Les cahiers de La Recherche by Lionel Rousseau

Les cahiers de

A special booklet

Oil production

produced with support from the Scientific Department of

The new frontiers of oil production

ecOnOMy

Oil at what price? Interview with Jean-Marie Chevalier, professor of economic science and Senior associate with Cambridge Energy Research Associates (IHS-CERA)

sOcIeTy

How to reduce the environmental impact of oil?

K5 offshore platform in the north sea, off the Netherlands.

every two months, La Recherche will help you understand the technological, economic and environmental challenges of energy.

energy researchers

TechnOLOgy

OIL PRODUCTION TECHNOLOGY

The new frontiers of oil production To ensure the growth of oil reserves, geological engineers are turning to increasingly more technical and complex fields.

Digital modelling is used to estimate the volumes of oil present in fields.

ince the discovery of black gold, the question has constantly arisen: how much longer will the oil last? “Contrary to received wisdom, the amount of oil reserves is not a definitive figure, defined for good – it is a stock which varies due to technological and economic factors”, explains Olivier Appert, Chairman of IFP Énergies nouvelles (IFPEN). By way of example, in the mid 1990s, Canadian stock went from 5 to 1779 billion barrels, putting the country in second place in terms of global oil reserves, behind Saudi Arabia. This increase is due to the fine tuning of techniques making it possible to exploit, at a reasonable cost, bituminous sand, a viscous blend of raw bitumen, sand, mineral clay and water. After Canada, it was the turn of Venezu-

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ela and Brazil to see their reserves boom. These examples show how the frontiers of oil have been continuously pushed back. The aim is to ensure availability for as long as possible, for uses where it is difficult to replace rapidly and on a mass scale, particularly in the transport field. With this aim, researchers and industrialists focus on coming up with new exploration and production methods. And they are looking ever further, ever deeper. Distinguishing between reserves and resources What do we know about oil reserves in the world today? To answer this question, it is necessary to understand the definitions of the words used. Current practices in fact distinguish between “reserves” and “resources”. Resources are the

quantities in place underground, whereas reserves are the fractions that can be recovered depending on current economic and technological limitations. Furthermore, reserves are classified as “proven”, “probable” or “possible”, depending on the information available. “These evaluations are also affected by significant uncertainties, making it very difficult to publish reliable figures”, explains Roland Vially, a geologist with the IFPEN. This is even more true given that numerous countries do not authorise audits of the size of their fields. Only listed companies are subject to regular inspections, but these represent only 20% of total production. One can nevertheless refer to one of the best known publications, the BP Statistical Review. In 2005, the latter gave a figure of 1.2 billion barrels of global proven reserves, corresponding to 41 years of current consumption. As for resources, the most optimistic give a figure of 2,500 billion barrels, like the US Geological Studies Institute (USGS). Finding new fields The challenge, for major oil companies such as ExxonMobil, Chevron Texaco, BP, Shell and Total, is to constantly push this limit. One way is to find new fields. “For this, we look for geological context similar to those which have already produced oil, explains Marc Blaizot, Total’s Director of Exploration. This is causing a lot of oil activity to shift to Western Africa and the Americas.” Significant discoveries have also been made over recent years in carbon reserves (65%), mainly in Brazil. And 25% of new reserves have been found in the major deltas (Zaire, Mississippi, Nile). But the true revolution will probably come with the exploration of very deep offshore fields (+ 2,000 metres of water), such as steep continental shelves. In this geological context, sedimentary layers from the continent settle at the edge of the shelf to form excellent reservoirs. Fields

2.3% - 13% *

2.8%

EUROPE

NORTH AFRICA

IRAQ

4.8%

IRAN

9.1%

10.9%

COMMUNITY OF INDEPENDENT STATES

10.3%

INDONESIA

0.3%

energy researchers

CANADA

MEXICO AND OTHER LATAM COUNTRIES

Oil reserves and resources * If bituminous

sand is included

UNITED STATES

2.4%

of this type, whose potential is estimated to be several billion barrels, may have serious consequences on a global scale, have been discovered in Ghana and French Guyana. Although exploration is much more complex, much is also expected of mountain ranges, such as the Andes or Iraqi Kurdistan, where ExxonMobil has just signed an exploration contract. Finally there’s the Arctic, a sensitive zone from an environmental viewpoint, but which could be home to 25% of global potential. The success of explorations in these new geographical zones is more than ever based on seismicity. This technique, similar to a medical

VENEZUELA

7.9%

OTHER AFRICAN COUNTRIES

Reserves very unequally distributed. While most oil reserves are concentrated in the Middle East, the growing exploitation of unconventional resources (extra heavy crude in Venezuela, and bituminous sands in Canada) is changing the geo-politics of black gold.

5.2%

SAUDI ARABIA

21%

KUWAIT

8.1%

ultrasound, gives a precise view of the sub soil. The principle is to send a probe which spreads in the earth, then reflects via the interface separating two different geological layers. Recent progress has resulted in a three dimensional image: receivers are then distributed in clusters, such as to record reflections coming from different directions. The result is a 3D cube which specifies the geometric structure of the sedimentary basin, and makes it possible to identify layers which could host a reservoir. Likewise, the penetration and resolution of seismicity has improved greatly. We can now reach depths of 10 kilometres, while

LA COURSE AUX SUPERCALCULATEURS One to two years are necessary to process seismic information, or to model then simulate the behaviour of a complex reservoir. Logically, reducing the processing time for this data, indeed tending towards real time processing, is one of the major challenges facing the oil industry. With this aim, companies have installed super computers, devices designed to carry out high performance calculations, using numerous cores in parallel (HPC). The Petrobas calculation centre in Brazil is thus equipped with a Bull computer with a capacity of 250 teraflop (one teraflop: a trillion operations a second). But Total will soon boast the largest calculation capacity of all the oil companies. Its Exploration and Production department is about to install a 2.3 petaflop supercalculator (a petaflop: a million billion operations per second) at the Jean-Féger de Pau scientific and technical centre. Developed by the American SGI, this computer will be the most powerful super calculator in France, but also, for a while, the most powerful one owned by a private company in the world.

UAE

7.8%

OCEANIA

distinguishing details to the decametre. “These innovations have made it possible to improve the success rate of exploration drills, in particular in geologically complex areas such as the deep offshore”, explains Stephen Whittaker, director of communications with Schlumberger. This oil service company is behind a circular acquisition technique providing oblique cover to see salt layers deep at sea, from a single boat. Exploring at a lower cost Exploring at a lower cost. Combined with the petro-physical characteristics of the sub soil (porosity, permeability) and fluids (viscosity…) collected with the help of sensors in exploration wells, as well as information deriving from core sampling, these seismic images are then integrated into digital models. Their aim is to predict the quality of reservoirs, the nature of hydrocarbons, the flow of fluids. But also to estimate the volumes in place, and of course the expected production of the field, the priority information for oil companies. “We can also anticipate the presence of fractures in the reservoir, which are often responsible for rising water which is difficult to control”, says JeanPierre Petit, professor of geology at Montpellier 2 University, in the Dynamic lab of the lithosphere. In all cases, “these models are regularly updated, integrating the production results, because the only reliable measurement of >>> nº 464 • may 2012 | La Recherche • 69

OIL PRODUCTION

TECHNOLOGY

>>> a reservoir’s potential is pro-

duction”, as Marc Blaizot likes to say. Specifically, these advances take the form of a clear reduction in the number of development bores, which allows production at a lower cost, and greater profit from low volume fields. However, current exploration does not renew production: over the last decade, discoveries of new fields of oil and gas represented the equivalent of 35 billion barrels of oil a year, for annual global consumption of 50 billion. Another way of pushing back the frontiers of oil is therefore to improve oil recovery rates in fields. This stands at around 35%,

explains Alain Goulois, Director of the research and development division in Total’s exploration and production. Another method may be due for a resurgence thanks to the growth of biotechnologies: assisted recovery of oil by microbial procedures. Thus, micro-organisms are introduced into wells to fracture the hydrocarbon chains in situ, and thus help liquidise the oil to facilitate its recovery.

schist is the main exploitation solution today: heat treatment in plants on the surface is applied to rocks extracted from open cast mines. Other nascent methods are based on the in situ exploitation of bituminous schist, where the pyrolysis process is carried out inside the reservoir itself. For the moment this has only been implemented on a few pilot projects, in particular the AMSO experimental site in Colorado. We often include oil exploited deep offshore on the group of non conventional resources. This is not due to their nature, but their complex operating conditions. On the

A unique underwater device Finally, great progress is expected from methods enabling the exploitation of so-called non conventional resources, their name spring-

“While our scope of activity is becoming increasingly complex, we more than ever have to go back to the basics of geology.”

and depends on the configuration of the reservoir and the characteristics of the oil. The issue is one of size: growth of just 1% for all fields would provide two additional years of global consumption. Developing innovative methods The improvement of this recovery rate today involves the injection of fluids (water, water vapour, CO2...) in the reservoir to maintain sufficient pressure and raise the oil. More recent methods have involved raising oil by injecting a mixture of water and polymers. These are mature technologies, yet they have their own problems with high temperature and high salinity, not to mention their cost. “Another difficulty is the complexity of treating water containing these polymers, and the need to find an economic compromise without compromising respect for environmental constraints”, 70 • La Recherche | may 2012 • nº 464

ing from their difficult operating conditions. Their potential is unknown, but the best know is extra heavy crude in Venezuela. For their part, bituminous sands in Canada have benefitted from innovations in boring, such as steam assisted gravity drainage (SAGD). This method involves drilling two horizontal wells. Steam is introduced into the upper wells, and under the effect of the heat, the bitumen becomes fluid and flows into the lower wells. For several years, other types of so-called non conventional resources have also been discussed: bituminous schist. This is an area of sedimentary rock containing not hydrocarbons by kerogen, a sort of semi-finished oil. This may nevertheless be converted into oil through the pyrolysis process, based on the accelerated speeding up of organic matter by heat. The ex-situ exploitation of bituminous

On the Pazflor platform, located off Angola, Total has designed devices combining the separation of gas and liquid and sea bed pumping modules, the technological key to the project’s economy.

