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* Centre d'entraînement (Secteur A) – Rencontré durant le tutoriel du jeu, le Secteur A contient des centres d'entraînements physiques pour le personnel travaillant en milieux hostiles et les agents de sécurité. Les démonstrations sont fournies par des personnages holographiques de haute technologie, tandis que les participants sont constamment surveillés par des officiers d'entraînement. Les cours en milieux hostiles sont dispensés dans d'anciens secteurs industriels du centre.
* Centre de stockage de liquides réfrigérant (Secteur B) - La réserve du complexe stocke les liquides réfrigérants pour les milliers d'ordinateurs et de machines de Black Mesa. Elle est vue pour la première fois par Gordon Freeman quand il essaie de s'échapper du Secteur C, et est obligée d'y trouver un passage. Barney Calhoun rencontre ce secteur dans Blue Shift, quand il est forcé d'activer les anciens générateurs pour les laboratoires de téléportation.
* Laboratoires de tests et service de contrôle (Secteur C) – L'un des nombreux laboratoires du complexe, le Secteur C est le lieu de travail de Gordon Freeman. Cette zone souterraine est composée d'une vaste chambre construite dans un ancien silo nucléaire, de chambres d'ionisation et de plusieurs bureaux contenant des superordinateurs. Le Secteur C abrite également une zone de stockage de combinaisons en milieux hostiles et des zones de recherches sur les lasers. Le Secteur C abrite un spectromètre de masse avancé, qui est utilisé pour analyser et découvrir les origines de cristaux trouvés sur Xen par le personnel du Complexe Lambda.
* Administration (Secteur D) - Découvert tôt dans le jeu, le Secteur D abrite les bureaux administratifs, des zones de stockage de matériel et des zones pour le personnel, telles que des cafétérias, cuisines avec de grands réfrigérateurs, des zones de détente et des salons. Bien que ce secteur soit moderne, les parties traversées par Gordon Freeman sont plus anciennes. Les plafonds bas et le manque de fenêtre laissent penser que la majorité du secteur se situe profondément sous terre. À en juger par l'atmosphère glauque et la sensation de malaise de ces bureaux souterrains, on peut penser que le secteur d'administration est une partie relativement ancienne du centre de Black Mesa.
* Complexe Biodôme (Secteur E) - Zone de haute sécurité et de haute technologie, le Biodôme abrite plusieurs laboratoires et zones de tests pour les expériences sur les créatures capturées sur Xen. Localisé très profondément et fermé par de lourdes portes blindées, le Biodôme possède aussi des habitats artificiels pour les créatures de Xen, avec des zones d'observation. Il apparaît que certaines zones du Biodôme sont encore en construction quand la résonance en chaîne se produit. En se basant sur les propos des quelques survivants et sur l'aspect inquiétant de certains laboratoires, il semble que beaucoup de recherches biologiques ne sont pas conformes à l'éthique. À la suite de la catastrophe, plusieurs aliens s'échapperont et tueront le personnel du Biodôme.
* Centre de contrôle ferroviaire (Secteur E) - Cette partie d'une taille relativement petite sert de point de départ de l'ancien réseau ferroviaire de Black Mesa, et en fournit l'énergie électrique nécessaire à son fonctionnement, grâce à deux générateurs.
* Complexe Lambda (Secteur F) - Zone très sécurisée, le complexe Lambda abrite le réacteur nucléaire de Black Mesa et les laboratoires secrets de téléportation. Le complexe est fortifié avec des fossés et des murs et peut être entièrement sellé avec des portes blindées très épaisses. Le Complexe Lambda a apparemment survécu à de sérieux dommages lors de la résonance en chaîne, et est devenu le dernier refuge pour le personnel survivant qui combat les extraterrestres. Le c½ur du réacteur Lambda s'étend sur 4 niveaux du Complexe Lambda, et est utilisé pour alimenter les laboratoires de téléportation. Bien que la structure externe et les murs du complexe soient encore intacts, l'intérieur est chaotique, avec des défaillances techniques et des extraterrestres téléportés de Xen.
