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L’INSTN, Pôle européen pour la formation nucléaire

par Jean-Pierre LE ROUX, directeur de l’INSTN

L’INSTN occupe une place originale dans le système éducatif français. Établissement d’enseignement supérieur au sein du CEA, il a été conçu à l’origine pour former principalement les ingénieurs et chercheurs déjà engagés dans leur métier à EDF, dans l’industrie nucléaire ou au CEA, dans des disciplines technologiques de pointe que ni l’Université ni les écoles d’ingénieurs n’avaient alors développées.
Près d’un demi-siècle plus tard, en pleine maturité de l’industrie nucléaire, l’INSTN a mis en place, à côté des enseignements de type académique organisés en propre ou en liaison avec les universités ou écoles d’ingénieurs, un large éventail de formations continues qui s’appuie sur les compétences existant au CEA comme dans d’autres organismes ou industries, et, pour le secteur électronucléaire, à EDF, Framatome, Technicatome, Cogéma, SGN.
Le domaine international n’est pas resté à l’écart, puisque après les cours organisés à Saclay en liaison avec l’AIEA ou à travers l’ADENI, le développement de la coopération européenne est maintenant à l’ordre du jour pour les enseignements au cœur même de la mission de l’INSTN.

Introduction

L’INSTN (Institut national des sciences et techniques nucléaires) a été créé en 1956 ; c’est un établissement d’enseignement supérieur rattaché au Commissariat à l’Énergie Atomique qui est placé sous la tutelle conjointe du ministère de l’Éducation nationale, de la Recherche et de la Technologie et du ministère de l’Économie, des Finances et de l’Industrie. Il est implanté au CEA Saclay et est présent sur les Centres CEA de Cadarache, de Grenoble et de la Vallée du Rhône (Marcoule), ainsi qu’à La Hague.

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Bâtiment principal de l’INSTN à Saclay
EDF-Photo : Henri CAZIN

Faisant appel à plus de 1 200 intervenants par an, l’INSTN bénéficie du concours des meilleurs spécialistes du CEA, qu’il s’agisse des chercheurs des directions des Sciences de la Matière et des Sciences du Vivant, plus orientées vers la recherche fondamentale, ou, pour les domaines appliqués, des ingénieurs des directions des Réacteurs Nucléaires, du Cycle du Combustible, des Technologies Avancées, des Applications Militaires ou de l’Institut de Protection et de Sûreté Nucléaire.

Contribuent également aux formations de l’INSTN, des universitaires, des chercheurs de divers organismes ou de l’industrie, ou encore, pour le secteur électronucléaire, des ingénieurs d’Électricité de France et des entreprises industrielles engagées dans la réalisation des réacteurs nucléaires (Framatome, Technicatome…) ou impliquées dans le cycle du combustible (Cogema, SGN…).

Une des principales caractéristiques de l’INSTN, dont l’effectif de salariés est de l’ordre de la centaine, est donc d’avoir très peu d’enseignants permanents mais de faire appel à un ensemble de spécialistes, chercheurs, ingénieurs, médecins, qui assurent aux enseignements de rester en contact étroit avec les derniers développements des sciences et techniques et donnent aux programmes les meilleures garanties de flexibilité.

Son implantation facilite l’accès des étudiants aux installations expérimentales des laboratoires de recherche du CEA, mais il dispose en propre d’équipements importants : réacteur nucléaire ULYSSE, simulateurs de centrales nucléaires -SIREP pour le fonctionnement normal et SIPACT pour le fonctionnement accidentel-, accélérateur Van de Graaff de 2 MV, microscopes électroniques à transmission et à balayage, laboratoires de mesures nucléaires, laboratoires de chimie ou de biologie, installations de simulation pour travaux en zones contrôlées…

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Etude de la cinétique des réacteurs sur ULYSSE à Saclay
EDF-Photo : Henri CAZIN

La mission principale de l’INSTN reste centrée sur le nucléaire, avec notamment l’organisation d’une formation d’ingénieur en Génie Atomique - environ 80 diplômés par an -, mais elle n’a cessé de s’enrichir de nouveaux domaines explorés par les équipes de recherche du CEA.

