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La
Recherche MADE IN Aquitaine 10 Portraits de recherches ”
REALISATION
Édition 2011
La Recherche en Aquitaine Plus de 11 000 personnes dont 6 500 chercheurs 3 300 dans des laboratoires publics 3 200 dans des entreprises privées 130 unités de recherche reconnues 327 dépôts de demande de brevets en 2009 (source INPI) 5 Universités PRES - Université de Bordeaux regroupant : Université Bordeaux 1 Sciences Technologies
Université Bordeaux Segalen Sciences de la vie - Sciences de la santé - Sciences de l’Homme
Université Michel de Montaigne Bordeaux 3 Lettres - Langues - Arts - Communication Sciences Humaines - Sciences de la Terre
Université Montesquieu-Bordeaux IV Droit - Économie - Gestion
Université de Pau et des Pays-de-l’Adour 7 Organismes de recherche C E A / C E M A G R E F / C N R S / I F R E M E R / I N R A / I N R I A / I N S E R M Réalisation : Cap Sciences - Rédaction : Donatien Garnier - Photos : Frédéric Desmesure - Conception graphique & réalisation : Lisa Morand
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Il était une fois le
système solaire ” Laboratoire d’astrophysique de Bordeaux
Citoyen américain ayant grandi en Suisse, Sean Raymond a intégré le Laboratoire d’astrophysique de Bordeaux en 2008. Ses recherches portent sur deux sujets complémentaires : le système solaire et les systèmes planétaires autour d’autres étoiles. L’observation de ces derniers permet de renouveler les théories de formation des planètes et de mieux comprendre l’histoire de notre propre système. ela se passe il y a environ 4,5 milliards d’années. Le Soleil est alors entouré d’un disque de gaz et de poussières. La matière en orbite s’agrège par collision et constitue peu à peu les planètes. Jupiter est l’une des premières à avoir achevé sa formation et, lentement, elle se rapproche du Soleil tandis que, tout en la suivant dans son mouvement centripète, Saturne achève de se constituer. Lorsque Saturne rattrape Jupiter, leur mouvement s’inverse et les deux planètes gazeuses s’éloignent du Soleil, jusqu’à se stabiliser. Ce changement de cap, baptisé « grand virement » par Sean Raymond et ses collaborateurs, a notamment eu pour effet de mélanger, à ce qui est aujourd’hui la ceinture d’astéroïdes, des corps riches en eau issus des régions froides du système
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solaire. Plus tard, une partie de ces astéroïdes ont participé à l’accroissement de la masse de la Terre. Ils sont vraisemblablement aussi à l’origine des océans. Cette théorie permet pour la première fois de reconstituer de façon plausible la formation des six planètes les plus proches du Soleil. C’était déjà chose faite dans le précédent modèle proposé par Sean Raymond mais l’origine et la distribution des astéroïdes riches en eau, qui étaient connues par l’observation, n’étaient pas expliquées. Ce modèle était aussi dans l’incapacité d’expliquer la différence de taille entre la Terre et Mars. Très prometteuse, la théorie du « grand virement » doit maintenant passer l’épreuve d’une simulation intégrant l’ensemble des planètes du système solaire.
Laboratoire d’astrophysique de Bordeaux
Exoplanètes habitables 15 % de planètes « habitables », c’est-à-dire de dimension et température compatibles avec la présence d’eau liquide, existeraient dans les autres systèmes solaires. C’est l’estimation que Sean Raymond, habitué des publications internationales, vient de proposer à la revue Astronomy & Astrophysics. Un chiffre d’autant plus conséquent qu’il s’agit de la limite inférieure de son estimation.
Calculateur Les simulations proposées par Sean Raymond ne pourraient pas être conduites sans une importante puissance de calcul. Ce dont la région Aquitaine a pris acte en finançant à une partie d’un nouvel équipement informatique ainsi qu’une allocation de recherche.
Ceinture d’astéroïdes En orbite entre Mars et Jupiter, la ceinture d’astéroïdes fait partie des bizarreries du système solaire. La théorie du « grand virement » a notamment permis d’expliquer sa composition particulière qui présente deux populations adjacentes d’astéroïdes (les uns dénués d’eau, les autres en contenant de 5 à 10 %).
