Nucléaire, recherche anti-cancer... Le JRC, l'arme scientifique méconnue, mais puissante, de la Commission européenne

Dix heures du matin, périphérie nord de Karlsruhe, dans l'ouest de l'Allemagne. Le taxi s'engouffre dans un campus scientifique noyé sous un ciel maussade où un vent froid balaie les allées désertes. Un kilomètre plus loin se dressent une enceinte de murs en verre trempé et 27 drapeaux des Etats membres de l'Union européenne. Bienvenue au Centre commun de recherche (Joint Research Center, JRC) de Karlsruhe : l'un des laboratoires nucléaires les plus en pointe de la planète. A l'entrée, l'accueil est assuré par des gardes souriants... mais armés. Les sacs sont scannés, les ordinateurs et téléphones déposés dans des coffres. "Nous sommes dans un centre nucléaire", lance dans un clin d'œil entendu notre guide du jour. Il faut encore franchir un premier portique de sécurité, puis se présenter à un nouveau contrôle avant d'enfiler une blouse blanche, des surchaussures ainsi qu'un dosimètre qui ne doit plus vous quitter.

Le plus impressionnant reste à venir. Car avant d'entrer et de sortir de chaque section de recherche du centre, il faut pénétrer, seul, dans un caisson métallique étanche. L'espace est si étroit que les murs semblent se refermer sur vous, d'autant qu'une partie du plafond descend et s'ajuste à votre taille. Une douce voix allemande vous intime l'ordre de coller corps et visage contre une grille métallique, puis de glisser la main dans une sorte de grille-pain d'acier. Le scan se lance : il mesure le niveau de radioactivité pour vérifier qu'aucune contamination n'a eu lieu. Si tout va bien, la seconde porte s'ouvre. Sinon, des protocoles sont évidemment prévus. Ils n'ont pas été nécessaires ce jour-là.

Au-delà du dispositif de sécurité, c'est aussi la débauche de science et de technologies qui frappe. Chaque aile possède des couloirs de dizaines de mètres où de larges fenêtres donnent sur des laboratoires immaculés, remplis de câbles de fibre optique, de générateurs de laser, de tuyaux s’entremêlant le long des plafonds, et de "boîtes à gants", ces enceintes transparentes permettant de manipuler des substances dangereuses. Chaque salle est maintenue en dépression : l'air est aspiré en permanence vers l'intérieur, empêchant toute fuite de poussière, de vapeur ou d'aérosol. Les souffleries et leur bruit sourd et entêtant se mêlent aux discussions des chercheurs. Certains mènent des expériences. D'autres échangent dans un jargon incompréhensible pour le profane. Derrière ces termes se cachent pourtant des applications très concrètes : sécurité des combustibles nucléaires d'aujourd'hui et de demain, nouveaux traitements pour éradiquer les cancers, outils d'analyses indispensables aux douanes, aux agences internationales et aux polices scientifiques pour traquer le trafic de matériaux nucléaires.

Le site de Karlsruhe n'est en réalité que l'un des cinq laboratoires, répartis dans cinq pays européens, du JRC. Créé en 1957 dans le cadre du traité Euratom, le Centre de recherche commun est le bras scientifique de la Commission européenne. Ses chercheurs produisent des études et des analyses indépendantes - à la demande de la Commission, des Etats membres ou d'agences européennes -, qui nourrissent les décisions politiques de Bruxelles et des Etats sur des sujets aussi variés que l'énergie, la santé, l'environnement ou le numérique. Au total, le réseau compte environ 2 700 employés et un budget avoisinant les 600 millions d'euros, financé par l'Union européenne.

La ville d'Ispra, en Italie, accueille le plus grand campus, avec ses 167 hectares et ses quelque 2 000 employés. Ce sont ses chercheurs qui ont mis en lumière le scandale du Diesel Gate en 2011 en identifiant que les émissions réelles de certains véhicules dépassaient jusqu'à quatorze fois les normes autorisées. A Geel, en Belgique, on développe les matériaux et les méthodes de référence qui garantissent la fiabilité des mesures effectuées dans les laboratoires du continent - et on descend à 225 mètres sous terre pour y réaliser des mesures à l'abri de tout rayonnement cosmique. Aux Pays-Bas, à Petten, on teste les batteries du futur et on travaille sur l'hydrogène renouvelable. A Séville, en Espagne, environ 400 économistes, ingénieurs et informaticiens évaluent les technologies industrielles propres et fournissent l'expertise scientifique nécessaire à l'application du Digital Services Act, la régulation européenne des plateformes numériques. Le site de Bruxelles, lui, héberge le siège administratif de l'ensemble. Quant au JRC de Karlsruhe, il est le cœur nucléaire du dispositif. C'est ici que l'Europe mène ses recherches les plus sensibles et les plus vitales.