* Système de canaux (Secteur G) - Vraisemblablement localisé au point le plus profond du centre, le système de canaux est le principal système de transport des eaux usées vers l'usine de retraitement. Le système de canaux est un vaste réseau de ventilation, canaux, traitement des déchets, et s'écoule depuis la surface et l'entrepôt de marchandises. Cette partie du centre semble avoir été épargnée par l'incident. En plus de s'étendre sur plusieurs niveaux, plusieurs parties du système de canaux contiennent des déchets radioactifs.
* Laboratoire de propulsions expérimentales (Silo D) - Localisé en profondeur dans une caverne et un secteur désert, ce centre utilise un ancien silo de missile nucléaire qui a été converti en laboratoire de tests de propulsion. Deux autres silos abritent le générateur d'énergie et l'installation d'approvisionnement en fuel/oxygène. Après l'incident, le puits d'échappement est occupé par un alien-plante à plusieurs tentacules, qui est capable d'attraper sa proie en écoutant ses mouvements.
* Ancien système ferroviaire - L'ancien système ferroviaire souterrain de Black Mesa ne semble plus utilisé et même abandonné, en jugeant par l'état de la plupart de ses installations. Cependant, certaines parties sont encore utilisées, comme les générateurs d'énergie et les anciens trams sont encore sur les rails. La plus grande partie de l'ancien système ferroviaire a pourtant été remplacé par un réseau plus moderne de trams électriques. Le système moderne de trams est administré par l'Autorité du transit de Black Mesa.
* Laboratoires de prototypes du Secteur A-17 - Révélé dans Blue Shift par le Dr. Rosenberg, ces laboratoires abandonnés s'étendent dans le sous-sol du centre et abritent les prototypes des téléporteurs, avec un générateur auxiliaire situé sous les installations. L'âge de cette partie du centre est évident, à en juger par l'utilisation d'un système d'identification rétinienne plus ancien, tout comme les chargeurs de combinaisons en milieu hostiles et les stations de premiers secours. Pendant la durée du jeu, ces laboratoires ont été oubliés et dissimulés derrière de nouvelles constructions, même s'ils contiennent encore beaucoup de matériel de haute technologie et sont encore en bon état. Un panneau indique qu'ils faisaient autrefois partie du secteur A.
* Dépôts de Trains - Un large centre des lignes ferroviaires fait le lien avec les dépôts de Fret, qui sert également de vaste zone de stockage du matériel qui arrive à Black Mesa. Une ligne ferroviaire vers le réseau civil du Nouveau-Mexique assure le bon approvisionnement de Black Mesa.
* Laboratoires d'Études de la Faune aquatique - Traversé à la fois dans Half-Life et Opposing Force, ces laboratoires font partie du Biodôme et permettent aux scientifiques d'observer la faune aquatique de Xen. Une vaste chambre immergée dans les bas niveaux de Black Mesa contient une cage à chthyosaure et requin. Un laboratoire endommagé dans Opposing Force contient des réservoirs vitrés et diverses zones d'observation sous les réservoirs, atteignables via des téléporteurs. Il apparaît que la grande majorité du complexe de la Faune Aquatique a été endommagé lors de l'incident, inondant plusieurs zones et libérant certains spécimens. Cette section contient également des laboratoires immergés, dont un dans un puits extrêmement profond. Bien que cela puisse être une erreur d'inattention des développeurs, le joueur est capable de nager assez longtemps. Ce laboratoire a déclenché des théories selon lesquelles cette section était un laboratoire exotique sous-marin.
* Dortoirs (Niveau 3) - Vue uniquement dans la version Playstation 2 du jeu, cette partie contient les quartiers de vie du personnel du centre, avec une bibliothèque, une piscine et plusieurs installations de détente. C'est ici que Gordon Freeman vivait lorsqu'il travaillait à Black Mesa. Son appartement peut être visité et il indique que la chambre moyenne des dortoirs est meublée avec un lit, une télévision et une petite salle de bains avec douche.
