Parallèlement aux développements entrepris pour la physique des ions lourds, l’IN2P3 engage également des investissements importants pour la physique nucléaire aux énergies intermédiaires. En 1973 est d’abord lancée la rénovation du synchro-cyclotron d’Orsay, puis en 1974 est signée avec le CEA une convention afin de convertir l’ancien synchrotron de Saclay Saturne, initialement construit pour les besoins de la physique des particules élémentaires mais au final assez décevant, aux nouveaux besoins de la physique nucléaire.
Le Laboratoire National de Saturne (LNS) est créé en 1978 et la nouvelle machine SATURNE-II démarre dès l’automne, bénéficiant des plus récents progrès en technologies des accélérateurs (faisceaux de particules plus intenses, meilleure résolution en énergie, caractéristiques optiques et de structure en temps mieux définies). SATURNE-II sera capable de produire des protons de 100 MeV à 3 GeV mais également des ions lourds (A<40) jusqu’à des énergies de l’ordre du GeV/nucléon. Saturne-II sera notamment le premier synchrotron à focalisation forte capable de produire des faisceaux polarisés (protons et deutons) en 1981, suivi de près par l'AGS de Brookhaven.