de nouveaux dispositifs quantiques. Ce travail associe le C2N, IJCLab, le LPS et le MFA en Hongrie.
Rosario Brunetto (IAS, Orsay) a quant à lui utilisé le séparateur d’isotopes Sidonie couplé au dispositif INGMAR de mesures infra-rouges in situ pour reproduire l'altération spatiale des surfaces planétaires, de Mercure aux confins du système solaire.
Au total, des chercheurs d’IJCLab (pôles Énergie et Environnement, Physique Nucléaire, Physique des Accélérateurs) et de plus d'une dizaine de laboratoires français (IAS, I2BC, LPS, C2N, Pprime, GANIL, CIMAP, XLIM, CEA Saclay et CEA Marcoule) et de trois institutions étrangères (University of Birmingham, University of the Witwatersrand en Afrique du Sud et RBI en Croatie) ont partagé leurs résultats. Les pauses ont nourri des échanges fructueux entre utilisateurs et l'équipe technique de la plateforme.
Les développements en cours ont aussi été présentés. Le projet SIXPAC couplera un diffractomètre à rayons X à une nouvelle ligne de l'accélérateur ARAMIS pour observer en temps réel les transformations de matériaux sous irradiation, avec de premiers tests in situ prévus fin 2026.
L’accélérateur Tancrède, récemment remis en service et modernisé, accueille désormais deux expériences, ISD et HINA, qui ont été présentées au cours de ces journées.
Un sixième accélérateur, Némée, provenant de l’IP2I (Lyon), sera également remis en fonctionnement prochainement et viendra compléter l’offre des faisceaux d’ions de la plateforme.
Enfin, un porte-échantillon TEM pour l'irradiation en milieu liquide, prêté par la société ELOISE SAS, ouvre des perspectives pour des études à l’échelle nanométrique en ionothérapie et en corrosion sous irradiation.
La visite des installations a clôturé deux journées conviviales et interdisciplinaires, soutenues par France 2030 via la Graduate School de Physique (Axe P2I) et l'Institut Intégratif des Matériaux de l'Université Paris-Saclay.