Les détectives de l'atome

La plongée dans ses entrailles commence par le laboratoire d'analyse des microparticules nucléaires. D'un geste, une chercheuse désigne l'instrument roi de son équipe : le LG-SIMS, un spectromètre de masse à ions secondaires à grande géométrie, acquis pour 3,5 millions d'euros. C'est grâce à cet appareil que ses équipes peuvent déterminer, en quelques heures, le niveau d'enrichissement d'un échantillon de matière nucléaire. Sur les écrans accrochés au mur, des graphiques défilent. La scientifique traduit : "Un enrichissement en uranium d'environ 0,7 % signale un minerai d'origine naturelle ; jusqu'à 5 %, c'est un combustible utilisé dans les centrales civiles. Au-delà de 20 %, on entre dans la catégorie de l'uranium hautement enrichi et lorsqu'on dépasse 90 %, plus de doute : il s'agit de matériau à visée militaire".

Chaque année, environ 100 échantillons transitent ici. Ils sont principalement envoyés par la Communauté européenne de l'énergie atomique (Euratom) et l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA), mais parfois aussi par la police. Car ce laboratoire est celui des détectives de l'atome : chaque matériau radioactif possède en effet une signature quasi unique - son mode d'enrichissement, son spectre de rayonnement - comparable à une empreinte digitale. Au fil du temps, les chercheurs du JRC ont constitué une importante base de données de toutes ces informations, qui leur permet de retracer l'origine de nombreux échantillons. Ainsi, en 1999, 2001 et 2011, des fioles de verre quasi identiques contenant de l'uranium hautement enrichi sont successivement saisies en Bulgarie, à Paris, puis en Moldavie. Les analyses menées par le JRC révèlent que les échantillons proviennent du même stock, probablement produit dans une installation nucléaire russe dans l'Oural. Ces trois saisies constituent les cas les plus préoccupants de trafic illicite de matériaux de qualité militaire au monde.

Le JRC ne se contente d'ailleurs pas d'analyser : il forme aussi chaque année plusieurs centaines de douaniers, de policiers et d'inspecteurs de l'AIEA à la détection de matériaux radioactifs. Un simple mouchoir passé sur le bureau d'une centrale nucléaire peut suffire à révéler si l’installation enrichit de l'uranium au-delà de ce qu'elle déclare.

Bras robotiques et caissons blindés pour matériaux hautement radioactifs

Plus loin dans le dédale de couloirs, le décor change. Le laboratoire des cellules chaudes possède de nombreux caissons blindés qui accueillent les matériaux les plus radioactifs du site. Les murs font un mètre de béton. Les vitres d'observation, un sandwich de verre de 90 centimètres d'épaisseur, permettent de voir l'intérieur où des enchevêtrements de tubes et de tables métalliques sont entourés de bras robotisés. Les échantillons y pénètrent grâce à de petits conteneurs blindés, convoyés sur rails d'un caisson à l'autre.

Ici, on étudie le devenir des combustibles nucléaires une fois irradiés : leur évolution à long terme et les mécanismes de corrosion en conditions de stockage géologique profond, en tenant compte de la composition des eaux souterraines, de leur interaction avec les différentes barrières de confinement et de l’évolution du milieu. Ces données sont essentielles pour définir les stratégies de gestion des déchets, qu'il s'agisse d'entreposage temporaire ou de stockage profond destiné à durer des millénaires. Les théories élaborées ici servent aussi sur le terrain. Lorsque, en 2011, un tsunami a provoqué la catastrophe de Fukushima, les équipes chargées de gérer la crise disposaient de données publiées par le JRC sur le comportement du combustible en situation accidentelle. Ce qui leur a permis d'anticiper quels éléments radioactifs allaient s'échapper du réacteur.

Travailler sur les réacteurs du futurs

Dans le laboratoire voisin, celui des actinides mineurs, six chercheurs en blouse blanche exposent avec passion ce qu'ils considèrent comme le cœur de la mission du JRC : s’assurer de la sûreté des combustibles de demain. Aujourd'hui, les réserves mondiales d'uranium sont estimées à environ 150 ans. Et les déchets les plus radioactifs issus des centrales persistent des centaines de milliers d'années. Pour résoudre à ces problèmes, des solutions existent, comme le fait de "fermer le cycle des déchets" en les recyclant comme combustible dans des réacteurs de nouvelle génération, afin de réduire leur quantité et leur durée de vie. "On ferait alors passer leur radiotoxicité de centaines de milliers d'années à quelques centaines", précise un chercheur.

Parmi les pistes les plus prometteuses : les réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium ou les réacteurs à sels fondus. Dans ce dernier, le combustible n'est plus un solide enfermé dans des barres métalliques, mais un sel - comme celui de nos cuisines - mélangé à du plutonium et fondu à plus de 500 °C. La circulation du combustible liquide se fait à travers le cœur du réacteur, ce qui facilite le recyclage des déchets et participe à la fermeture du fameux cycle.