Pazflor platform, located off Angola, Total was thus able to devise a unique underwater device capable of bringing viscous oils to the surface. Pumps being gas intolerant, this is separated from the liquid via a separator located at a depth excluding any human intervention. As you will have understood: technological hydrocarbons are to play an important role in our oil supplies, whether deep offshore, located at pressures and temperatures very different from normal operating conditions (above 1,500 bars and/or 250° C), or non conventional hydrocarbons. Also, classic boring and monitoring methods need to be adapted to resist these extreme usages. This involves progress in the field of predicting boring conditions, data acquisition (sensors, electronics…) and the resistance of materials (waterproofing, cement performance..) in particular. Nevertheless, “while our field of activity is becoming increasingly complex, we now more than ever have to go back to the basics of geology”, insists Alain Goulois. Whence the use of a whole panoply of tools (Micro-tomography, molecular modelling...) aimed at better characterising rock and hydrocarbons. As, contrary to received wisdom, an oil deposit does not resemble an underground lake, but rather a large sponge, where oil, mixed with water and dissolved gas, occupies microscopic interstices of porous rock.

Oil at what price? Production costs, supply-demand, geopolitics, the financial position... The price of oil results from a complex mixture of different parameters, but the key trend is upwards Jean-Marie Chevalier

Professor of Economic Sciences at the Centre of Energy geopolitics and raw materials (CGEMP), and Senior Associate with Cambridge Energy Research Associates (IHS-CERA).

What are the factors influencing oil prices? Jean-Marie Chevalier: Crude oil prices are normally fixed by the global market according to supply and demand. Thus, when demand increases and stocks decline, the price of crude increases, but many other factors influence the price of a barrel. These include, in particular, extremely varied production costs, ranging from 3 dollars for the easy fields in the Middle East to 40 dollars for deep offshore. Because they call upon innovative technologies, non conventional oil for their part have operating costs

that can reach up to 80 dollars for Canadian bituminous sands. Another parameter pertains to geopolitical tensions in producer countries: these push prices upwards due to fears of a shortage. Finally, oil is a safe haven, which encourages financial speculation and often leads to strong fluctuations in the very short term. The price of petrol remains to be distinguished, depending on refining and transport costs, as well as taxes. These being very high in France, the cost of a barrel has little influence on the pump price, unlike in the United States, where petrol is low tax.

What are current price trends? J.-M. C.: The downwards trend is on the up. This can be explained by several factors. Following the events of the Arab spring, Middle Eastern countries are trying to buy social peace, which requires significant spending. They are therefore putting serious pressure on OPEC, which already holds almost two thirds of proven global reserves, to keep prices at around 90 dollars a barrel. Another upwards factor is the increase in significant geopolitical tensions in Nigeria, Yemen and above all in Iran. Iran is also threatening to close the straights of Hormuz, a stretch of water through which almost 40% of global crude exports pass. An additional risk also bears on the fear of a lack of investment to transform identified reserves into production capacity. Of course, certain parameters impact on this trend. In the United States in particular, the increasing use of schist gas to replace electricity production drags oil prices down. Shortly, China may also be resorting to schist gas, thus changing its energy landscape. Nevertheless, rising oil prices should continue, unless there is a global economic recession. Doesn’t this rise risk being exacerbated by the lack of resources? J.-M. C.: Currently, resources

are not a problem. Also, the idea of “peak oil”, that historic moment when oil production reaches a peak, before declining, is absurd. The concept of a reserve evolves in accordance with numerous factors such as technological progress, investments, geopolitics, energy efficiency… In reality, the curve will look more like a production “plateau”, of differing length, followed by decline of differing speed, which we don’t know when it will occur. What will be the impact of this sustainable rise in oil prices? J.-M. C.: It will have the result of increasing energy uncertainty. With the increase of oil, gas and electricity prices, more and more citizens will lack the means of heating themselves or owning a car. This is a new and disturbing trend. In France, over 3 million people are already affected. At another level, the increase in oil prices will help make renewable energies more profitable, which will in turn help the fight against climate change. We have yet to find out when the two cost curves will meet. As for the effects on economic growth, these are difficult to assess. This depends on the structure of the growth, on its quality, change rates… Nevertheless, one thing is certain: our economies are less oil focussed than yesterday, due to the structural transformation of economic activity (more services, less basic products, better energy efficiency...). INTERVIEW BY JéRômE VITERBo nº 464 • may 2012 | La Recherche • 71

energy researchers

OIL PRODUCTION ECONOMY

OIL PRODUCTION SOCiETY

How to reduce the environmental footprint of oil? Against a backdrop of strong environmental pressures, the environmental footprint of oil must be reduced. A challenge to be faced in terms of safety, water and climate change.

en 20 April 2001, in the gulf of Mexico, an explosion occurred on the Deepwater Horizon platform, owned by the British oil company BP, causing 11 depths. The deepest drilling pits in the world then began leaking huge quantities of oil into the sea, leading to an unprecedented oil slick. The extreme conditions frustrated numerous attempts at stopping the leak. In the end, on 19 September, BP managed to cement the wells up, but in five months, some 4.9 million barrels, corresponding to 780 million litres of crude escaped, making this event the worst catastrophe in the history of the oil industry. All over the media, this accident again showed the need of reducing the environmental impact of oil activities, a challenge with various fronts. Avoiding oil slicks at all cost The main task is the improvement of safety. This is vital for the exploitation of resources to become more acceptable to public opinion. The dangers vary according to the type of oil. Light hydrocarbons are explosive and more toxic, but evaporate at ambient temperature. Heavy fuel oils cause greater concern because they are less volatile and not very biodegradable. These pollutants then form tar, which hangs around in the natural environment. Distance, winds and the currents also modify the impact of such accidents: pollution of the coastline, destruction of fauna and flora, the proliferation of organisms, changes to habitats… Paradoxically, the ecological impact of the explosion on the BP platform may be less significant than feared, warm water and the significant amount of bacteria

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1995

Is the year since which the members of the International Maritime Organisation have cooperated to fight against hydrocarbon pollution.

leaving room for hope that much of the petrol would break down quickly. Conversely, “the waters of the Arctic, where it will be more complicated to intervene in the event of a problem leave no room for error”, explains Christophe Rous¬seau, deputy director of the Centre for documentation, research and experimentation into accidental water pollution (Cedre). Faced with such disasters, the best solution is prevention. The member countries of the International Maritime Organisation have signed, with this aim, an agreement on preparation, prevention and cooperation in hydrocarbon pollution matters, which entered into force in 1995. There is also regional cooperation, sharing resources. These integrate satellite surveillance systems for the prevention of accidents. Europe, in particular, boats the Cleanseanet system: “Satellites monitor the characteristics signatures of oil layers in real

time”, says JeanPierre Cauzac, head of maritime safety at CLS, a company which specialises in the observation of the oceans by satellite. Making risk management a priority, like the aerospace industry, the oil industry also relies on modelling to simulate extreme scenarios and thus prevent all types of incidents. New procedures aimed at improving the safety of facilities have also been developed (the use of dynamic sensors, the establishment of fire fighting action plans...). These measures have made it possible to achieve a significant reduction in the number of oil slicks. According to the International Tanker Owners Pollution Federation Limited (ITOPF), the number of large spills (more than 700 tonnes) went from 24 a year in the 1970s to 25 in 2010. Nevertheless, what can be done when an oil slick occurs? The pumping and collection of pollutants is a priority, but is often difficult due to weather conditions. Other complementary methods may be used to facilitate the deterioration or recovery of pollutants. For this we use chemical products (dispersants, biodegradability accelerators, absorbents...). Here also, the challenge involves developing biodegradable products, in

REDUCiNG THE iMPACT OF BiTUMiNOUS SANDS A strategic resource, the bituminous sands of the Athabasca in Canada are believed to be polluting. One of the major criticisms is the destruction of part of the boreal forest to dig mines. More energy hungry, their exploitation also emits more carbon gas than conventional oil. Finally, large quantities of water are used even if the withdrawal is limited to 1% of the river flow. How can the environmental challenges associated with this resource be confronted? Current research seeks to assess and prevent risks relating to water used in decantation basins. The issue is of determining whether it wouldn’t be better to treat the water and discharge it, once completely depolluted, in rivers or water layers. In respect of the greenhouse effect, energy efficiency remains a priority. Projects to capture/ store CO2 in saline aquifers are also being studied. Finally, significant work has been carried out on the reconstruction of boreal forest ecosystems.