Témoins de l’intérêt que porte le CEA au développement de ses collaborations avec l’enseignement supérieur, les liens tissés par l’INSTN avec des universités des régions Île-de-France, Rhône-Alpes, Provence - Alpes - Côte d’Azur et Languedoc-Roussillon se sont multipliés, aboutissant à l’organisation en commun de trente-sept enseignements de 3ème cycle (DEA et DESS) s’adressant à environ 700 étudiants par an.

À ces formations s’ajoutent les enseignements des disciplines de santé : les spécialisations en médecine nucléaire et en radiopharmacie dont l’INSTN dispense la partie théorique au niveau national, ainsi qu’un diplôme de qualification en physique radiologique et médicale destiné aux physiciens d’hôpitaux.

La formation continue constitue un autre volet important des activités de l’INSTN, lequel s’appuie aussi sur les compétences développées au sein du CEA et chez ses partenaires industriels. L’INSTN propose quelque 130 "sessions d’études" s’adressant à près de 9000 stagiaires par an sur ses cinq sites d’enseignement. La plupart de ces sessions peuvent se constituer en ensemble cohérent, voire en cycle complet, permettant l’acquisition progressive de connaissances de base, complémentaires ou plus approfondies.

Enfin, au carrefour de la formation initiale et de la formation continue, l’INSTN propose également des enseignements techniques, parmi lesquels les formations en radioprotection - environ 20 diplômés du brevet de technicien et 30 du brevet de technicien supérieur - occupent une place prépondérante.

Génie atomique

Le cours de Génie Atomique est un enseignement "de spécialisation", destiné à des ingénieurs auxquels il permet d’acquérir :

  • Une vision systémique (interactive) d’un large spectre de sciences et techniques mises en œuvre dans le secteur énergétique nucléaire ;
  • Une formation initiale spécifique d’un bon niveau en neutronique et physique des réacteurs nucléaires.

Grâce à cette vision globale approfondie, les ingénieurs en génie atomique, sans devenir des spécialistes de chacun des domaines scientifiques abordés, seront à même de résoudre de nombreux problèmes fortement interactifs rencontrés durant les phases de conception, de réalisation, d’exploitation et de démantèlement des installations nucléaires.

Le cours de spécialisation en Génie Atomique, d’une durée d’une année universitaire, se déroule en deux étapes :

  • Une première étape composée d’"enseignements académiques" (Cours, TP, TD) d’une durée d’environ 500 heures, ne traitant que d’aspects spécifiquement "nucléaires" : neutronique, physique nucléaire appliquée, thermohydraulique des réacteurs nucléaires, métallurgie et matériaux nucléaires, critères de conception mécanique nucléaire, instrumentation nucléaire, radioprotection, sureté nucléaire, fonctionnement des réacteurs, cycle du combustible, démantèlement, économie du nucléaire, communication dans le nucléaire. L’enseignement comporte de nombreux TP : mise en œuvre des "grands" codes de calcul neutroniques, thermohydrauliques, mécaniques et radioprotection ; études de l’instrumentation nucléaire et de son traitement électronique ; études sur simulateurs de réacteurs nucléaires et sur réacteurs réels.
  • Une seconde étape constituée par la réalisation d’un "projet" d’une durée de 3 à 6 mois. La spécialisation en génie atomique étant avant tout une formation pluridisciplinaire dont la spécificité est l’optimisation interactive des nombreux paramètres conceptuels d’une installation nucléaire, l’application de cette vision systémique à un cas industriel concret est un point important de la formation. Ce projet est mené sous la direction d’un "maître de stage" au sein d’une entreprise ou d’un organisme de recherche du secteur nucléaire, français ou étranger.

Par le nombre et le volume des cours spécifiquement nucléaires ainsi que des installations mises en œuvre, cette formation est unique en France. Depuis sa création en 1956, la formation d’ingénieurs en Génie Atomique a diplômé environ 4000 étudiants (voir figure) que l’on retrouve aujourd’hui dans tous les grands groupes ou organismes du secteur nucléaire français : EDF, CEA, Framatome, Technicatome, COGEMA, Marine Nationale, etc. De nombreux étudiants étrangers provenant de pays très divers ont également suivi cette formation et constituent aujourd’hui un réseau de correspondants privilégiés.