Laboratoire d’astrophysique de Bordeaux 2, rue de l’Observatoire 33271 Floirac www.obs.u-bordeaux1.fr
La recherche MADE IN Aquitaine 10 portraits de recherches - Édition 2011
Réalisation : Cap Sciences - Rédaction : Donatien Garnier - Photos : Frédéric Desmesure - Conception graphique & réalisation : Lisa Morand
La théorie du « grand virement »
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La
sociologie au service
de la Garonne et de la Gironde � Cemagref ADBX
Sociologue, directeur de recherche au sein de l’équipe ADBX* du Cemagref de Bordeaux, Denis Salles est l’un des trois coordinateurs du programme Gagilau qui étudie l’adaptation aux changements globaux dans la vallée de la Garonne et l’estuaire de la Gironde. Une recherche interdisciplinaire qui se situe dans la continuité de ses travaux sur les politiques publiques et les pratiques sociales liées à l’environnement. e nouveaux contaminants sont de plus en plus souvent détectés dans l’eau. Parmi eux, les résidus médicamenteux et les nanoparticules d’argent. Leur étude est l’une des parties du programme Gagilau. En complément d’une approche scientifique classique qui consiste à comprendre le circuit et les impacts de ces contaminants dans les stations d’épuration et les milieux aquatiques avals, puis à envisager des solutions de traitement, l’approche sociologique vise à rechercher la source de ces contaminants bien en amont des stations, dans la transformation des modes de vie et de consommation, les pratiques de santé et les politiques publiques. Cette complémentarité entre les sciences humaines et sociales et les sciences dures concerne également un autre projet de Gagilau : l’adaptation au changement
D
climatique dans les fleuves et estuaires. L’approche sociologique vise à étudier les perceptions plus ou moins divergentes des acteurs et des riverains sur cette thématique comme sur les différentes actions déjà engagées. Il s’agit ensuite d’identifier des stratégies d’adaptation mises en place dans le passé ou aujourd’hui, de façon collective ou isolée, qui pourraient être expérimentées puis éventuellement généralisées. Ainsi, pour lutter contre l’accroissement des risques de crues, la reconquête d’espaces de liberté pour le fleuve et l’estuaire, réalisées sur des terrains agricoles ou potentiellement constructibles, sont des pistes prometteuses. Gagilau doit en analyser les conditions de réalisation environnementales et socioéconomiques. * ADBX : Aménités et dynamiques des espaces ruraux.
Cemagref ADBX
Un réseau local et international Depuis son lancement en 2009, Gagilau associe quarante chercheurs de Midi-Pyrénées et d’Aquitaine avec cinquante chercheurs du Québec impliqués dans des problématiques similaires autour du fleuve Saint-Laurent et de son estuaire. Un réseau qui se traduit notamment par le lancement de thèses co-encadrées au Canada et en France. Hybridation des normes Les recherches encadrées par Denis Salles contribuent à montrer comment les normes environnementales sont interprétées dans l’interaction entre les organismes chargés de les appliquer et les acteurs locaux sur les territoires. L’observation de ce processus de négociation des normes permet d’éclairer les citoyens, les décideurs mais aussi les scientifiques participant à leur construction.
Chaire d’excellence Aquitaine Titulaire d’une chaire d’excellence du Conseil régional d’Aquitaine qui a favorisé sa mobilité depuis Toulouse, Denis Salles voit les travaux de recherche du programme Gagilau soutenus par un financement interrégional Aquitaine-Midi-Pyrénées à hauteur de 800 000 euros pour la période 2009-2011.
Cemagref ADBX 50, avenue de Verdun 33612 Cestas Cedex www.cemagref.fr denis.salles@cemagref.fr
La recherche MADE IN Aquitaine 10 portraits de recherches - Édition 2011
Réalisation : Cap Sciences - Rédaction : Donatien Garnier - Photos : Frédéric Desmesure - Conception graphique & réalisation : Lisa Morand
Les sciences sociales au service de l’environnement
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Elle conçoit des
outils manuels
pour la réalité
virtuelle ” Estia Recherche / Labri
Informaticienne et responsable déléguée de la recherche à l’Estia*, Nadine Rouillon-Couture est l’une des pionnières de l’interaction tangible. Ce champ nouveau de la relation homme machine avec interface 3D est apparu à la fin des années 90. Pour Nadine RouillonCouture, il consiste à aider des experts confrontés dans leurs expérimentations à des limites à la fois ergonomiques et technologiques. n conférencier évoque l’intérêt d’intégrer les émotions dans la recherche sur les interactions homme machine. À ses côtés, Gaël Domenger, chorégraphe au Malandain Ballet de Biarritz, réagit aux propos en dansant. Ses postures et ses déplacements sont captés par la combinaison dont il est revêtu et à partir de modèles établis par des psychologues, associés à des émotions. Colère, joie, peur… les mots s’affichent sur un écran géant en même temps que les mouvements s’effectuent. En d’autres circonstances, ce sont des avatars que la danse suscite et anime. Porté par Nadine Rouillon-Couture, ce projet baptisé Care permettra bientôt au chorégraphe de créer des formes virtuelles par sa seule gestuelle puis de les positionner à sa guise dans le décor. Ce ballet en réalité augmentée est la dernière étape
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d’un parcours commencé autour d’objets du réel employés comme interfaces entre une série d’actions et sa représentation à l’écran. Eskua, le premier projet lancé par Nadine Rouillon-Couture à l’Estia, consistait ainsi à déterminer une gamme d’objets géométriques et modulables qui, filmés pendant leur manipulation, se substituaient très avantageusement à la souris et au clavier pour des simulations d’assemblage. Une solution développée aujourd’hui pour des reconstitutions archéologiques opérées à partir de fragments numérisés. Progressivement, le champ d’études des interactions tangibles se déplace vers le corps de l’utilisateur: ses mains et ses pieds mais aussi, de façon très innovante, vers les émotions véhiculées par ses mouvements. * Estia : École supérieure des technologies industrielles avancées.