Cedre

Centre of documentation, research and experimentation on accidental water pollution.

2.5

Is the number of large oil spills a year in 2010 compared with 24 a year in the 1970s, according to the International Tanker Owners Pollution Federation Limited (ITOPF).

which are toxic. Whence the need to identify new products which are more environmentally friendly. Research carried out by the IFPEN has made it possible to identify renewable esters from rape and sunflower, “offering interesting results, while being less toxic and biodegradable”, states Christine Dalmazzone, with the applied Chemistry and Physical chemistry department of the IFPEN. The problem of water also arises with assisted recovery. According to the World energy council, the share of oil in water consumption should thus increase10% to 18% between now and 2050. How can this vital resource be preserved? Long considered a hazardous product – as it is corrosive, unstable, oily, biologically active and toxic, water from oil fields is now treated then re-used for production. By avoiding drilling in rivers or the sea, these innovations have significantly contributed to reducing water consumption. Reducing CO2 emissions and treating water Another major disadvantage of oil is its impact on global warming. Its combustion in fact generates greenhouse gas, such as carbon dioxide. Result: fossil fuels (oil, gas, coal) are responsible for 70% of anthropic greenhouse gas in the atmosphere, the remaining 30% coming from agriculture and the changing use of land (deforestation). Oil is behind around a third of fossil fuel emissions. “Most emissions come mainly from usage, in particular transport”, states Jean Jouzel, a researcher with the Laboratory of Climate Sciences and the Environment (UVSQCEA¬CNRS). Efforts should nevertheless continue at the level of extraction. More energy hungry, the exploitation of

bituminous sands in fact gives off more carbon gas (see text box). According to data from the World Energy Outlook in 2010, CO2 emissions, well to wheel, are generally from 5% to 15% higher than for conventional crude. In Canada, mitigation measures are therefore recommended, “such as the use of extraction technologies enabling a higher yield, and the development of carbon capture and storage.” In respect of conventional oil, significant progress has been made in the are of torching, a technique seeking to burn gas which rises with oil during extraction. Including several oil companies as well as the World bank, the GGFR (Global Gas Flaring Reduction) program, launched in 2001, seeks to limit this practice in new facilities by favouring carbon trading of gas. Torching represents almost 1.5% of global emissions. Its reduction potential is greater because 15 % of gas emission reduction commitments taken by countries developed within the framework of the Kyoto protocol of 2008 to 2012. This special booklet by was produced with support from the Scientific Department of Editorial committee: Jean-François minster, Total - olivier Appert, IFP énergies nouvelles - François moisan, ADEmE Bernard Salha, EDF - Bernard Tardieu, Académie des technologies - marc Florette - GDF SUEZ Jean-michel Ghidaglia, « La Recherche ». Editor : Jérôme Viterbo Graphic design: A noir, Photo credits: marco Dufour/Total, Laurent Zylberman/ Graphix-images, BP Statistical, Total, J.-P. Pouteau, Pascal Laurent/Total You can find this special booklet in French and English on the website

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energy researchers

such a way that the remedy is not worse than the problem. Modelling tools are also used to simulate the movement of layers on the surface and facilitate interventions. Progressing with each incident, this fight against oil slicks should today adapt to the growing development of deep offshore oil platforms. Like the Deepwa¬ter Horizon, the volumes of oil concerned are no longer limited to those transported by a vessel. Furthermore, the intervention conditions are much more difficult. Several studies followed the incident which occurred in the gulf of Mexico. Within the framework of a working group organised by the International organisation of gas and petrol producers (OGP), several recommendations were made. “Beyond the sharing of experiences, which should be improved to learn the most from the incidents which occurred, is the training of teams, crucial for the control of operations in periods of strong growth of activities and growing complexity”, explains Michel Contie, Total’s representative on the Board of Directors of the OGP. This work resulted in the design of a new capping system to stop the erupting wells, while injecting dispersants on the sea bed. In 2012, four systems will be constructed and placed at four strategic points around the world, to be rapidly deployed if required to deep offshore zones of operation. Proper water manage is the other major challenge On average, the production of each barrel of oil is accompanied by the production of 3 to 5 barrels of water. This is therefore the fluid most produced by the oil industry. The problem: in order to separate water from oil, companies use chemical products, in particular surfactants, some of

Great efforts are made to limit torching, a practice involving burning the gas which rises with oil during extraction.

Irstea : rEChErChE, SCIEnCES ET TEChnoLoGIES pour l’environnement GESTIon DE L’EAU

Dans la station expérimentale de Lavalette, tous les systèmes d’irrigation sont testés sur différentes cultures. Ici, un canon enrouleur arrose du maïs. © patrick rosique/ irstea

Ce cahier spécial est réalisé en collaboration avec les équipes Irstea Montpellier et Aix-en-Provence participant au Thème de recherche GEUSI (Gestion de l’eau, des usages, des services et de leurs impacts).

Afin de mieux affirmer ses missions, le Cemagref devient Irstea. www.irstea.fr

L’eau, la science et l’homme Le partage de l’eau est l’un des grands enjeux du xxIe siècle. Alors que la gestion de cette ressource est parfois très conflictuelle, Irstea apporte son expertise à l’aide de recherches pluridisciplinaires qui marient théorie et technique.

ouverner, c’est prévoir. En l’état actuel des scénarios du futur climatique, démographique et économique, mieux vaut prévoir une bonne gouvernance de l’eau pour faire face aux incertitudes de demain. Va-t-on en manquer en quantité et en qualité ? Ou au contraire, va-t-elle envahir certaines zones ? Comment partager une ressource qui peut générer des tensions entre les différents

acteurs, agriculture, industrie, société civile ? Comment répondre au mieux à ces différentes demandes ? Voilà quelques-uns des enjeux étudiés au sein du Thème de recherche Gestion de l’eau, des usages, des services et de leurs impacts (TR GEUSI), à Irstea Montpellier. « Nous avons déve loppé une approche originale qui prend en compte tous les acteurs concernés par la gestion de l’eau, explique Dominique Rollin, animateur du Thème de recherche et directeur adjoint de l’Unité mixte de recherche Gestion des services publics (G-Eau). Nous intégrons ainsi les sciences humaines et so ciales aux sciences physiques. Les études sont par ailleurs menées à plusieurs échelles : nous évaluons le besoin en eau pour tout un territoi re comme au niveau d’une plante. Notre but est d’apporter une gestion objective des choses. » Les régions d’étude présentent chacune leurs propres problématiques : entre

l’étang de Thau, la plaine de la Crau, la Beauce (voir p. 60) ou la vallée de la Garonne, les allocations en eau et la nature même de la ressource sont soumises à des enjeux locaux variés. politiques publiques et usa ges. En conséquence, deux axes

de recherche ont été privilégiés : le premier se rapporte aux concertations pour l’eau dans le cadre de politiques publiques et de gestion des services. Le second examine les pratiques et les usages de l’eau, notamment ceux liés à l’irrigation. « En France, cette pratique repré sente 10 % des prélèvements d’eau douce, rappelle Dominique Rollin. Mais au niveau mondial, le chiffre monte à 70 %. Ce qui induit qu’on ne peut pas considérer la gestion de l’eau sans l’agriculture, et l’agricul ture sans irrigation. » Lorsque l’expertise d’Irstea est demandée dans une région agricole, les chercheurs évaluent non seulement la demande en eau sur le >

La recherche / Irstea / n°465 / juin 2012

GESTIon DE L’EAU

25 C’est le nombre minimum de litres d’eau potable dont a besoin par jour chaque être humain. watagame : jeu sur la circulation de l’eau

Les flux hydriques et les stocks d’eau sont mesurés à l’aide de sondes. © patrick rosique/irstea

> territoire, mais aussi l’efficacité

des équipements, aidés en cela par le LERMI (Laboratoire d’essai et de recherches sur les matériels d’irrigation d’Aix-en-Provence). À partir d’études en mécanique, le LERMI indique comment optimiser les différents types de buses utilisées dans les systèmes par aspersion. L’objectif est d’éviter le gaspillage d’eau lié à l’évaporation ou à la dérive hors de la zone ciblée. « Cette perte par dérive se pro duit en conditions ventées, explique Bruno Molle, chercheur à Irstea Aix-en-Provence et responsable du LERMI. Nous cherchons à savoir comment les matériels peuvent produire des gouttes de grandes tailles, plus résistantes au vent. » Le laboratoire prend en compte non seulement les écoulements avec des eaux « propres », mais aussi des eaux usées plus chargées. « Pour le système de goutteàgoutte (voir encadré p. 59), nos recherches s’orientent vers la simulation du comporte ment de l’eau aux petites échelles, dans le goutteur, poursuit Bruno Molle. Les charges contenues dans

l’eau peuvent favoriser l’apparition d’un biofilm qui va jouer sur l’écou lement. Les effets chimiques et élec triques du matériau ont aussi un effet sur le dépôt, que nous cher chons à étudier. » Dans le cadre de l’UMR G-Eau, Irstea travaille aussi sur la régulation des canaux avec des spécialistes de l’hydraulique et de l’automatique. Une bonne gestion des quantités d’eau mises à disposition des cultures peut améliorer l’efficience de la distribution qui peut passer de moins de 50 % à plus de 70 %.