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Historique du nombre de diplômés du cours de Génie Atomique.

Le cours de Génie Atomique s’adresse à deux catégories d’étudiants : civils et militaires. Les étudiants civils occuperont des postes d’études, d’exploitation ou d’entretien des réacteurs nucléaires et des installations du cycle du combustible. La formation des étudiants militaires répond au besoin de formation d’officiers occupant des postes importants sur les sous-marins et porte-avions nucléaires français, ainsi qu’au sein des états majors.
Les ingénieurs en génie atomique resteront des spécialistes recherchés au cours des prochaines années. En effet, dans le secteur civil, la phase des grands investissements du secteur électronucléaire français (construction du parc électronucléaire EDF, construction des usines amont et aval du cycle) est à présent achevée et ne redémarrera probablement que dans 10 ou 15 ans. Cependant durant cette période, l’exploitation sûre du parc et des usines du cycle, l’amélioration permanente de leur compétitivité et leur maintenance resteront des enjeux très importants. Le contexte français et européen continue d’évoluer : exigences sans cesse accrues en termes de sûreté, de radioprotection, d’impact environnemental, de contrôle de ces exigences, et d’ouverture du marché de l’électricité à un environnement concurrentiel très fort. Par ailleurs, il s’agira de préparer le renouvellement du parc électronucléaire à horizon 2020. Il est probable que dans cette perspective de nouveaux concepts et de nouvelles solutions techniques seront mis en œuvre. Sur toutes ces thématiques, la contribution des ingénieurs sera à l’évidence fortement sollicitée, et une formation initiale de qualité en Génie Atomique très appréciée.

Pourtant, face à cette demande actuelle et prévisible de scientifiques de type " ingénieurs en Génie Atomique ", on observe depuis quelques années une désaffection croissante des jeunes pour les formations scientifiques en général et nucléaires en particulier. Un regroupement des formations de type " génie atomique " au niveau européen devient peu à peu une nécessité ressentie par divers pays afin de conserver une taille raisonnable aux effectifs des promotions. Différentes possibilités sont à l’étude. L’INSTN contribue dès à présent à cette ouverture en étudiant la mise en place en 2001-2002 d’une structure modulaire du cours de Génie Atomique qui permettra aux étudiants français et étrangers de suivre les différents cours au sein de l’INSTN ou des Universités étrangères offrant le même type d’enseignement.

Cette organisation modulaire des cours permettra également de donner la possibilité aux ingénieurs des grandes entreprises ou laboratoires nucléaires de venir beaucoup plus facilement se former sur le sujet de leur choix, ou d’acquérir l’ensemble des connaissances en génie atomique (et donc le diplôme d’ingénieur en génie atomique) en suivant les différents modules sur plusieurs années.

Enseignements de radioprotection

L’une des spécificités françaises en matière de formation initiale diplômante des professionnels de la radioprotection (RP) réside dans une double approche des formations. Des formations généralistes, parfois préférées par certains exploitants espérant une meilleure aptitude à la mobilité dans l’entreprise, incluent un quota d’heures variable et généralement très faible de RP. La seconde approche, développée par l’INSTN repose sur des formations spécifiques, entièrement consacrées à la radioprotection.

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Travaux pratiques sur boîte à gants à l’antenne INSTN de La Hague.
EDF-Photo : Raymond DE SEYNES

Le choix des niveaux de formation résulte des besoins qualitatifs et quantitatifs exprimés par les professionnels et les exploitants. Les formations diplômantes, organisées au niveau national par l’INSTN, couvrent tous les niveaux d’éducation, du niveau fin de classe de 3ème (Premier Niveau en Radioprotection) jusqu’au niveau ingénieur Bac+5 (DESS en Radioprotection).

