Recherche.
APPLICATIONS DES SCIENCES NUCLEAIRES
Applications médicales, industrielles & environnementales
Transformer les avancées scientifiques en solutions innovantes, pour répondre aux défis technologiques et sociétaux
Aux côtés des acteurs médicaux, industriels et environnementaux, en Normandie comme en Europe
APPLICATIONS médicales
Notre expertise s’étend de la recherche aux développements d’instruments de mesures pour la physique médicale. Notamment, la dosimétrie avancée essentielle pour optimiser les traitements innovants comme l’hadronthérapie, une radiothérapie de précision utilisant des particules chargées pour cibler les tumeurs avec une efficacité accrue et réduire la toxicité pour les tissus sains.
Soutenu par la Région Normandie, notre groupe allie recherche fondamentale et applications cliniques pour répondre aux enjeux majeurs de la santé. Nous collaborons étroitement avec des partenaires académiques (GANIL), (ISTCT) (CIMAP) et cliniques (Centre François Baclesse de Lutte contre le Cancer, Cyclhad) afin de traduire nos innovations en solutions concrètes.
Dosimétrie
Les travaux en dosimétrie constituent un axe central et portent sur la mesure précise des doses de rayonnements reçues par les patients ou les matériaux. Ils s’appuient sur le développement de détecteurs innovants destinés à la radiothérapie et à l’hadronthérapie, afin d’améliorer la précision et la sécurité des traitements.
Le projet BahrCode (Bragg-peak At High Resolution Compact Detector) développe un détecteur compact capable de mesurer avec une très haute résolution la position et la forme du pic de Bragg des faisceaux de protons ou d’ions précliniques, c’est-à-dire la zone où l’énergie déposée dans les tissus est maximale.
Le projet DeCuPro est consacré à la mesure de la dose reçue par la peau lors des traitements par photons et par protons des cancers cutanés non mélanocytaires. Il vise à améliorer la planification et la programmation de la dose dans les systèmes de planification de traitement, afin d’optimiser l’efficacité thérapeutique tout en limitant les effets secondaires.
SiCoPro / Blist développe des techniques d’imagerie permettant de visualiser en trois dimensions le dépôt de dose au sein d’un scintillateur liquide, offrant ainsi une représentation volumique précise du pic de Bragg.
Enfin, µScinti explore l’utilisation de micro-scintillateurs fibrés de taille micrométrique pour des applications de dosimétrie localisée. Ces capteurs peuvent être utilisés au plus près des tissus, voire directement dans l’organisme, notamment en contexte préclinique ou in vivo.
Calculs & simulations
L’axe calculs et simulations regroupe des projets reposant sur la modélisation numérique, les simulations Monte Carlo et les outils d’intelligence artificielle, au service du diagnostic, du traitement et du suivi des patients en radiothérapie.
Le projet Espadon est consacré à la comparaison de méthodes de contourage automatique basées sur l’IA avec les pratiques cliniques de différents centres hospitaliers, notamment dans le cadre du cancer du sein, afin d’évaluer leur robustesse, leur fiabilité et leur transférabilité.
Le projet IPHad (Imagerie Portale en Hadronthérapie) explore l’utilisation des fragments secondaires produits lors des interactions ions-matière pour développer de nouvelles techniques d’imagerie de contrôle permettant de vérifier en temps réel la bonne délivrance des traitements en cabone-thérapie.
Enfin, MOON (Medical Operative ONtology) vise à modéliser et structurer le parcours de soins du patient à l’aide d’outils numériques, depuis la planification du traitement jusqu’au suivi, afin d’en améliorer l’efficacité, la qualité et la cohérence globale.
APPLICATIONS INDUSTRIELLES
Les applications industrielles concernent l’adaptation de méthodologies issues de la dosimétrie et de la détection des rayonnements à des problématiques de radioprotection en milieu professionnel. Le projet Caractérisation de gants de radioprotection (avec l’entreprise PIERCAN) vise à évaluer de manière quantitative les performances de matériaux de protection individuelle face aux rayonnements ionisants, en particulier dans le contexte des pratiques médicales et industrielles. Ces travaux permettent d’améliorer la sécurité des opérateurs tout en fournissant des outils de validation indépendants pour les fabricants et les utilisateurs finaux.