Autour du plateau de jeu, que pose Nils Ferrand sur la table, ne s’assoient pas que des participants venus simplement pour le plaisir de jouer. Ce sont des gestionnaires de la ressource en eau pour une région, voire un pays. « Des ministres et des directeurs nationaux de service ont déjà participé à Wat-a-Game, qui est un kit méthodologique de simulation participative », explique le chercheur. Rassemblés autour d’une table, les joueurs et des personnes impliquées dans des problématiques de négociations construisent leur bassin-versant, y ajoutent des activités et leurs impacts, et font même circuler l’eau selon qu’elle est propre ou salie. « En utilisant le jeu de rôle, où chacun explore l’impact de ses choix et de ses actions, nous instaurons un nouveau cadre de discussion. » Déjà utilisée sur seize sites dans huit pays, la méthode rencontre un succès croissant.

une station expérimentale de six hectares. Pour les expé-

rimentations, Irstea dispose d’une station de six hectares à Lavalette, près de Montpellier. Chaque type d’irrigation y est testé sur différentes cultures, et les rendements induits sont calculés. « La moitié des cultures irri guées en France concerne le maïs, précise Dominique Rollin. Dans la station, la principale culture est donc du maïs. Nous travaillons également sur la production de

juin 2012 / n°465 / La recherche / Irstea

GESTIon DE L’EAU

fourrage, du blé et du sorgho. L’irri gation de la vigne pourrait être un de nos prochains projets d’étude. C’est un grand enjeu pour la région LanguedocRoussillon. » Forts de ces expérimentations, les chercheurs ont pu répondre à des requêtes dans différentes régions françaises. Leur territoire d’expertise passe même au-delà des frontières. « Nous sommes au jourd’hui impliqués dans la gestion des nappes côtières au Portugal et dans l’irrigation localisée au Ma roc », explique Dominique Rollin. Irstea intègre aussi les acteurs du partage de l’eau et les usagers à la réflexion, par le biais d’ateliers ou du jeu participatif Wat-a-Game (voir encadré p. 58). Des représentants du monde agricole ont pu participer aux discussions où ils sont informés des enjeux de l’utilisation de la ressource, ce qui les a parfois incités à modifier leur stratégie sur leur exploitation. la prévention des catastro phes naturelles. En cas

d’inondations, l’eau devient une source de danger, un autre sujet d’étude pour le TR GEUSI. « Dans ce domaine, nous raisonnons beau coup en termes de dommages évités pour analyser l’efficacité des straté gies de prévention, expose Frédéric Grelot, de l’UMR G-Eau. Les résul tats contribuent à guider les ges tionnaires vers des stratégies de prévention des inondations. » Irstea travaille actuellement dans les vallées de l’Orb, du Rhône et de la Vilaine. Pour les analyses coûts/ bénéfices, l’approche pluridisciplinaire est là encore privilégiée. La fréquence des événements et leur intensité sont observées. Sur des cartes, les territoires concernés sont scrutés en détail afin de cerner les enjeux, leur degré de vulnérabilité et les conséquences qui sont liées aux inondations. En complément des demandes d’expertise, l’institut mène ses propres travaux de recherche. Pauline

le goutteà goutte enterré, solution d’avenir

Débit et pression sont mesurés sur le système d’irrigation de goutte-à-goutte enterré. © patrick rosique/irstea

En France, l’irrigation représente 10 % des prélèvements d’eau douce, mais au niveau mondial, le chiffre monte à 70 %. Brémond vient ainsi de terminer sa thèse sur la vulnérabilité des exploitations agricoles face aux inondations en prenant en compte les composantes humaine, sociale, organisationnelle, environnementale et financière. Ce travail a contribué au développement d’un programme de réduction de la vulnérabilité des exploitations agricoles dans le cadre du

« Le jour où les restrictions d’eau seront sévères et les volumes strictement alloués, les exploitations qui auront le goutte-à-goutte enterré seront en avance sur les autres. » Selon Patrick Rosique, responsable agro-technique de la plate-forme expérimentale de Lavalette, cette échéance n’est qu’une question d’années dans le sud de la France. Les installations – des gaines et des peignes enterrés à une profondeur définie – sont utilisables, quelles que soient les conditions météo et servent aussi à répandre les fertilisants. Elles exigent moins de main-d’œuvre et des pressions plus basses qu’un système par aspersion. Les besoins de la plante sont plus efficacement couverts et la perdition par évaporation éliminée. Les économies d’eau réalisées sont tangibles : entre -15 % et -30 % sur un hectare. Il reste des bémols : le coût élevé de l’installation, une maintenance exigeante et une durée de fonctionnement moindre par rapport au système par aspersion.

Plan Rhône. « Nous avons égale ment un autre projet de recherche en ethnographie, ajoute Frédéric Grelot. Une doctorante étudie la place qu’occupent la rivière Lez et les inondations dans la vie des habi tants d’un quartier inondable à Lattes, au sud de Montpellier. C’est un quartier protégé par des digues, sur lesquelles beaucoup de commu nications sont réalisées. Les derniè res graves inondations datent de plusieurs décennies. Aujourd’hui, il s’agit de comprendre comment la problématique des inondations cir cule entre les habitants, anciens ou nouveaux venus. » Ce faisant, Irstea reste fidèle à la mission qu’il s’est imposée en créant le TR GEUSI en 2009 : réunir l’homme et les sciences pour modéliser de façon objective la gestion des conflits liés à l’eau et aux catastrophes naturelles.

La recherche / Irstea / n°465 / juin 2012

GESTIon DE L’EAU

3 qUESTIonS à

pierre barbera,

chef du service régional de l’Information statistique et économique à la Draaf © Dr

Quel est le rôle de la Direction régionale de l’alimentation, de l’agriculture et de la forêt Centre ?

En dix ans, le volume d’eau utilisé dans la Beauce a diminué alors que la surface irriguée a augmenté. © G. DussouBs/FotoLia.coM

La Beauce rationalise son irrigation Irstea a élaboré des stratégies d’adaptation à la ressource en eau.

maginons un scénario avec plusieurs mois de sécheresse, une nappe phréatique au plus bas et des exploitations agricoles qui doivent restreindre fortement l’irrigation de leurs cultures. L’impact économique serait conséquent pour toute la filière, de l’agriculteur au transformateur. C’est précisément pour envisager des scénarios d’adaptation aux contraintes d’irrigation que la Direction de l’alimentation, de l’agriculture et de la forêt de la région Centre, a fait appel aux chercheurs d’Irstea qui ont mené trois vagues d’études, étalées de 2007 à 2012. Le périmètre des travaux de recherche, défini avec toutes les parties prenantes agricoles de la Beauce (chambres départementales agricoles, syndicats, coopératives, filières aval) porte sur deux bassins hydrographiques et les départements de l’Eureet-Loir et du Loiret, dont respectivement 30 % et 56 % des exploitations irriguent exclusivement à partir de la nappe phréatique, une pratique répandue dans toute la Beauce. Les exploitations sont de

grandes cultures (colza, maïs, betterave) et des cultures spécialisées (légumes). La première étape, en 2007 a permis de définir une typologie des exploitations irriguantes. À partir de 2009, des stratégies d’adaptation ont été envisagées en fonction du niveau de coefficients de la nappe phréatique, avec deux hypothèses de réduction de ce niveau : une modérée avec un coefficient de 0,60 et une forte à 0,40. Dernière phase, enfin, étudier des scénarios d’adaptation à l’échelle de la filière aval, qui concerne les sucreries et les conserveries, dépendantes elles aussi de l’irrigation. Les modèles utilisés s’appuient sur des données hydrographiques, les conditions climatiques ou les types d’assolement. Ils ont permis de travailler sur les dimensions agronomiques et économiques pour in fine décider des stratégies à suivre. Comme, par exemple, réduire la surface de culture, changer d’assolement pour maintenir ou augmenter le rendement. Grâce à ces recherches, les agriculteurs de la Beauce ont désormais accès à une gestion plus fine de l’irrigation sur leur exploitation. En dix ans, le volume d’eau utilisé a diminué alors que la surface irriguée a augmenté, passant de 200 000 à 320 000 hectares.