Les besoins exprimés par les professionnels et les opérateurs industriels ont démontré la nécessité de disposer de quatre types de personnels formés à la radioprotection. Il s’agit (1) d’agents de radioprotection capables de réaliser des contrôles radiologiques de terrain, (2) de techniciens pour mettre en œuvre, en routine, des mesures de radioprotection et en contrôler l’efficacité, (3) de techniciens supérieurs, participant à l’élaboration des mesures de radioprotection et capables de gérer des équipes d’intervention, (4) d’ingénieurs participant à la conception, à la prévention des risques, au contrôle des installations et à la surveillance du personnel exposé, en situation normale ou accidentelle.

Les enseignements mis en place pour répondre à ces demandes comprennent 4 types de formations (cf. Figure). Le Premier Niveau en Radioprotection (PNR - huit semaines), premier niveau de formation générale dans le domaine de la radioprotection, le Brevet de Technicien en Radioprotection (BT- 4 mois + 1mois de stage pratique), le Brevet de Technicien Supérieur (BTS- 6 mois + 2 mois de stage pratique) et enfin, le Diplôme d’Études Supérieures Spécialisées de radioprotection (DESS - 6 mois+ 6 mois de stage pratique).

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Formation initiale des professionnels de la radioprotection : filières conduisant à un diplôme.

Ces formations sont ouvertes aux salariés, pour leur permettre d’améliorer leur qualification professionnelle par le biais de la formation continue professionnelle, ainsi qu’aux étudiants voulant accéder au métier de la radioprotection. Associant connaissances théoriques et compétences opérationnelles, elles sont reconnues par les professionnels et les exploitants, BTS et DESS l’étant par le Ministère de l’Éducation Nationale et l’AIEA.

A leur demande et en collaboration avec 5 partenaires européens, l’INSTN a créé un enseignement européen de radioprotection (European Radiation Protection Course) en langue anglaise. Dans le cadre de l’harmonisation des formations et des qualifications professionnelles en Europe, cette formation s’adresse à des cadres de radioprotection du niveau " expert qualifié " défini par la directive 96/29/Euratom. Ouverte aux étudiants, la formation est facilement accessible aux salariés, par le choix délibéré d’une organisation en 4 modules indépendants de 3 à 5 semaines. Cette expérience inclura dès 2001 d’autres partenaires européens.

L’INSTN dispense également de nombreuses sessions de formation continue à destination des utilisateurs de sources de rayonnements ou des personnels qui y sont exposés. Certaines d’entre elles relèvent d’exigences réglementaires (personnes compétentes, transport de matières radioactives…) ou d’exigences spécifiques des opérateurs, telles les formations CEFRI.

Formations médicales

Depuis 1965, l’INSTN a une forte implication dans la formation des personnels du domaine médical utilisant des techniques fondées sur les rayonnements ionisants.

A des fins diagnostiques et thérapeutiques, les médecins nucléaires s’appuient sur des techniques nucléaires qui fournissent des informations fonctionnelles et métaboliques. Les radio-pharmaciens préparent et contrôlent la qualité des produits radio-pharmaceutiques utilisés à titre diagnostic ou thérapeutique par les médecins nucléaires. Les physiciens d’hôpitaux interviennent en médecine nucléaire, en radiothérapie et en radiodiagnostic. Responsables du calcul et de la mesure de la dose délivrée au patient, ils assurent également l’étalonnage et le contrôle de qualité des appareillages et la radioprotection du personnel et du patient. Les actes médicaux correspondants sont réalisés par des personnels techniques.

Le Diplôme d’Études Spécialisées (DES) de Médecine Nucléaire comme le Diplôme d’Études Spécialisées Complémentaires (DESC) de radiopharmacie sont organisés par l’INSTN au niveau national, en liaison avec les universités des différentes inter régions médicales. Le Diplôme de Qualification en Physique Radiologique et Médicale (DQPRM) créé en 1997 par l’INSTN et seul diplôme français de ce type, conduit à la délivrance par le ministère de la Santé d’un agrément permettant l’exercice de la profession de physicien d’hôpital.

En plus des formations initiales diplômantes et à destination de ces personnels médicaux, l’INSTN organise en partenariat avec les associations professionnelles des sessions de formation continue sous la forme d’enseignements post universitaires (EPU). Des sessions de formation continue sont également proposées aux techniciens de médecine nucléaire.