Estia recherche Laboratoire bordelais de recherche en informatique [ Labri ]
Champ d’étude à délimiter Nadine Rouillon-Couture, spécialiste reconnue au niveau mondial, œuvre notamment à la délimitation du champ d’étude des interactions tangibles. En vigueur depuis 2009 (la première datait de 1997) la définition actuelle insiste sur la matérialité de l’interface, sa capacité à incarner des données, son interaction avec tout le corps de l’utilisateur ainsi que sa facile intégration au poste de travail. Activation/ désactivation Associée à une interface tangible pour l’embrayage et le débrayage d’une modalité d’interaction, une pédale est plus efficace qu’un bouton poussoir ou qu’une commande vocale. Statistiquement prouvé à l’Estia, ce résultat sera utile pour les simulations d’assemblage.
Deuxième acte À la suite de l’Agence nationale de la recherche, la Région a décidé d’investir 90 000 euros pour prolonger le projet Care.
Estia recherche Technopole Izarbel 64210 Bidart http://www.estia.fr Labri 351, cours de la Libération 33405 Talence http://www.labri.fr
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Un ballet en réalité augmentée
lasers pour décomposer le mouvement des électrons ”
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Des
Centre des Lasers Intenses et Applications
Au début des années 2000, l’apparition de laser à impulsion attoseconde (10-18 s) a permis de venir sonder la dynamique des électrons dans la matière. Depuis, la technologie n’a cessé de s’améliorer dans un contexte de compétition internationale acharnée. Éric Cormier et son équipe du Celia* développent ces lasers aux caractéristiques très particulières. omment collecter efficacement des informations au cœur même des systèmes atomiques? La technologie laser attoseconde permet de répondre de façon indirecte à cette préoccupation des physiciens. En mesurant les propriétés des électrons ou des photons émergeants, il est en effet possible de remonter aux mécanismes et aux forces mises en jeu dans l’atome ou la molécule. Le groupe de développement laser du Célia, dirigé par Éric Cormier, conçoit des sources lasers adaptées à ces expériences et a récemment fait sauter deux verrous technologiques. Le groupe a ainsi été le premier à démontrer que l’on pouvait remplacer le dispositif laser à solide femtoseconde communément utilisé, encombrant, difficile d’entretien et limité en cadence par la nouvelle technologie des lasers à fibre
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femtoseconde, très compacte, fiable, durable et fonctionnant à une cadence mille fois supérieure. Cette architecture attoseconde a permis de gagner une efficacité considérable dans la traque des électrons. La deuxième idée, développée depuis 2010 par Éric Cormier dans le cadre du projet «Lougre brillant», consiste à utiliser un laser à fibre optique, à la place d’une simple diode laser, comme la source lumineuse de pompage d’un amplificateur laser à solide. Le signal très «brillant», c’est-à-dire très concentré, de cette nouvelle source de pompage optique permet d’obtenir des gains records à des puissances moyennes très élevées. Récemment essaimée du groupe et partenaire du projet, l’entreprise AlS devrait bénéficier de ce bond technologique. * Celia : Centre des lasers intenses et applications.
CELIA Groupe de développement laser
Rayonnement X et γ Utiliser des lasers à fibre pour produire des rayonnements secondaires X ou γ. Éric Cormier est engagé dans deux projets, nationaux et internationaux, allant dans ce sens. Basée sur les principes de rétrodiffusion Thomson ou Compton, l’idée, consiste à provoquer des collisions entre des photons et des électrons propulsés à des vitesses proches de celle de la lumière par un accélérateurs de particule. Déminage sécurisé Au-delà de la physique fondamentale et de l’instrumentation, le travail de l’équipe du Celia trouve de nombreuses applications. La DGA est par exemple intéressée par le développement d’un laser femtoseconde très puissant permettant le perçage athermique des mines et la neutralisation de la charge sans explosion.
Aide de la Région La Région soutien le projet de laser innovant Lougre Brillant à hauteur de 350 000 euros sur trois ans, et pour 60% de son coût global. 200 000 euros sont destinés à l’acquisition de matériel pour le laser.
