La volonté du CEA est d’ancrer très fortement le développement de ses nouvelles activités dans le contexte régional, et de renforcer le positionnement de Marcoule comme grand centre scientifique : pôle européen de physique et chimie des actinides autour de l'installation Atalante et de l'Institut de Chimie Séparative de Marcoule, participation à des masters dans le domaine de la chimie et de l'assainissement, développement du pôle en génomique et toxicologie nucléaire.
Les principales étapes de ce redéploiement régional sont :

1. Le regroupement à Marcoule de l’ensemble des activités du CEA autour de l’aval du cycle, entraînant le transfert des activités et Unités correspondantes de Cadarache et Pierrelatte ;

2. La création formelle de l’Institut de chimie séparative, la mise en place d’un master chimie et le lancement d’un appel à projets en collaboration avec le pôle chimie de Montpellier en fin d’année 2004 ;

3. La construction d’un nouveau bâtiment en 2007 sur la zone ouverte à l’ouest du Site, qui accueillera l’Institut de chimie et l’INSTN avec l’Ecole du Démantèlement...

4. La création, le 15 novembre 2002, du Centre d’Expertise sur le Conditionnement et l’Entreposage des matières Radioactives (CECER) ;

5. La construction, en dehors du site sécurisé de Marcoule, du Visiatome, Centre de Culture et de Tourisme Scientifique et Technique, dépendant du CECER, ouvert au public depuis avril 2005 ;

6. Le transfert au CEA, en mars 2006, de la responsabilité de l’ensemble du Site de Marcoule (hors MELOX, CENTRACO, CISBIO International-SCHERING), et de celle de maître d’ouvrage pour l’ensemble des opérations d’assainissement et démantèlement du Site.