juin 2012 / n°465 / La recherche / Irstea

Son rôle est celui d’un partenaire qui met toutes les parties prenantes autour d’une table. Les analyses sont menées en concertation avec les différents acteurs et organisations du monde agricole, y compris pour définir les objectifs généraux des études. Que vous apportent les études d’Irstea ? En nous appuyant sur des travaux scientifiques, les parties prenantes discutent de scénarios d’adaptation et d’optimisation de l’utilisation de l’eau pour l’irrigation sur le long terme, en intégrant les enjeux économiques, tant pour les agriculteurs que pour les filières industrielles concernées, comme les conserveries, les sucreries, le commerce des grains. Les échanges sont parfois animés. Mais, en nous appuyant sur ces données, nous abordons les questions de l’irrigation et de la gestion de la ressource en eau sur une base objective. Cette approche scientifique permet aussi de prendre de la distance grâce à des éléments de réflexion plus rationnels. Nous produisons des résultats discutés et partagés. Plus concrètement, quelles connaissances avez-vous capitalisées depuis la première étude en 2007 ? Les partenaires, et nous les premiers, comprennent et partagent les mécanismes d’adaptation des exploitations agricoles aux contraintes climatiques et de gestion quantitative de la ressource en eau. Les conséquences financières sont mesurées et peuvent être optimisées au mieux. L’impact agro-économique de l’irrigation sur les filières a également été quantifié. Ces études permettent d’expliquer les évolutions de l’assolement en Beauce vers des cultures irriguées plus diversifiées à plus forte valeur ajoutée.

Irstea, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l’environnement et l’agriculture Comité éditorial : Direction scientifique, direction de la communication-relations publiques Irstea Rédaction : Thierry Del Jésus/Myriam Détruy Conception graphique et réalisation : A noir,

L’intégrité scientifique, enjeu de la recherche

Une première organisée à l’initiative de l’institUt CUrie L’Institut Curie est une fondation privée reconnue d’utilité publique associant le plus grand centre de recherche français en cancérologie et deux établissements hospitaliers de pointe.

LES MISSIONS DE L’INSTITUT CURIE

Soins

L'Institut Curie associe le plus grand centre de recherche français en cancérologie et deux établissements hospitaliers de pointe. Pionner dans de nombreux traitements, l'Institut Curie est référent pour les cancers du sein, les tumeurs pédiatriques et les tumeurs de l'œil. Il assure la diffusion d'innovations scientiﬁques et médicales aux niveaux national et international.

Enseignement

Recherche

L’INITIATIVEde DEClaire CLAIREHivroz HIVROZet ETvassili VASSILIsoumelis, SOUMELIS,CHerCHeurs CHERCHEURS ÀÀl’initiative L’INSTITUTCurie, CURIE,une UNEdemi-journée DEMI-JOURNÉEde DEréflexion RÉFLEXIONsur SURl’intégrité L’INTÉGRITÉ ÀÀl’institut SCIENTIFIQUEs’est S’ESTdéroulée DÉROULÉEle LE10 10avril AVRILÀÀParis. PARIS. sCientifique

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delalapopulation populationfrançaise françaisefait fait de confianceaux auxchercheurs. chercheurs.Mais Mais confiance lorsqueles lessujets sujetsde derecherche recherchesont sont lorsque enlien lienavec avecl’industrie, l’industrie,lelechiffre chiffre en tombeàà58 58%. %.Quand Quandilils’agit s’agit tombe dunucléaire, nucléaire,des desOGM OGMou ou du desnanotechnologies, nanotechnologies,ililatteint atteint des seulement30 30%. %.» »Claudie Claudie seulement Haigneré,présidente présidented’Univer d’Univer scienceetetancienne ancienne Haigneré, science ministrede delalaRecherche, Recherche,aarappelé rappeléces ceschiffres chiffreslors lors ministre delalatable tableronde rondequi quiaaclôturé clôturélelepremier premierséminaire séminaire de surl’intégrité l’intégritéscientifique scientifiqueorganisé organisépar parl’Institut l’Institut sur Curie.Autour Autourd’elle d’ellesesetrouvaient trouvaientClaude ClaudeHuriet, Huriet, Curie. présidentde del’Institut, l’Institut,lelegénéticien généticienAxel AxelKahn Kahnetetlele président mathématicienCédric CédricVillani, Villani,ainsi ainsique queStefano Stefano mathématicien Semplici,président présidentdu ducomité comitéinternational internationalde de Semplici, bioéthiquede del’Unesco. l’Unesco.Au Ausein seinde deleur leurlaboratoire, laboratoire, bioéthique leschercheurs chercheurseux-mêmes eux-mêmess’interrogent s’interrogent: comment : comment les préserverau aumieux mieuxlalavérité véritédans dansleur leurtravail, travail,en en préserver

dépitdes desnombreux nombreuxconflits conflitsd’intérêt d’intérêtqui qui dépit l’entourent? ?Afin Afinde deles leséclairer éclairerdans dansleur leurréflexion, réflexion, l’entourent lesauditeurs auditeursréunis réunisààlalaCité Citéinternationale internationale les universitaire,ààParis, Paris,ont ontécouté écoutéles lesinterventions interventions universitaire, deplusieurs plusieursspécialistes spécialistesde del’intégrité l’intégritéscientifique. scientifique. de MichelleHadchouelle, Hadchouelle,directrice directricede derecherche recherche Michelle émériteààl’Inserm l’Insermetetdéléguée déléguéeààl’intégrité l’intégrité émérite scientifiquedans danscet cetInstitut, Institut,aafait faitlelepoint pointsur sur scientifique lesbonnes bonnesetetles lesmauvaises mauvaisespratiques pratiquesen enFrance. France. les MelissaAnderson, Anderson,de del’université l’universitédu duMinnesota, Minnesota, Melissa présentéses sesétudes étudessur surles lescauses causesde delalafraude fraude aaprésenté scientifique; Nils ; NilsAxelsen, Axelsen,du duStatens StatensSerum Serum scientifique Institut,au auDanemark, Danemark,aaévoqué évoquéson sonexpérience expériencede de Institut, référentsur surl’intégrité l’intégritéscientifique scientifique; Bernd ; BerndPulverer, Pulverer, référent rédacteuren enchef chefd’EMBO, d’EMBO,une unerevue revuespécialisée spécialisée rédacteur enbiologie, biologie,aalisté listéles lesméthodes méthodesutilisées utiliséesdans dans en lespublications publicationspour pourtraquer traquerles lesfraudes fraudes––qui qui les peuventaller allerjusqu’à jusqu’àl’usurpation l’usurpationd’identité d’identité peuvent détectéegrâce grâceààune uneadresse adresseIPIP! ! détectée N° 465• JUIN 2012 | LA RECHERCHE •33

la sCienCe fait faCe à la fraUde la défense de l’intégrité sCientifique et la lutte Contre la fraude ont Pris une dimension globale au Cours des dernières déCennies. les intervenants du Colloque « Parlons étHique » ont Partagé leurs exPérienCes et leurs reCHerCHes sur le sujet. trois asPeCts ressortent : il faut CaraCtériser la fraude, la Prévenir et la déteCter effiCaCement.

e professeur John Najarian était un pionnier de la chirurgie. À l’université du Minnesota, son équipe et lui avaient figuré parmi les premiers au monde à faire des transplantations de reins et de pancréas dans les années 1960. Il avait mis au point un médicament antirejet, des globulines antilymphocytaires, et l’avait commercialisé en omettant de mentionner certains terribles effets secondaires. En 1995, il fut accusé d’avoir vendu illégalement ce traitement expérimental pendant vingt-cinq ans et d’être responsable du décès de neuf patients. John Najarian plaida innocent, fut relaxé mais démis de ses fonctions à la tête du département de chirurgie. Il continua cependant d’opérer. L’université, elle, perdit en réputation. Elle fut placée sous un « statut exceptionnel » cinq années durant, pendant lesquelles elle dut mettre en place de nouvelles méthodes de financement et de comptabilité. Quinze ans après ce scandale, elle revint sur le devant de la scène scientifique avec un programme de recherche très avancé sur l’intégrité scientifique.