Celia Groupe de développement laser Université Bordeaux 1 351, cours de la Libération 33405 Talence Cedex http://www.celia.u-bordeaux1.fr
La recherche MADE IN Aquitaine 10 portraits de recherches - Édition 2011
Réalisation : Cap Sciences - Rédaction : Donatien Garnier - Photos : Frédéric Desmesure - Conception graphique & réalisation : Lisa Morand
Les rapides progrès de l’attoscience
“ l’informatique fondamentale
Voyage au cœur
de
”
Laboratoire bordelais de recherche en informatique
Chercheuse au Labri*, honorée en 2011 par la médaille d’argent du CNRS, Anca Muscholl fait partie des chercheurs pour lesquels l’informatique n’est pas seulement la fille des mathématiques et de l'électronique mais une science fondamentale à part entière, encore à la recherche de ses grandes lois et de ses théorèmes.
ans les vingt dernières années, l’objet d’étude de l’informatique s’est considérablement complexifié, passant de programmes centralisés dans un seul ordinateur à des systèmes de logiciels dont les opérations sont distribuées dans plusieurs machines, en réseau via Internet. Or, les programmeurs maîtrisent bien peu leurs créatures et l’infini des interactions auxquelles elles sont confrontées. Comment vérifier alors, à priori et sans simulation, que tel type de situation – néfaste ou vertueux – peut se produire dans tel système ? Un dysfonctionnement spécifique dans un ensemble de logiciels destiné à l’aéronautique, par exemple ? Sensibilisée à ce besoin au cours d’une collaboration avec le Bell Labs en 1997, Anca Muscholl s’est vite engagée dans cette voie difficile. Il n’existe pas
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en effet, comme l’apprennent les étudiants de cette discipline, au début de leur cursus, de solution algorithmique générale pour raisonner sur des systèmes complexes. La méthode consiste à identifier des sous-systèmes (simplifiés par l’occultation de fonctionnalités) dont les propriétés peuvent ensuite être étendues à un système plus élaboré. Certains chercheurs en informatique choisissent d’étudier des applications peu généralisables dans le but de résoudre un problème isolé tandis que d’autres identifient des propriétés très généralisables mais sans utilité immédiate. Anca Muscholl, avec son objectif de vérification, suit une voie médiane qui suppose des allers-retours entre cas concrets et théorie pure. * Labri : Laboratoire bordelais de recherche en informatique
Laboratoire bordelais de recherche en informatique [ Labri ]
Européenne Née en Roumanie et formée en Allemagne, Anca Muscholl a été intégrée très tôt à des programmes de recherche européens. Elle fait notamment partie du programme ESF Games qui explore les interactions potentiellement contradictoires entre les utilisateurs d’un système informatique et son environnement. XML Partant d’objets simples tirés de la théorie de la logique et des automates, Anca Muscholl est parvenue à généraliser leurs propriétés à des objets plus complexes issus des données décrites par le langage web XML. Un résultat étonnant par sa finesse de correspondance avec le noyau de langage de navigation pour les documents XML.
Soutiens multiples Partenaire du Labri, la Région participe actuellement au financement de huit programmes de recherche soit, pour 2011, une aide de 316 000 euros. Elle finance sept thèses dont deux à 100 %.
Labri 351, cours de la Libération 33405 Talence cedex www.labri.fr
La recherche MADE IN Aquitaine 10 portraits de recherches - Édition 2011
Réalisation : Cap Sciences - Rédaction : Donatien Garnier - Photos : Frédéric Desmesure - Conception graphique & réalisation : Lisa Morand
Découvrir les lois cachées de l’informatique pour fiabiliser les programmes
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Mille milliards d’images par seconde ” Laboratoire onde et matière d’Aquitaine
Une fois conçus et fabriqués, les nanomatériaux doivent être caractérisés afin de vérifier que leurs propriétés sont conformes aux applications auxquelles on les destine. Une tâche dont Stefan Dilhaire et son équipe du Loma* se sont saisis en élaborant une instrumentation laser capable de mettre en évidence un déplacement d’énergie aux nano-échelles d’espace et de temps. e son est une forme d’énergie qui se déplace dans un milieu matériel de façon ondulatoire, à la façon d’une vague dans l’océan. La chaleur est également une forme d’énergie qui se déplace mais de façon désordonnée, comme un clapot soulevé par le vent. Dans un cas comme dans l’autre l’énergie en mouvement peut être représentée par l’action de phonons qui sont au son et à la chaleur ce que les photons sont à la lumière. Plus le nombre de phonons transportés par le milieu est important et plus le milieu est conducteur de la chaleur. Reste à mesurer leur passage de façon fine et fiable. Achevé en 2011, le programme Phonons et Photons, animé par Stefan Dilhaire, a exploré une voie originale applicable aux nano-matériaux. En focalisant un faisceau laser sur un échantillon traversé
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par des phonons il est possible de visualiser, par le biais d’une variation de la reflectivité, la répartition et la propagation de l’énergie dans le matériau. Mais aussi, de la « filmer » à la cadence de mille milliards d’images par seconde. Si pour partie le programme Phonons et Photons portait sur la conductivité thermique du silicium, d’autres matériaux et d’autres propriétés peuvent être testées par ce dispositif en modifiant la couleur du signal lumineux envoyé par le faisceau laser. Cette « caméra » sera très précieuse pour caractériser les matériaux thermoélectriques utilisés notamment dans la fabrication d’électricité à partir du différentiel de température entre deux faces d’un même matériau.
