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Thèmes de recherche

​​​​​​La Direction de la recherche fondamentale s’attache à mettre en synergie ses recherches au sein d’axes stratégiques structurés autour de projets long terme avec un volet instrumental innovant et souvent risqué. Touchant des domaines interdisciplinaires et transdisciplinaires, le spectre de la Direction de la recherche fondamentale s’étend sur de nombreux thèmes de recherches.​​​

Publié le 28 février 2024

​​Les enjeux de connaissances


les lois fondamentales de l’Univers et le monde quantique

Les activités de la DRF dans ce domaine visent à mieux comprendre les lois fondamentales de l’Univers. Cela implique de progresser dans la compréhension des propriétés de la matière allant de l’infiniment petit (sa structure élémentaire) à l’infiniment grand (origine des grandes structures et cosmologie).​​

Les nouveaux matériaux et états de la matière
La maîtrise des états de la matière et l’invention de nouveaux matériaux sont des clefs pour observer des phénomènes inédits ouvrant la voie vers des applications, qui vont des nouvelles technologies de l’énergie à celles de l’information en passant par l’énergie nucléaire. Pour ces recherches, la DRF préserve et développe un continuum d’expertises allant de la physique de la matière condensée et diluée à la physique des lasers tout en développant des capacités de synthèse chimique et de caractérisation de nano-objets.​

​Les évolutions du climat et de l’environnement

Les recherches sur le climat ont établi l’origine anthropique du changement climatique et quantifié son impact à venir. Plusieurs questions demeurent : événements extrêmes ; points de rupture autour des régions polaires ; impacts sur les écosystèmes ; dépollution ; évolution des systèmes énergétiques et des modèles agricoles ; développement d’indicateurs et de services adaptés aux demandes sociétales, économiques et politiques …


Biologie intégrative de la cellule et mécanismes fondamentaux du vivant

Comprendre le monde vivant dans sa diversité conduit les équipes de la DRF à caractériser les organismes à toutes les échelles spatiales et temporelles par une approche multidisciplinaire et intégrative de la biologie. Au cœur des mécanismes du vivant, les constituants des cellules comme les protéines, sont capturés et étudiés dans différents états afin d’élucider leur rôle. A un niveau plus intégré,  la connaissance des mécanismes d’assemblage des macromolécules en organites, ou des cellules en tissus, restent un défi.

Interactions et adaptations des organismes dans et avec leur environnement

La connaissance de la biodiversité est devenue un immense réservoir de connaissances et de fonctions biologiques nouvelles pouvant être impliquées dans l’adaptation à des environnements extrêmes ou dans la biosynthèse de composés à fort enjeu environnemental et médical. Pour cela, les équipes de la DRF développent des instruments de pointe innovants qui apportent des éclairages nouveaux et des connaissances inédites sur ces grandes questions biologiques.



Les enjeux sociétaux​

Transition numérique : les technologies de l’information et de la communication

Le numérique est à la fois un sujet de recherche avec un volet « dispositifs innovants » et un volet « théorie de l’information ». Il s’agit également d’un outil pour les recherches de la DRF, autant que d’un terrain d’innovations pour répondre à ses propres besoins, au-delà de l’état de l’art. Il s’organise autour de trois axes principaux : la spintronique, la nanophotnique et le calcul quantique.​

Transition énergétique : Nouvelles technologies de l’énergie et Nucléaire

La DRF contribue aux recherches sur de nombreuses sources décarbonnées d’énergie. Pour la fission nucléaire, il s’agit d’étudier les données et modèles nucléaires, les matériaux sous irradiation, les impacts sur l’environnement et sur l’humain. Concernant l’énergie de fusion, la DRF conduit ses recherches au niveau national et international. Ses efforts portent également sur le stockage électrochimique de l’énergie, les processus complexes de conversion d’énergie, le recyclage et l’économie circulaire du carbone. 

Les Technologies pour la médecine du futur

Grâce à la DRF, le CEA est leader en imagerie cérébrale et biomédicale avec l’IRM à très haut champ, la TEP ou la MEG. La DRF se positionne également sur les maladies infectieuses, les cancers et les maladies neurodégénératives en développant des tests de diagnostic et des biothérapies immunologiques, géniques et cellulaires. Son approche multiomique (génomique, protéomique, métabolomique) et numérique permet des biomarqueurs et préparer la médecine personnalisée de demain.

curité, protection et défense

La DRF collabore aux activités du CEA poru les enjeux de Défense & sécurité, tant dans les sciences du vivant que dans celles du numérique. Particulièrement, elle participe à la lutte contre les menaces terroristes NRBC-E. En apportant ses connaissances, elle contribue au développement de briques technologiques pour les moyens de détection et de diagnostic des menaces biologiques et chimiques, des contremesures médicales et les moyens de qualification associés.