Installations militaires - En plus de divers mécanismes de défense autour des installations (Mitrailleuses automatiques, portes antisouffle d'explosion,...), il existe une preuve évidente qu'une base ou installation militaire est localisée sur ou près du site de Black Mesa. Black Mesa lui-même contient un centre de stockage de têtes nucléaires, une aire de réparation d'infanterie mécanisée, plusieurs arsenaux pleins d'équipement militaire, et des centres accueillant des avions et des tanks. Un Apache AH-64 est également aperçu en ouverture d'Half-Life et Blue Shift. Une autre preuve est le fait connu que les installations étaient dans un premier temps un complexe de silos de missiles.
* Niveau 1 : Entrée Principale du Centre - Jamais vue physiquement dans les jeux, l'Entrée Principale du Centre est un point de contrôle centralisé pour l'entrée de tout le personnel du centre de recherche. Cette partie est seulement signalée sur la carte des trams près du principal ascenseur d'accès au Secteur G, dans Blue Shift.
* Entrepôts de matériel militaire - Vaste réseau de zones de stockage, qui recouvrent une grande partie de la surface de Black Mesa, ces installations sont dans un premier temps utilisées pour le stockage de matériel militaire, allant de munitions pour petites armes aux missiles. Elles apparaissent à la fois dans Half-Life et Opposing Force. Au moins deux entrepôts de matériel militaire sont situés près du Complexe Lambda, et un autre près du barrage. Celui près du barrage est plus étendu que celui du Complexe Lambda, contenant une importante quantité d'armes. Une des zones près du Complexe Lambda a été vidée par les Black Ops, laissant seulement quelques caisses et un missile incomplet. La zone de stockage du barrage a aussi été partiellement vidée, alors que les soldats de l'Unité de Combat en Environnement Hostile combattaient les Black Ops, laissant derrière eux des caisses d'armes et un véhicule de transport de troupes blindé M3 détruits.
* Zone 3 : Centre de Sécurité - Localisé juste sous la ligne ferroviaire en provenance des dortoirs, le Centre de Sécurité est le point de contrôle central pour la Zone 3 et le Secteur C. Le centre est adjacent aux laboratoires des particules de haute énergie, et englobe un hall central, les installations pour le personnel, de vidéo surveillances et une armurerie.
* Complexe Central de Black Mesa - Cette toute petite partie du centre de Black Mesa n'est jamais vue dans aucun des jeux. Elle contient des équipements avancés, comme une baie de réparation pour l'infanterie mécanisée. C'est censé être le point de commande central du centre, où les activités des scientifiques et de leurs ordinateurs sont surveillées jour après jour. Le Centre des Opérations Tactiques situé en surface mentionnée dans une annonce lors du jeu est peut-être localisé là bas. On suppose que le bureau de l'administrateur y est également. Le Complexe Central communique avec le Bunker Lambda.
* Centre de Retraitement des Déchets de Black Mesa - Visité dans Half-Life et Opposing Force, le Centre de Retraitement des Déchets de Black Mesa est l'installation centrale pour le traitement de matériels toxiques et chimiques, déchets en tout genre et eaux usées. Pendant Opposing Force, une partie de cette installation est le repaire d'une créature venue de Xen, appelée Pit Worm.
* Dortoirs en Surface de la Zone 8 - Un des nombreux dortoirs situés en surface de Black Mesa est dans la Zone 8. Un système de transport en commun ne commence pas très loin des appartements, avec l'Entrée Est du Personnel de Black Mesa un peu plus au nord. Barney Calhoun vivait ici.
* Centre de Transit de la Zone 9 - Le Centre de Transit de la Zone 9, qui est situé dans les soubassements du complexe, constitue un des nombreux points de contrôle de sécurité de Black Mesa. Les trams qui transitent par ce centre sont ensuite aiguillés vers les lignes des Secteurs C et E.