Pour mener les recherches à bien, les chercheurs du JRC disposent d'instruments souvent uniques au monde, comme ce laser surpuissant installé dans une boîte à gants blindée qu’ils ont construit eux-mêmes. Son rôle : déterminer le point de fusion des matériaux radioactifs, qui peut atteindre 2 700 °C - température à laquelle un instrument classique fondrait avant l'échantillon. Les données recueillies sont cruciales pour évaluer la sûreté des futurs combustibles. "Vous pouvez faire toute la recherche fondamentale du monde, à un moment donné, il faut tester sur le terrain, car aucune autorité de sûreté ne délivrera de licence pour un réacteur sans preuve expérimentale", confie l’un d’eux.

Et le nucléaire ne s'arrête pas aux frontières de la Terre. L'un des chercheurs travaille aussi sur les batteries spatiales : de minuscules pastilles d'américium 241, issues des déchets nucléaires, qui produisent chaleur et électricité pour les sondes pendant des décennies. "Le Wi-Fi de notre laboratoire est d'ailleurs alimenté par une pastille de cinq grammes d'américium", illustre le scientifique.

Des missiles nucléaires microscopiques

Le dernier laboratoire de la journée relève d'un tout autre registre : la recherche sur ce qui pourrait devenir l'une des avancées majeures de la lutte contre le cancer. Le chef de l'équipe revient tout juste de l'hôpital universitaire d'Heidelberg, à une heure de route. "Je viens de voir un patient atteint d'un cancer de la prostate, qui a reçu son premier traitement en janvier. A l'époque, il était alité, incapable de marcher. Aujourd'hui, il se promenait dans le couloir, il n'a plus de douleurs, et son marqueur tumoral a chuté de 96 % après une seule injection sur les trois prévues par le protocole", raconte-t-il.

L'injection en question contient de l'actinium 225, un isotope radioactif que les chercheurs du JRC ont fixé sur des molécules capables de reconnaître les cellules cancéreuses et de s'y accrocher - comme un microscopique missile nucléaire à tête chercheuse. Le rayonnement radioactif, très puissant mais limité à quelques dizaines de micromètres, détruit la tumeur sans endommager les tissus sains. A ce jour, plus de mille patients atteints d'un cancer de la prostate ont été traités via des collaborations avec des hôpitaux européens. Nombre d'entre eux sont en rémission complète. Le traitement, en ultime phase d'essai clinique, devrait être prochainement disponible à grande échelle.

Mais l'équipe ne s'arrête pas là. Elle travaille désormais sur le cancer du cerveau, l'un des plus redoutables et pour lequel il n'existe quasiment aucune solution efficace. "Développer un traitement pour un cancer qui concerne si peu de personnes ne serait pas rentable pour un laboratoire privé", explique-t-il. C'est précisément pour cela que cette recherche se fait ici, dans un laboratoire public libéré de la contrainte de rentabilité.

C'est ce qui distingue le plus le JRC de Karlsruhe de tout autre centre de recherche nucléaire au monde : son indépendance. Comme il est financé par l'Union européenne, il échappe à toute tutelle d'un Etat membre et à toute dépendance à des financements industriels. "Nous ne sommes la propriété d'aucun pays. Nous sommes une organisation européenne et cela garantit que nos résultats sont indépendants", résume la directrice du site. C'est notamment pour les protéger des pressions extérieures - lobbies industriels, gouvernements étrangers - que l'Union européenne a refusé que les scientifiques rencontrés lors de ce reportage soient nommés.

Cette indépendance a bien sûr un prix. Et les chercheurs en ont une conscience aiguë. "Notre client, c'est le contribuable européen. Notre travail doit donc lui être accessible", poursuit la directrice. De fait, la quasi-totalité des publications scientifiques du JRC sont en accès libre, à disposition des citoyens et des Etats européens. L'idée fondatrice du Centre repose sur un principe simple : il serait absurde et ruineux que chaque Etat membre construise ses propres infrastructures de recherche nucléaire de pointe. Mieux vaut mutualiser les moyens, concentrer les compétences... et partager les résultats. La recette est un succès. Après près de sept décennies, 25 % des publications scientifiques du JRC figurent parmi les 10 % les plus citées au monde et trois prix Marie Curie ont été attribués à ses chercheurs.

De la traque du plutonium clandestin à la décarbonation de l'industrie, des combustibles spatiaux à la régulation d'Internet, le JRC dessine les contours d'une Europe scientifique au service de 450 millions de citoyens. "Notre rôle, c'est de rassurer les populations par les faits", assure la directrice. Une mission d'autant plus cruciale à Karlsruhe que le nucléaire, bien qu’il regagne en popularité pour sa capacité à offrir des solutions aux crises écologiques et énergétiques, reste bien souvent critiqué… et redouté. Karlsruhe est la preuve qu’il peut aussi améliorer, voire sauver des vies.