Radiamétrie
Les activités en radiamétrie portent sur la mesure et la caractérisation de champs de rayonnements complexes, en particulier lorsqu’ils sont composés de plusieurs types de rayonnements.
Le projet DoNeut est consacré au développement d’un radiamètre-dosimètre transportable dédié à la détection des neutrons et répondant aux besoins de radioprotection et de métrologie. Cet instrument est adapté à la mesure de la dose et du débit de dose neutronique, notamment à bord des sous-marins nucléaires, et repose sur un principe de détection inspiré des sphères de Bonner.
Le projet nFacet sur la réalisation d’un spectromètre directionnel capable de mesurer à la fois l’énergie et la direction des rayonnements gamma et neutrons. Sensible aux champs mixtes il permet de localiser et obtenir des informations précises sur les sources de rayonnements comme le débit de dose mais aussi le type de source en utilisant des algorithmes basés sur l’IA. Son application est dirigée vers l’industrie nucléaire, le médical et la détection NRBC.
Moniteurs faisceaux
Cet axe regroupe des projets dédiés au contrôle, à la caractérisation et à l’optimisation des faisceaux d’irradiation utilisés à des fins médicales, biologiques et industrielles.
L’upgrade de la ligne de radiobiologie du GANIL a pour objectif de moderniser une installation majeure afin d’améliorer ses performances et sa flexibilité pour la recherche sur les effets biologiques des rayonnements.
Enfin, le projet Normandie Accélérateur (Spatial Applications at GANIL) / Normandie Accélérateurs vise à équiper trois salles au GANIL ainsi qu’une salle sur le site d’Atron (Cherbourg) avec des moniteurs de faisceau de haute précision. Dans ce cadre, nous sommes en charge du développement, de l’installation et de la mise en service de l’ensemble de ces systèmes de monitoring.
APPLICATIONS ENVIRONNEMENTALES
PUBLICATIONS
- [hal-05652690] JetParticle-JEPA: An Efficient Self-Supervised Representation Learning method for Jet Tagging in High-Energy Physics
Jet tagging at the Large Hadron Collider increasingly relies on deep learning models trained on massive simulated datasets, leading to high computational costs and limited robustness to detector mismodeling. We introduce JetParticle-JEPA (JP-JEPA), a self-supervised Joint-Embedding Predictive […]
- [hal-05708505] Radio-sensitization of mutated KRAS G12C non-small cell lung cancer with KRAS G12C tyrosine kinase inhibitor and carbon ions irradiation
Non-small cell lung cancer (NSCLC) with KRASG12C mutation is associated with poor prognosis and resistance to standard therapies. Sotorasib, a KRASG12C tyrosine kinase inhibitor, has shown clinical efficacy, yet its interaction with different irradiation modalities remains unclear. This study aimed […]
- [hal-05697982] TUMIC-CARE Project: Leveraging Tumoroids for Therapeutic Positioning of Carbon Ions in Radio-Resistant Head and Neck Cancers
Background and Aims Head and Neck Cancers (HNC) pose major therapeutic challenges due to frequent radioresistance and substantial normal-tissue toxicity. Carbon-ion (CI) irradiation offers superior biological effectiveness compared to conventional X-rays (XR), with potential to improve tumor […]
- [hal-05670999] Monte Carlo simulations of passively scattered carbon ion beamline for radiobiology experiments at GANIL
Background and Aims Since 1982, GANIL’s dedicated platform has enabled dosimetry and radiobiology research with heavy ions. In 2023, it was upgraded to deliver ultra-high dose rates (>40 Gy/s) of 12C beam at 95 AMeV in transmission mode – a key step for FLASH effect studies. In this work, we […]
EQUIPE
ANGELIQUE Jean-Claude | BAHINI Armand | BERAUD Kaciel | CHARTIER G. | CHAOUFI I. | CUSSOL Daniel | FONTBONNE Jean-Marc | JAFARPOUR LANTONNET Elise | LABALME Marc | LAFAYE Rémi | MAZZA-SCHUH Francesco | ÖZER Özgur | ROUSSEAU Marc | SITARZ Mateusz | THARIAT Juliette | TOSETTI Giulia | VACHERET Antonin
LPC Caen
LABORATOIRE DE PHYSIQUE CORPUSCULAIRE DE CAEN
Contact
- communication@lpccaen.in2p3.fr
- (+33) 2 31 45 25 00
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