« Je vous souhaite à tous de connaître ce genre de scandale », a plaisanté Melissa Anderson, qui a assisté au branle-bas de combat dans son université. Professeur spécialisé dans les questions d’enseignement supérieur, elle travaille depuis vingt-cinq ans sur les problèmes de fraude et d’intégrité scientifique. Elle est notamment l’un des auteurs de l’enquête menée auprès de 7 760 scientifiques américains – 3 247 avaient anonymement répondu au questionnaire –, qui avait annoncé dans Nature en 2005 que 33 % d’entre eux avaient déjà fraudé, sciemment ou non, au cours de leur carrière. Le chiffre est inquiétant. Est-il vraiment représentatif des comportements des chercheurs ? « Nous devons approfondir notre connaissance de l’ampleur du phénomène, a insisté Claude Huriet, directeur de l’Institut Curie. S’agit-il de quelques brebis galeuses ? Comment progresser dans la mise en place d’outils de détection et de contrôle ? » leS pratiQueS COnteStaBleS larGeMent SiGnalÉeS. Melissa Anderson a cité une autre étude américaine publiée dans Nature en 2010 et financée par l’Office of Research Integrity, qui dépend du ministère de la Santé. Elle dit que 63 % des 2 193 scientifiques qui ont répondu a l’enquête ont déjà signalé des pratiques contestables. « Dans 28 % des cas, la fraude a été corrigée et dans 27 % des cas, elle a été niée.» Plus dommageable a été l’impact de l’intervention pour la moitié des donneurs d’alerte : ils ont vu leur carrière freinée voire interrompue. Pour l’autre moitié, leur action a été approuvée sur leur lieu de travail. Toujours aux États-Unis, un édito mentionné par Nils Axelsen indique que, si 2 % des chercheurs ont fraudé une fois au cours de leur carrière (une proportion moyenne établie par sept enquêtes), cela signifie que, sur les 400 000 personnes qui font de la recherche publique, 8 000 ont eu de mauvaises pratiques. En France, le ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche a confié une mission sur l’intégrité scientifique à Jean-Pierre Alix, chargé des relations science-société au CNRS. Le chercheur a publié un article dans Le Monde, en 2008, dans lequel il fait état d’une augmentation de la fraude. Cependant, il

QUatre interventions et Une table ronde Les États-Unis et le Danemark ont déjà mis en place des politiques de lutte contre la fraude, comme l’ont expliqué Melissa Anderson et Nils Axelsen. En France, le débat est en cours. De gauche à droite : 1 - ClaUde HUriet, CédriC villani, 2 - ClaUdie Haigneré, axel KaHn 3 - nils axelsen

« Un CHerCHeUr intègre respeCte des règles de CondUite. » interview du pr Claude Huriet, président de l’Institut Curie

constate que les statistiques sont encore imprécises, de même que l’est la définition des pratiques jugées frauduleuses. Quelles sont celles qui sont condamnables ? Ont-elles toutes le même degré de gravité ? Pour Axel Kahn, le plagiat arrive en tête des pratiques les plus fréquentes. « Il s’est développé dans les thèses et les masters avec le copier/coller. Or les étudiants ne comprennent pas qu’entre leur recherche et celle qu’ils copient les pratiques ont changé. Il faut leur expliquer qu’ils n’auront la possibilité de s’engager dans la vie active que lorsque leur travail réel sera reconnu.» de la Faute Grave auX petiteS inFraCtiOnS OrdinaireS. Le plagiat est une des fautes criminelles listées aux États-Unis par l’OSTP (Office of Science and Technology Policy). Il est inscrit au même niveau que la falsification et la fabrication de données. Parmi les infractions plus fréquentes figurent le lissage d’une courbe (cooking data), la maltraitance de personnes ou d’animaux, l’ommission de résultats qui sont en contradiction avec ses propres travaux ou encore leur modification sous l’influence d’un bailleur de fonds. Ces manquements à la déontologie sont considérés comme à peine moins graves que les trois précédents. Les conduites relevant de la négligence ont également été relevées, comme l’imprécision dans la méthodologie, la suppression de quelques résultats considérés comme accidentels ou la mention, dans la liste des auteurs d’un article, de personnes qui n’ont

Quelle est la différence entre l’intégrité et l’éthiQue scientifiQue ? claude huriet elles sont indissociables l’une de l’autre, mais de nature différente. l’éthique est un questionnement qui, comme le dit le philosophe dominique lecourt, fait intervenir un choix entre deux ou plusieurs réponses toutes insatisfaisantes. mais on garde la liberté de choisir. la démarche d’intégrité est du ressort de la morale. de même qu’il est interdit de tuer, de voler, de mentir, un chercheur intègre respecte des règles de conduite. il est dans le domaine de l’obligation, du respect, du « il faut ». Quels sont les enjeux de l’intégrité scientifiQue ? c. h. les problèmes de fraude remettent en question la confiance de l’opinion, mais aussi des chercheurs,

en la science. elle a été remise en cause et affaiblie à la suite de plusieurs faits très médiatisés. les auteurs de ces faits ont malgré tout gardé, voire acquis, une notoriété internationale. va-t-elle leur donner une sorte d’impunité? Ces interrogations sont gravissimes et les réponses ne sont pas simples. Quelles seraient les solutions ? c. h. nous avons des difficultés pour appréhender l’étendue et la profondeur de ce mal qui, je le crains, se propage. l’oCde et la déclaration de singapour montrent que l’on perçoit son existence. il faudrait instituer une exemplarité de la peine en cas de fraude. Comme un médecin peut être radié en cas de faute, un chercheur ayant fraudé devrait être sanctionné.

« la pression ne doit pas être une fatalité, il y a des solutions. » Nils Axelsen, médiateur au sein du Statens Serum Institut.

en franCe, les réflexions sur le sujet sont encore timides. Il n’existe pour l’instant aucun texte de référence au niveau national.

pas contribué au travail de recherche. La liste de ces mauvaises pratiques n’a pas été internationalement reconnue mais gagnerait vraisemblablement l’approbation de nombreux chercheurs dans le monde. Pour Michelle Hadchouel, il reste quelques zones d’ombre. « Nous ne sommes pas équipés pour traiter tous les cas de fraude. Par exemple, l’autoplagiat peut-il être caractérisé comme une inconduite ? » Le public qui a assisté au colloque n’a pas manqué de lier ces pratiques frauduleuses à la pression qui règne au sein de la recherche scientifique. Le milieu est d’autant plus compétitif que la course aux financements de la recherche s’est accélérée au rythme des publications scientifiques, toujours plus nombreuses. Les compétences d’un chercheur et d’un laboratoire sont mesurées à l’aune des articles dans lesquels ils sont cités, d’où résulte l’impératif « publish or perish ». « Nous ne pouvons pas sortir de cette compétition, a constaté Nils Axelsen. Mais la pression ne doit pas être une fatalité. Il existe des solutions.» leS vertuS de la prÉventiOn. Nils Axelsen est depuis 2008 médiateur délégué à l’intégrité scientifique au sein du Statens Serum Institut, à Copenhague. Il propose notamment de rendre publique la proportion d’articles rétractés, voire de publier les résultats négatifs. Pour lui, les CV des chercheurs ne doivent plus contenir une liste de dizaines d’articles, mais au maximum cinq publications choisies. La prévention doit également jouer un rôle important. « À l’institut, j’organise pendant un mois six sessions de trois heures avec les chercheurs. Ils commencent par lire le livre de Nicholas Steneck, Introduction to the Responsible Conduct of Research. C’est souvent une révélation pour eux. Ils se sentent ensuite plus sûrs d’eux dans leurs recherches.» Le contexte danois est par ailleurs favorable à de telles démarches : le pays a constitué dans les années 2000 trois Committees on Scientific Dishonesty, chacun traitant différentes disciplines, pour lutter contre la fraude.

« Quand la prévention ne suffit pas, il faut traquer la fraude et d’abord au sein des institutions. C’est le premier endroit où l’intégrité doit être vérifiée. » En France, les réflexions sur le sujet sont encore timides. Seuls trois instituts (l’université Lyon 1, l’Institut Pasteur et l’Inserm) ont mis en place des comités en charge de l’intégrité scientifique, mais il n’existe pour l’instant aucun texte de référence au niveau national. Pour Michelle Hadchouel, déléguée à l’intégrité scientifique à l’Inserm, il faut se rapporter à la déclaration de Singapour, émise en 2010 à l’issue de la deuxième conférence mondiale sur l’intégrité scientifique (WCRI, World Conference on Research Integrity), qui a rassemblé 340 délégués de 51 pays. « Chaque institution devrait l’afficher sur l’un de ses 6

des CHerCHeUrs admettent avoir fraUdé au moins une fois. C’est la moyenne faite entre plusieurs enquêtes menées dans différents pays. La recherche biomédicale est la plus concernée.

