[ Dossier ] Laboratoire LP2i de Bordeaux : aux confins des deux infinis

Échos Judiciaires Girondins : Vous êtes le directeur du Laboratoire de physique des deux infinis (LP2I) de Bordeaux. De quoi s’agit-il ?

Fabrice Piquemal : Nos activités consistent à comprendre l’infiniment grand et l’infiniment petit, au travers de la physique des particules, de la physique nucléaire et de l’astrophysique. L’infiniment petit correspond au millionième de milliardième de mètre (de 10^-15 à 10^-18). Ce sont les particules élémentaires : quarks (qui composent les neutrons et protons), électrons et neutrinos.

Quant à l’infiniment grand, la distance est mesurée en années-lumière (9 641 milliards de kilomètres, NDLR). Nous regardons des objets qui peuvent être extrêmement lointains ou des rayonnements gamma provenant de phénomènes astrophysiques.

Ce qui relie ces deux infinis, c’est la création de l’univers, il y a 13,5 milliards d’années, lors du Big Bang. C’est le moment où l’énergie est devenue matière. Einstein avait décrit l’équivalence entre l’énergie et la matière par la formule E=MC2.

Fabrice Piquemal, directeur du Laboratoire de physique des deux infinis (LP2I) © LP2i

EJG : Pouvez-vous nous décrire plus concrètement les activités du laboratoire ?

F. P. : Le laboratoire réunit 120 personnes, dont une quarantaine de physiciens et physiciennes, répartis en trois pôles.

Un pôle Nucléaire, qui travaille sur le noyau atomique. Cela revient à étudier la force forte, qui fait que les protons et les neutrons restent ensemble. Mais aussi l’interaction faible, responsable de la désintégration des neutrons en protons : la radioactivité bêta.

Le pôle Astro-neutrino s’intéresse aux neutrinos, une particule élémentaire qui n’interagit quasiment pas avec la matière, ce qui la rend très difficile à étudier, mais qui pourrait être à l’origine de la matière ordinaire qui nous compose. Nous travaillons aussi sur les rayonnements gamma de très haute énergie. Et depuis 2026, sur la détection des ondes gravitationnelles.

Enfin, le pôle Santé-environnement s’intéresse à l’effet des radiations sur le cancer ou encore aux bactéries résistantes présentes dans les milieux riches en radioactivité.

EJG : Les outils technologiques font partie intégrante de vos recherches…

F. P. : Dans notre discipline, l’outil est primordial. Nous allons aux frontières de la technologie pour arriver aux frontières de la connaissance. Nous travaillons sur de très gros instruments (détecteurs de neutrinos, accélérateurs de particules ou télescopes), en collaboration avec d’autres laboratoires internationaux. Nous contribuons ensemble à leur construction et les exploitons.

Nous allons aux frontières de la technologie pour arriver aux frontières de la connaissance

Nous avons donc un pôle technique, composé d’une cinquantaine d’ingénieurs et techniciens en instrumentation, électronique, mécanique, informatique, et d’administratifs.

Nous avons aussi trois plateformes techniques, pour mesurer les très basses radioactivités, les gaz rares, et un accélérateur de particules.

Cela nous permet par exemple de dater des millésimes de Bordeaux, à travers la présence ou non de césium 137. Nous faisons de la physique fondamentale, avec des applications directes pour la société !

Le laboratoire de physique des deux infinis (LP2I) s’appelait jusqu’en 2022 le Centre d’études nucléaires de Bordeaux-Gradignan. © Jean Jouve / LP2i Bordeaux

EJG : Que reste-t-il à découvrir dans vos disciplines ?

F. P. : La matière ordinaire, qui nous compose ainsi que les étoiles, correspond à seulement 5 % de l’univers, selon la cosmologie. C’est ce qui rend le physicien modeste !

Nous pensons que le reste serait composé de 20 % de matière noire. On n’a pas encore réussi à la voir, car elle n’interagit pas avec la matière, mais on voit ses effets gravitationnels. Les 75 % restants seraient composés d’énergie noire. On ne sait pas ce que c’est, mais elle serait responsable de l’accélération de l’expansion de l’univers.

Du côté de l’infiniment petit, nous allons devoir développer des accélérateurs plus puissants pour sonder de plus petites distances, et peut-être découvrir des particules élémentaires plus petites.

Deux médaillées d’argent au LP2I

Marianne Lemoine et Beatriz Jurado Appruzzese, médailles d’argent CNRS 2026 et 2025. © Fundacion Occident y Instituto de Astrofisica de Canarias / LP2I Bordeaux

« Une seule médaille d’argent est décernée par le CNRS chaque année dans nos disciplines. Nous avons eu la chance d’en avoir deux de suite au LP2I. Cela prouve que nous travaillons sur des sujets à la pointe de la science », affirme Fabrice Piquemal, président du LP2I. Deux physiciennes du laboratoire ont en effet été choisies parmi les 600 chercheurs des 19 laboratoires de l’institut CNRS IN2P3. Marianne Lemoine a reçu la médaille d’argent du CNRS en 2026 pour ses travaux sur les rayonnements gamma. Quant à Béatrice Jurado-Appruzzese, elle a reçu la médaille d’argent en 2025 pour ses travaux sur le phénomène de fission nucléaire.