Laboratoire onde et matière d’Aquitaine [Loma]
Haut rendement Depuis le premier brevet déposé en 2005 et la publication d’un article dans la revue Nature en 2010, Stefan Dilhaire et ses collaborateurs sont parvenus à construire un dispositif unique au monde tant sur ses fondements théoriques que sur le plan de son efficacité: dix minutes suffisent pour effectuer une mesure parfaite quand, ailleurs, quarante heures seraient nécessaires. Conducteurs et isolants Grace à son instrumentation de pointe, Stefan Dilhaire a pu montrer qu’un silicium nanostructuré contenant un réseau de nano particules (imaginé au CEA/Liten de Grenoble et fabriqué par une équipe de l’IFW à Dresden) était devenu cent-cinquante fois plus isolant sur le plan thermique que le matériau initial. Tout en conservant ses propriétés de conduction électrique.
Laser La Région a financé la moitié des 900 000 euros du projet Phonon et Photons qui impliquait un réseau de six laboratoires du campus bordelais (Loma, LMP, CRPP, ICMCB, Inserm, Alphanov), cinq laboratoires français (INSP, ECP, ESPCI, CEA/Liten, CEA/Leti) et une université américaine (UCSC).
Loma Université Bordeaux 1 351, cours de la Libération 33405 Talence Cedex
La recherche MADE IN Aquitaine * Loma : Laboratoire onde et matière d’Aquitaine.
10 portraits de recherches - Édition 2011
Réalisation : Cap Sciences - Rédaction : Donatien Garnier - Photos : Frédéric Desmesure - Conception graphique & réalisation : Lisa Morand
Les matériaux du futur caractérisés par un laser sur mesure
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Des
bactéries capables de dépolluer ” EEM / Iprem
Dopée par l’arrivée de nouveaux outils de séquençage, l’étude des communautés microbiennes est en plein essor. À Pau, l’équipe environnement et microbiologie (EEM) de l’Iprem* lance une plateforme qui devrait confirmer son leadership en termes d’identification et de caractérisation de ces micro-organismes. Béatrice Lauga est l’une des architectes de ce projet, baptisé Premice.** vant l’arrivée des nouvelles technologies de biologie moléculaire, les micro-organismes étaient surtout connus par le biais de leur mise en culture. Le séquençage massif et rapide de l’ADN, en rendant possible l’analyse de nombreux échantillons prélevés directement dans les écosystèmes a révélé l’incroyable diversité des espèces microbiennes ainsi que la variété des fonctions dont elles sont dotées. Très impliquée dans ce travail d’exploration, Béatrice Lauga s’est concentrée sur la recherche de bactéries capables de métaboliser des contaminants de deux types : les métaux/métalloïdes et les herbicides. Ces derniers font l’objet d’une recherche dans le gave de Pau, conduite en quatre points de son cours, sur une longueur de 130 km. Béatrice lauga étudie les communautés de micro-organismes se développant sur les galets sous forme de biofilms (adhérents entre
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eux et sur une surface). Le prélèvement et l’analyse de cette microflore a déjà permis de montrer qu’elle était en partie colonisée par des micro-organismes d’origine terrestre alors que l’empreinte de ceux situés en amont du cours d’eau principal était faible. Un autre résultat a été obtenu grâce à l’un des savoir-faire originaux de l’équipe, l’expérimentation en microcosme, qui consiste à soumettre un écosystème à l’action de molécules spécifiques. En l’occurrence, une molécule herbicide, le diuron, sur les biofilms des galets. Au bout de 21 jours, le polluant était dégradé prouvant la présence de bactéries capables de le métaboliser. Identifiés et caractérisés ces micro-organismes pourraient enrichir les techniques de décontamination. * Iprem : Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l’environnement et les matériaux. ** Premice : Plate-forme régionale de microbiologie de l'environnement pour évaluer la qualité des écosystèmes et leurs potentiels biotechnologiques.