* Entrepôt de Fret - Localisé à la surface du centre, l'Entrepôt de Fret est l'une des nombreuses zones de stockage de Black Mesa. Cette zone stocke les documents, matériels et équipements du Niveau 4, qui sont ensuite transportés en dehors de Black Mesa via le système ferroviaire du Nouveau-Mexique.
* Laboratoires de Particule de Haute Energie - Vu brièvement au début de Blue Shift, ce secteur est réservé à la recherche sur les particules de haute énergie, avec des applications possibles pour les armes.
* Laboratoire de Recherche Biologique Avancé - Le Laboratoire de Recherche Biologique Avancé est un secteur qui s'étend sur deux niveaux, comme le hall du Biodôme. Il est situé au dessus et sous la surface, près du barrage hydro-électrique. Le premier niveau est réservé au laboratoire de recherche biologique, où les scientifiques conduisent des recherches, de la chirurgie exploratrice et des dissections sur des animaux vivants de Xen, afin d'observer leur habitat naturel, leur régime alimentaire, leurs caractéristiques et leurs capacités de survie. Le second niveau accueille un laboratoire de recherche sur les armes, qui est utilisé pour le développement d'armes de hautes technologies, sûrement pour produire des armes contrant les défenses des créatures de Xen.
* Laboratoires de Tests des Fusées (Silo E) - Localisé dans le Secteur E et atteignable via l'ancien réseau ferroviaire, les Laboratoires de Tests des Fusées (incluant le Silo E) sont les installations principales pour les tests de prototypes de propulsion de fusée, incluant le satellite Lambda. Durant l'incident de Black Mesa, le Dr. Gordon Freeman lance un satellite en orbite géostationnaire, dans le but de fermer les déchirures dimensionnelles apparues dans le centre.
*Complexe Gamma - Juste à côté du Complexe Lambda, le Complexe Gamma est l'un des secteurs les plus secrets et moderne de Black Mesa, et est peut être une sous-division du Biodôme. Le Complexe Gamma abrite des laboratoires de quarantaine, qui sont utilisés pour étudier les processus biologiques et les propriétés physiques des organismes vivants sur Xen. Le Complexe Gamma comprend aussi des prototypes de téléportation qui ouvrent de petites déchirures entre la Terre et Xen, afin de permettre un ramassage aisé et sécuritaire de la vie extraterrestre. Il a été utilisé par le Dr. Richard Keller dans Half-Life: Decay pour stopper les effets de la résonance en chaîne et produire une anti-résonance .
* Zone 2 des Opérations Satellite - Cette zone est à la surface à côté du Centre d'Entraînement du Secteur A et abrite des zones de stockage et un grand plateau de lancement de satellite. Aperçu uniquement dans Half-Life: Decay quand le Dr. Colette Green et le Dr. Gina Cross escorte le Dr. Rosenberg pour contacter les militaires afin qu'ils éliminent les extraterrestres.
* Tour de Contrôle Aérien de Black Mesa - Ce bâtiment est adjacent à une large piste d'atterrissage et sert à surveiller et contrôler le trafic aérien dans l'espace aérien proche de Black Mesa. Des codes spéciaux d'autorisation doivent être entrés dans ce bâtiment avant qu'une fusée ne soit lancée.
* Unité de Stockage du Niveau 4 - Vu uniquement dans Opposing Force, l'Unité de Stockage du Niveau 4 contient des stationnements, mais au sous-sol il y a un convoyeur servant au transport de vivres mis en boîte en direction du système de transport en commun. L'Unité de Stockage du Niveau 4 est infestée par une créature connue sous le nom de Gene Worm à la fin d'Half-Life: Opposing Force.
* Générateur Auxiliaire - Localisé dans le Secteur B, il est le Générateur Auxiliaire du Prototype de Générateurs de champs de téléportation, au dessous duquel il est situé. Durant l'incident de Black Mesa, la majorité de l'installation est occupée par le personnel militaire, et miraculeusement la majorité de l'installation semble intacte après les effets de la résonance en chaîne.