63%

des 2 193 sCientifiQUes américains ayant répondu à un questionnaire de l’Office of Research Integrity ont déjà signalé des pratiques contestables.

murs.» Ce document est facilement accessible sur www. singaporestatement.org et ses thèmes seront de nouveau discutés lors de la troisième WCRI à Montréal en mai 2013. Michelle Hadchouel a également insisté sur le retour d’une pratique disparue afin de détecter les inconduites : la tenue de cahiers de laboratoire. dÉvelOpper la reSpOnSaBilitÉ COlleCtive. Pour la chercheuse Melissa Anderson, la prévention passe par la transformation de l’environnement de travail sans occulter le contexte darwinien de la recherche. « Il faut apprendre à gérer la pression sans franchir la ligne rouge, ce qui implique d’adopter de nouveaux comportements, explique-t-elle. Nous avons par exemple constaté qu’en général les étudiants évitaient les inconduites scientifiques grâce au mentorat. Placez-les en situation de survie professionnelle et il en sera autrement. Afin d’y remédier, il faut développer l’élément clé qu’est la responsabilité collective. Elle aide à briser l’individualisme et la loi du silence, et peut résoudre un problème avant qu’il ne devienne un scandale médiatique. » Aux États-Unis, des dispositifs légaux encouragent les bonnes pratiques : le ministère de la Santé et la National Science Foundation ont créé des sections en charge de l’intégrité scientifique. Ils n’attribuent aujourd’hui des crédits de recherche qu’aux candidats qui ont souscrit une assurance contre l’inconduite scientifique et qui éduquent leurs chercheurs aux bonnes pratiques. Quand la prévention ne suffit pas, il faut traquer la fraude et d’abord au sein des institutions. « C’est le premier endroit où l’intégrité doit être vérifiée », a souligné Michelle Hadchouel. Elle est débusquée à la suite d’allégations, mais les enquêtes qui suivent sont parfois longues et délicates. Aux États-Unis, l’anonymat des lanceurs d’alerte peut être préservé, ce qui n’est pas le cas en France. En dénonçant des mauvaises pratiques, certains scientifiques peuvent encore se retrouver plongés dans une mare aux crocodiles… tOuJOurS CrOiSer leS SOurCeS. En matière de détection de la fraude, de grands progrès ont été faits dans la presse spécialisée scientifique, notamment avec de nouveaux outils de vérification des données. Le Journal of Cell Biology a ainsi mis en place il y a six ans une nouvelle politique de détection des données frauduleuses. Depuis, les statistiques ont été établies : 20 % des manuscrits reçus par le journal doivent être contrôlés. Dans 1 % des cas, les vérifications sont impossibles. « Nous sommes le dernier filtre avant que les résultats soient rendus publics, a commenté Bernd Pulverer, rédacteur en chef de la revue EMBO. Nous essayons donc d’améliorer l’impartialité et la transparence de notre revue. La traditionnelle évaluation par les pairs de chaque article reste un système très sélectif. Nous utilisons ensuite des méthodes qui détectent les fausses images, les manipulations de données et le plagiat mot pour mot.» Il n’oublie pas de recroiser ses sources : la revue avait reçu deux fois le même manuscrit. La première fois, il avait été envoyé

de grands sCientifiQUes aUx pratiQUes Contestables Claudie Haigneré et Cédric villani ont cité les cas historiques de grands scientifiques dont les méthodes de recherche ont parfois été biaisées par leur intime conviction. « Regardez comment Newton a écrit la loi universelle de la gravitation, a expliqué la présidente d’universcience. Il a changé un peu les masses et les vitesses. Il a manipulé certaines données sans prendre en compte le principe d’action-réaction. S’il ne l’avait pas fait, personne n’aurait cru à ses éléments. Il était aussi tenté par l’alchimie et la magie, sous le couvert d’une vraie conviction. » mendel, le père de la génétique, fut accusé d’avoir un peu trop trié ses statistiques de petits pois – aujourd’hui, sa fraude reviendrait à du « cooking data ». « Ces comportements un peu délicats ont été contestés bien après les découvertes, a constaté Cédric villani. Puis, parfois, on a contesté la contestation. » le récipiendaire de la médaille fields en 2010 cite également le mathématicien john nash, prix nobel d’économie en 1994. « Il avait cette manie d’annoncer des résultats alors qu’il n’avait pas encore la démonstration complète. Il faut dire qu’il travaillait sous une pression extrême. En dépit de ce comportement, c’est une personne qui j’admire. »

« en matière de détection de la fraude, de grands progrès ont été faits dans la presse spécialisée scientifique, notamment avec de nouveaux outils de vérification des données. » par un chercheur chinois, et avait été refusé. Le seconde fois, le sujet avait été adressé par un chercheur allemand. En comparant les adresses IP, EMBO s’était rendu compte que celle de l’expéditeur allemand était identique à celle du chercheur chinois. Reste le volet sanction à discuter. Il est d’autant plus compliqué que la réputation d’un scientifique accusé de fraude est grande. Ainsi le professeur Hwang Woo-Suk, expert mondial en clonage, avait reconnu avoir falsifié les données sur lesquelles il s’était appuyé pour annoncer avoir isolé onze lignées de cellules souches. Le résultat aurait permis de soigner des patients atteints de maladies incurables. Des laboratoires avaient essayé, en vain, de reproduire ses données. Pourtant, en Corée du Sud, il n’a pas été reconnu coupable de fraude, « seulement » de détournements de fonds et de violation des lois bioéthiques. Depuis, il cherche à reconstruire sa carrière. « La perte de la réputation, c’est la chose la plus terrible qui puisse arriver à un scientifique, a souligné Cédric Villani. Dans le milieu académique, il ne faut pas chercher de double ou de triple peine. » Michelle Hadchouel a répondu : « Pourquoi le monde de la recherche serait-il différent de la société civile ? Si un chercheur fait un faux, il doit en répondre d’une façon ou d’une autre.»

• Cahier réalisé avec la collaboration de l’institut Curie • rédaction : myriam détruy • Photos : Piero d’Houin/institut Curie • Conception graphique et réalisation : a noir,

ne peut être vendu séparément La recherche - édité par la société sophia publications : 74, avenue du maine, 75014 paris. tél. : 01 44 10 10 10

SantÉ

La RecheRche en pLeine santé Cahier spécial réalisé avec le soutien de l’Université de Lyon.

Forte de 18 établissements (universités, grandes écoles) de Lyon Saint-Étienne regroupés au sein d’un Pôle recherche et enseignement supérieur (PRES), l’Université de Lyon se situe à la pointe de la recherche en santé.

À l’Université de Lyon, une recherche de pointe dans le domaine des sciences dures cohabite avec une vaste palette de recherches en sciences humaines et sociales dans le domaine de la santé. © iconographie cLB

a recherche en santé estelle affaire de « sciences dures » ? Indubitablement. Et, avec ses multiples membres, l’Université de Lyon (UdL) fait figure de leader. En pointe, les neurosciences, les greffes, la cancérologie et l’infectiologie (voir pages suivantes). La mobilisation, suscitée par le programme Investissements d’avenir, a donné naissance à des regroupements de laboratoires d’envergure internationale. Mais l’UdL affirme aussi le rôle crucial de la recherche en sciences humaines et sociales. Plus de 1 300 chercheurs se consacrent à cette thématique. Et les thèmes de recherche sont extrêmement variés. Le laboratoire Santé-Individu-Société (Université Lyon 2) dirigé par Yves Matillon travaille sur la décision en santé, depuis la décision singulière du praticien jusqu’à la décision politique. Y cohabitent une qua-

rantaine de chercheurs issus des Universités Lyon 1, Lyon 2, Lyon 3, Jean-Monnet Saint-Étienne et des Hospices civils de Lyon.

Une approche unique L’histoire est un autre angle de lecture de la santé avec le Larhra* (Lyon 2, Lyon 3, Grenoble 2 et ENS de Lyon). Christophe Capuano s’intéresse par exemple à la dépendance des personnes fragiles. La philosophie est également convoquée avec l’Institut de recherches philosophiques de Lyon (IrPhiL, Lyon 3) dirigé par Thierry Gontier. Ce dernier s’affronte notamment aux problèmes d’éthique en santé de même que l’Université Catholique de Lyon. Quant à la faculté de philosophie (Université Lyon 3), l’un de ses thèmes de réflexion porte sur la pluralité des approches thérapeutiques. Les juristes aussi travaillent sur la santé, avec

L’IFROSS (Lyon 3), spécialiste du droit et de l’évaluation des structures sanitaires, sociales et médico-sociales. À l’UdL, la recherche est aussi affaire… d’ingénieurs ! Le confort et la santé dans le bâtiment mobilisent l’ENTPE (École nationale des travaux publics de l’État). L’École des Mines de Saint-Étienne dispose d’un centre de recherche et de formation unique en France, dirigé par Stéphane Avril. Il travaille sur la biomécanique, les biomatériaux, la toxicité des nanoparticules et l’organisation des structures de soin. L’école a par ailleurs réalisé une première, ouvrant son cursus d’ingénieurs à des médecins. Première que l’on retrouve au sein de VetAgro Sup (né du rapprochement de l’École nationale vétérinaire de Lyon et de l’Enita Clermont*). Elle forme en effet à la fois des vétérinaires et des ingénieurs.