EEM / Iprem
Drainages miniers Des bactéries inconnues capables de survivre dans un milieu hyper acide (pH 2) et de s’associer pour utiliser l’arsenic, c’est la découverte de Béatrice Lauga. Elle l’a réalisée dans le cadre d’un partenariat avec des membres du GDR Arsenic dans un ancien site minier du Gard. Elle s’interroge à présent sur les conditions d’apparition et d’évolution de ces bactéries. Déjà attractive D’Europe (Angleterre, Allemagne, Espagne, Croatie, Lituanie ou Pays-Bas) ou d’autres continents (Afrique du Nord et Amérique latine) on vient de loin pour utiliser les compétences de l’EEM. Tant par les outils acquis que par leur développement, le lancement de la plateforme, devrait perpétuer son avance dans un univers en mutation très rapide.
Prémices 320 000 euros sont nécessaires à la mise en place de la plateforme PREMICE. Si le laboratoire finance la moitié de cet investissement stratégique pour lui, la Région s’est montrée solidaire en garantissant le financement de la moitié restante.
EEM / Iprem Université de Pau et des Pays-de-l’Adour Équipe environnement microbiologie BP 1155 64013 Pau Cedex http://iprem-eem.univ-pau.fr/live
La recherche MADE IN Aquitaine 10 portraits de recherches - Édition 2011
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Une plateforme à la pointe de la microbiologie environnementale
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Il scrute l’évolution du chêne face au
réchauffement climatique ” Biogéco
Antoine Kremer, directeur de recherches à l’UMR Biogéco de l’Inra est l’un des deux coordinateurs du Labex Cote*. Financé par l’Investissement d’avenir, il associe 200 chercheurs pour étudier, en Aquitaine, les réponses et les interactions des différents écosystèmes, forestiers, agricoles ou littoraux confrontés aux changements climatiques, environnementaux et même politiques. ans le cadre du réseau d’excellence européen Evoltree et, plus récemment, du Labex Cote, Antoine Kremer s’intéresse aujourd’hui à l’avenir des chênes (quercus). S’adapteront-ils au réchauffement accéléré que nous vivons, alors qu’il leur faut une trentaine d’années pour devenir matures et se reproduire ? Il est probable que les mécanismes évolutifs qui ont permis aux chênes de s’adapter aux changements climatiques passés soient également mis à contribution dans le futur. Ces évolutions antérieures, le chercheur lauréat en 2006 du prix Wallenberg, considéré comme le « Nobel » de la recherche forestière, les connaît sur le bout des doigts. Pendant près de trente ans il a en effet étudié les différentes façons dont le chêne s’était adapté au cours des millénaires
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pour survivre aux périodes de glaciation et de réchauffement successives. Les recherches actuelles d’Antoine Kremer portent ainsi sur les capacités d’adaptation génétique, l’hybridation et la dispersion du pollen. Elles sont conduites notamment dans deux vallées pyrénéennes de Luz et d’Ossau, supposées reproduire des gradients de température semblables à ceux générés par le changement climatique. Des décalages importants de la date de débourrement des bourgeons et d’accroissement de la saison de végétation ont déjà été observés. Ces recherches sur le terrain sont complétées par l’identification et l’expression des gènes qui contrôlent les variations observées en forêt.
Biogéco
Ressources génétiques Disposant déjà d’une carte des empreintes génétiques du chêne (ADN chloroplastique) à l’échelle européenne, Antoine Kremer souhaite compléter cet inventaire par celui de la diversité génétique adaptative, dont le niveau modulera la vitesse à laquelle ces espèces pourront répondre aux nouvelles pressions de sélection que constituent les changements climatiques. Méthodes Le Labex Cote réunit des chercheurs en biologie, physique, chimie et sciences socio-économiques issus de 10 laboratoires de l’université et des principaux instituts nationaux travaillant sur les écosystèmes terrestres et aquatiques. Il a notamment pour objectif de fournir outils et méthodes de conduite ou de régulation pour accompagner leur évolution.
Trois bâtiments Un laboratoire dédié à l’étude des insectes et des champignons, une plateforme de séquençage et de génotypage, ainsi qu’un bâtiment à usage collectif : la Région à choisi d’investir fortement dans le site Inra de Cestas (33). Elle a pris en charge 90% des cinq millions d’euros nécessaire à la construction de ces trois bâtiments.