Dans le but d’harmoniser au niveau européen les pratiques et les formations en médecine nucléaire et en radiopharmacie, et les flux d’étudiants concernés dans l’ensemble des pays européens étant relativement faibles, l’INSTN a proposé et mis en place, dès 1999, un enseignement international de radiopharmacie qui a concerné 21 étudiants de 11 pays d’Europe. Cette démarche se poursuit avec la mise en place dès 2001 d’un enseignement international de médecine nucléaire.
Cette volonté d’internationalisation des enseignements s’est vue récompensée par la reconnaissance du cours européen de radiopharmacie par l’European Association of Nuclear Medicine (EANM) et par l’accréditation de l’INSTN par l’EANM, en septembre 2000, comme centre de formation à la médecine nucléaire.

Formation continue

À côté de ces enseignements longs destinés à préparer un diplôme, l’INSTN propose à un public déjà engagé dans la vie professionnelle des sessions d’études plus courtes destinées à la mise à jour des connaissances ou à l’initiation à des techniques nouvelles. Ces sessions couvrent des domaines très divers : centrales nucléaires, matériaux, cycle du combustible nucléaire, radioprotection, environnement, sûreté, qualité, radio-isotopes en biologie, mesures de radioactivité, etc. , et, comme pour les enseignements "académiques", elles s’appuient sur les compétences développées au CEA et chez ses partenaires industriels.

En 1999, près de 9000 personnes ont participé à 3000 sessions sur quelque 130 thèmes différents ; cet ensemble de sessions est réalisé dans le cadre d’un plan d’assurance qualité et est actuellement l’objet d’une démarche de certification ISO 9001, traduisant la volonté d’apporter aux participants un enseignement au fait des évolutions techniques ou réglementaires et qui soit délivré par des formateurs utilisant les meilleures méthodes pédagogiques.

Formations internationales

Les cours organisés à l’INSTN sont généralement ouverts aux étudiants étrangers au même titre qu’aux étudiants français. L’INSTN organise également des cours destinés exclusivement aux spécialistes des pays étrangers, sous l’égide de l’Agence Internationale de l’Energie Atomique (AIEA) ou de l’Association pour le Développement de l’Enseignement Nucléaire International (ADENI).

En étroite collaboration avec l’AIEA, l’INSTN organise chaque année depuis 1976 un ou deux cours spécialement conçus pour des spécialistes venant des pays en voie de développement et exerçant des responsabilités dans leur pays. Ces cours, donnés à l’origine exclusivement en français, le sont actuellement indifféremment en français ou en anglais ; après une première période où une place importante était accordée à des thèmes liés aux phases initiales de conception et de construction des centrales nucléaires, les cours traitent de sujets très divers relatifs à l’exploitation des centrales nucléaires, à la sûreté, à la radioprotection, aux différentes étapes du cycle du combustible, à la gestion des déchets nucléaires, etc.

C’est dans ce cadre qu’ont été organisés en 2000 un cours sur " La recherche de qualité dans le management des centrales nucléaires ", un séminaire sur " La législation et la réglementation en matière de radioprotection ", et un atelier sur " La radioprotection en radiologie diagnostique ".
Un cours sur la sûreté des centrales nucléaires est programmé pour l’année 2001.

L’ADENI est une association selon la loi de 1901 qui rassemble les principaux acteurs du nucléaire français et qui s’est fixé pour but de promouvoir à l’international l’industrie nucléaire française par l’enseignement. Elle le fait en attribuant des bourses à des étudiants étrangers venant suivre des enseignements nucléaires en France, en apportant son parrainage et son concours financier à des actions d’enseignement à l’étranger, comme c’est le cas à l’Asian Institute of Technology de Bangkok où elle soutient l’organisation d’un module nucléaire animé par des enseignants français au sein d’un master d’énergétique, enfin, en organisant à l’INSTN des séminaires. En 2001, quatre séminaires sont programmés : International Seminar on Nuclear Fuel Cycle (26 février- 9 mars), Présentation des VVER (29 - 31 mars), International Seminar on Nuclear Waste Management (18 - 22 juin) et International Seminar on Nuclear Experience in France (15 - 19 octobre).

Ce texte est extrait de la Revue Générale Nucléaire N°5/2000