Biogéco Biodiversité gènes et communautés 69, route d’Arcachon 33612 Cestas cedex www.pierroton.inra.fr/biogeco/in dex.html
La recherche MADE IN Aquitaine * Évolution et adaptation des écosystèmes terrestres et côtiers
10 portraits de recherches - Édition 2011
Réalisation : Cap Sciences - Rédaction : Donatien Garnier - Photos : Frédéric Desmesure - Conception graphique & réalisation : Lisa Morand
Les écosytèmes auront-ils le temps de s’adapter aux changements globaux ?
secrets du vieillissement des vins �
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Elle traque les
Institut des Sciences de la vigne et du vin Bordeaux Aquitaine
Membre de l’équipe chimie de l’unité de recherche œnologie de l’ISVV*, Stéphanie Marchand scrute les réactions chimiques liées au vieillissement du vin. Ceci dès la fin de la seconde fermentation. La chimiste s’intéresse plus particulièrement aux réactions qui, par opposition à l’oxydation, favorisent l’éclosion d’un agréable bouquet aromatique dit « de réduction ». oncentrée sur l’étude du bouquet de réduction Stéphanie Marchand avance simultanément sur le front de la recherche fondamentale et sur celui de la recherche appliquée. Côté fondamental, le point de départ de ses recherches est la réaction de Maillard : dans certaines conditions (haute température, pH neutre…) des sucres mis en présence d’acides aminés et de peptides soufrés, comme la cystéine et le glutathion, peuvent donner des hétérocycles aromatiques. Leurs caractéristiques olfactives évoquent le grillé, la noisette, le pain ou le café. Comme ces odeurs composent aussi le bouquet de réduction des meilleurs vins vieillis, Stéphanie Marchand se demande logiquement si une réaction de Maillard n’en est pas l’origine. Problème : la température du vin ne dépasse jamais trente degrés et son pH est acide. La
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chercheuse redécouvre alors que la fameuse réaction se décompose en deux phases. Seule la première, qui conduit à la dégradation des sucres en carbonyles, nécessite les conditions décrites ci-dessus. Or, dans le vin, ces carbonyles sont apportés directement par les fermentations et surtout par la fermentation malolactique qui transforme l’acide malique en acide lactique. Des modélisations et des prélèvements aux différentes étapes de la vinification ont confirmé la présence des précurseurs et des hétérocycles, prouvant ainsi qu’une réaction de Maillard pouvait être en jeu. Côté appliqué : des expériences de terrain sont menées pour tenter de favoriser le processus. Dernière en date : l’utilisation comparée d’une cuve de vinification ovoïde et d’une cuve traditionnelle. * ISVV : Institut des Sciences de la vigne et du vin Bordeaux Aquitaine.
Institut des Sciences de la vigne et du vin Bordeaux Aquitaine [ISVV]
Les deux fléaux de la balance Même si le processus est rattrapable, un vin trop réduit est dégradé. Dans une expérience récente centrée sur le glutathion, Stéphanie Marchand a montré que pour une meilleure maîtrise de l’évolution du vin il faudrait atteindre un équilibre instable entre oxydation et réduction. La mesure des teneurs en glutathion sous sa forme réduite et oxydée en serait une clé. Centenaire En 2012, lors du symposium qu’elle organise tous les quatre ans, la société internationale de la réaction de Maillard (IMARS) fêtera, le centenaire de la découverte de Louis-Camille Maillard. Stéphanie Marchand fait partie du comité de scientifique de la manifestation pour la partie réaction à froid.
Chromatographe UHPL En finançant 60% des 60 000 euros nécessaires à l’acquisition d’un chromatographe en phase liquide à ultra haute performance, capable de doser simultanément le glutathion et la cystéine à une vitesse 10 fois supérieure à la méthode actuelle (quelques minutes par échantillon), la région Aquitaine favorise l’accélération des recherches sur le bouquet de réduction.
Équipe chimie laboratoire œnologie ISVV (Institut des Sciences de la vigne et du vin Bordeaux Aquitaine) 210, chemin de Leysotte 33882 Villenave-d’Ornon http://www.isvv.fr/isvv
La recherche MADE IN Aquitaine 10 portraits de recherches - Édition 2011
Réalisation : Cap Sciences - Rédaction : Donatien Garnier - Photos : Frédéric Desmesure - Conception graphique & réalisation : Lisa Morand
Des réactions chimiques naturelles pour les vignerons et les consommateurs
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Une
plateforme
pour soigner les dépendances ” Neurocentre Magendie
En vingt années de recherche, Véronique Deroche, psychobiologiste à l’Inserm, a révolutionné les approches et les méthodes de travail sur l’addiction. La plateforme d’instrumentation, pour laquelle elle vient d’obtenir un financement Equipex dans le cadre des Investissements d’avenir, lui permettra de continuer ses recherches tout en s’attaquant à d’autres maladies comme l’obésité, l’anxiété ou le stress post-traumatique. es personnes ne parvenant pas à arrêter définitivement leur usage de la cocaïne, de l’alcool, de l’héroïne ou du tabac quelqu’en soit le coût physique et social, représentent entre 15 et 35 % des consommateurs. Ce constat a permis à l’équipe de Véronique Deroche de renverser le cadre d’étude de l’addiction. Auparavant, c’est l’ensemble des usagers d’une drogue qui était étudié à travers les effets produits par la substance. Or ces effets sont incroyablement divers. Comment dès lors identifier avec certitude les mécanismes impliqués dans la dépendance ? Par son approche, Véronique Deroche, a pu établir le premier modèle multisymptomatique d’addiction à la cocaïne, puis se mettre en quête de cibles thérapeutiques en comparant l’activité du cerveau de rongeurs, identifiés comme dépendants, avec celle de leurs congénères non dépendants.
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L’étude ciblée de populations pathologiques, au moyen de technologies d’investigation neurobiologique innovantes, doit permettre d’identifier des cibles fiables et d’aller vers des traitements efficaces. C’est avec une stratégie semblable que la psychobiologiste s’attaque aujourd’hui à l’obésité, au stress post-traumatique et aux troubles de la mémoire liés aux vieillissements qu’il soit normal ou pathologique. Dans cette perspective, elle a lancé le projet de la plateforme Optopath visant à coupler l’électrophysiologie, l’optogénétique et la microscopie in vivo à des modèles pertinents de psychopathologie. Par l’ampleur et l’originalité des développements technologiques prévus cette plateforme sera unique au monde.
Neurocentre Magendie
L’effet Neurocampus L’obtention d’une dotation Equipex de six millions d’euros pour le développement de la plateforme Optopath est en partie due à l’investissement de la région Aquitaine dans le Neurocampus et les neurosciences. La plateforme devrait amplifier cet effet de levier et faciliter la levée de fonds nationaux, européens ou internationaux pour les recherches en cours. Plasticité synaptique Avec son travail sur la dépression à long terme dépendante des récepteurs NMDA dans le noyau accumbens, Véronique Deroche a pu montrer que si tous les usagers de la cocaïne perdent leur plasticité synaptique dans les premiers temps de leur consommation, seule la population dépendante ne la restaure pas.
Écrin pour la plateforme La plateforme Optopath s’installera dans les locaux du Neurocentre Magendie dont la rénovation et l’agrandissement seront bientôt achevés, et qui sont financés par la région à hauteur de 2,7 M d’euros dans le CPER 2007-2013 et de 1,5 M d’euros dans le projet Neurocampus, et par les fonds européens Feder à hauteur de 1,8 M d’euros.
Neurocentre Magendie Inserm U862 Université Bordeaux 2 146, rue Léo Saignat 33077 Bordeaux Cedex www.neurocentre-magendie.fr
La recherche MADE IN Aquitaine 10 portraits de recherches - Édition 2011
Réalisation : Cap Sciences - Rédaction : Donatien Garnier - Photos : Frédéric Desmesure - Conception graphique & réalisation : Lisa Morand
Addiction: vers un traitement sur mesure
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epuis 1998, la Région Aquitaine fait le pari de l’intelligence et de l’innovation en menant une politique très volontariste pour relever trois défis : celui de la recherche, celui du développement industriel pour préparer les emplois de demain et celui de l’égalité des chances. Avec 10 % de son budget, elle est la première région française pour le soutien à la recherche, à l’enseignement supérieur et au transfert de technologies.
Cette dynamique n’est sans doute pas étrangère au fait que le projet « Vers un nouveau modèle d’Université » ait fait partie des 10 projets retenus au niveau national dans le cadre de l’opération Campus.
La structuration du monde universitaire et de la recherche a abouti, en 2007, à la création du Pôle de Recherche et d’Enseignement Supérieur – PRES - « Université de Bordeaux », sous l’impulsion de ses 8 membres fondateurs, les quatre universités bordelaises et quatre écoles d’ingénieurs.
C’est justement en suscitant le développement d’un esprit de campus que l’Université de Bordeaux ambitionne de renforcer son inscription dans le territoire aquitain, de contribuer à rapprocher Sciences et Société et d’accroître sa lisibilité à l’échelle nationale et internationale.
Le dynamisme de la politique régionale et l’organisation de la recherche en filières et pôles d’excellence font de l’Aquitaine un territoire attractif pour le développement scientifique et technologique, comme le démontrent les arrivées de l’INRIA et de Sup Optique sur le campus de l’agglomération bordelaise.
Ces portraits de recherches illustrent la richesse et la diversité des projets menés en Aquitaine et soulignent la créativité de ces scientifiques passionnés par leur sujet. Alain Rousset, Président de la Région Aquitaine
Conseil régional d’Aquitaine Direction de la recherche et du transfert de technologie 14, rue François-de-Sourdis – 33077 Bordeaux www.aquitaine.fr
Cap Sciences Hangar 20 – Quai de Bacalan – 33300 Bordeaux www.cap-sciences.net