* Larhra : Laboratoire de recherche historique Rhône-Alpes * Enita Clermont : École d’ingénieur du ministère de l’Agriculture

n°468 / octobre 2012 / La recherche / UnivERSitÉ dE Lyon - 35

SantÉ

En bREF Un centre unique en Europe

c’

est assez extraordinaire. Lyon a été le lieu de premières mondiales à répétition dans le domaine des greffes. Greffe de rein, du pancréas, de la main, du visage… On les doit au professeur Jean-Michel Dubernard. Il explique ce vent qui souffle à Lyon par « une très forte tradition de recherche sur les greffes, qui remonte à la fin du xixe siècle. » ; et ses succès par un travail d’équipe où il a su s’entourer des meilleurs. Ses recherches, en immunologie notamment, et son talent ont fait le reste… Plus étonnant encore : les compétences locales en matière de greffe s’étendent bien au-delà de ces travaux fameux. Lyon est un centre majeur en matière de greffes de la cornée et de greffes de peau pour les grands brûlés. Dans ce dernier cas, la spécificité tient en une phrase, « nous avons ici la chaîne la plus complète pour le traitement des grands brûlés », dit Odile Damour. Chercheuse à l’IBCP (Institute of Biology and Chemistry of Proteins, une UMR (Unité mixte de recherche) CNRS, Université Claude-Bernard Lyon 1), elle est également responsable de la banque des tissus et cellules HCL de l’hôpital Édouard-Herriot. Dans

ce cadre, elle réalise ainsi les cultures cellulaires qui, à partir d’un échantillon de peau, permettent de faire croître des feuillets épidermiques de grande surface aptes à être rapidement greffés sur les grands brûlés. Elle y a notamment réalisé une première : la culture de cellules de muqueuse orale qui ouvre une voie thérapeutique majeure pour la greffe de cornée. Outre l’intense activité de Lyon, l’Université Jean-Monnet Saint-Étienne est également aux avant-postes avec le laboratoire Biologie, ingénierie et imagerie de la greffe de cornée (BiiGC). Ses fondateurs, les professeurs Philippe Gain et Gilles Thuret, chercheurs, chirurgiens et greffeurs (au CHU de Saint-Étienne), viennent ainsi de publier dans la prestigieuse revue Stem Cells ce qui pourrait être… le premier pas vers la découverte des cellules-souches de la face interne de la cornée, celles responsables de la transparence et de la survie de la cornée. Ils ont également récemment breveté un « bioréacteur », pour mieux conserver les cellules, qui devrait permettre de rendre davantage de greffons disponibles pour les patients.

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cinq laboratoires d’excellence Cinq Labex liés à la santé sont portés par l’Université de Lyon : • ECOFECT, sur la dynamique des maladies infectieuses ; • DEVweCAN, sur la connaissance des mécanismes embryonnaires réactivés au cours de la progression tumorale ; • CORTEX, sur la connaissance du fonctionnement du cerveau ; • PRIMES, sur la radiobiologie et l’imagerie ; • ASLAN, sur le développement d’une nouvelle linguistique multidimensionnelle et intégrative.

GReffes : Un SavoiR-FaiRE hoRS dU commUn

Greffes de la cornée : un domaine d’excellence à Lyon comme à Saint-Étienne.

L’« Equipex » IVTV (Ingénierie et vieillissement des tissus vivants) permet d’étudier le comportement des tissus biologiques et leur évolution avec l’âge. L’École Centrale de Lyon, l’Université Jean-Monnet Saint-Étienne, l’École normale supérieure de Lyon, l’École nationale supérieure des Mines de Saint-Étienne, l’Université Claude-Bernard Lyon 1, le CNRS et VetagroSup se sont réunis pour créer ce centre unique en Europe.

SantÉ

cancéRoLoGie : Un cEntRE aU toP nivEaU

yon est l’un des premiers sites l’Inserm, du CNRS et du Centre français en cancérologie. De Léon-Bérard (CLB), le CRCL nombreuses équipes de recher- compte, outre le CLB, les Hosches sont implantées sur les prin- pices civils de Lyon parmi ses parcipaux campus lyonnais : la Doua tenaires hospitaliers. Il est fort de à Villeurbanne (campus Lyon- 17 équipes de recherche, soit Tech), avec le centre de génétique quelque 400 personnes dont plus moléculaire et cellulaire, Lyon d’une centaine de chercheurs et sud (campus Charles-Merieux), enseignants-chercheurs. Cela en abritant l’institut européen des fait non seulement la plus grosse lymphomes, et le campus Santé structure de recherche lyonnaise Lyon Est, où le nouveau centre de sur le cancer, mais également l’un recherche en cancérologie de Lyon (CRCL) a vu le jour en janvier 2011. Il est le fruit du rapprochement de cinq unités lyonnaises de l’Inserm et du CNRS auxquelles sont venues s’ajouter cinq équipes extérieures. La motivation de ce regroupement est claire : « La compétition internationale est très forte et il est aujourd’hui impossible à des équipes isolées de maintenir une recherche de haut niveau », explique Alain Puisieux directeur du CRCL. Placé sous la tutelle de l’Université Claude-Bernard Lyon 1, de

des tout premiers centres nationaux dans cette discipline. Quant au haut niveau de la recherche au CRCL, elle ne fait en tout cas aucun doute : le jeune centre a d’ores été déjà été labellisé en tant que Laboratoire d’excellence dans le cadre des Investissements d’avenir… De quoi prétendre à la visibilité internationale qui était l’une des motivations de sa création.

Un campUs PoUR LES nEURoSciEncES

«n

ous avons une grande équipes de recherche se trouvent ambition : créer des liens à proximité immédiate de trois entre les différents niveaux de com- hôpitaux. L’un, l’hôpital neuropréhension du cerveau, depuis celui logique est de dimension eurode la cellule jusqu’à la cognition », péenne. Le deuxième est l’hôpital précise Olivier Bertrand. Direc- psychiatrique du Vinatier, le derteur du Centre de recherche en nier l’hôpital Femme-mère-enfant neurosciences de Lyon. Créé en (neuropédiatrie). Ce « Neurocamjanvier 2011 par le regroupe- pus » prendra toute son ampleur ment de huit labos, il a, avec en 2015 avec un nouveau bâtises 380 chercheurs, ingénieurs ment qui réunira la quasi-totalité et étudiants, les moyens de ses des équipes au cœur des hôpitaux. ambitions. Cette unité mixte de Le centre peut s’appuyer sur des recherche (Inserm, CNRS, Univer- plates-formes de haute technolosité Claude-Bernard Lyon 1, Jean- gie. En particulier, les partenariats Monnet Saint-Étienne) figure déjà entre les établissements lyonnais parmi les grands pôles français. Il (Lyon 1, HCL, Institut national des est organisé de façon à mener aus- sciences appliquées-INSA) et les si bien des recherches fondamen- organismes de recherche natiotales que des recherches cliniques naux (Inserm, CNRS) ont permis au lit des patients. Nombre de ses de construire un réseau de plates-

formes d’imagerie médicale de très haut niveau ; parmi elles le CERMEP se situe au premier plan européen.

En bREF Une cohorte à suivre L’Observatoire français de la sclérose en plaques (OFSEP) est l’une des 10 cohortes sélectionnées dans la cadre des Investissements d’avenir. L’OFSEP, hébergé au sein de l’Hôpital neurologique, s’appuie sur les 28 centres experts des CHU et les 16 réseaux de santé ville-hôpital régionaux répartis sur l’ensemble du territoire national.

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« Manger n’est pas une activité purement cognitive » EmiLia SanabRia, anthropologue de la santé

milia Sanabria est, depuis septembre 2011, titulaire de la chaire d’excellence créée par l’École normale supérieure de Lyon et l’Inserm sur « Les enjeux sociaux de l’éducation à la santé ». Elle s’intéresse en particulier à l’éducation à la santé alimentaire. Anthropologue de formation, Emilia Sanabria mène des recherches sur les pratiques de santé publique. L’approche ethnographique permet de comprendre comment les pratiques biomédicales sont appréhendées ou négo-

ciées et comment elles exercent une influence sur les comportements, formant un prisme au travers duquel les personnes se pensent et se connaissent. C’est en tant que tel qu’elle s’intéresse au sujet. « L’éducation à la santé alimentaire est mon objet d’étude, dit-elle. J’apporte une analyse de ce qui est fait au nom de l’éducation à la santé, en cherchant à comprendre comment les connaissances sur lesquelles se fondent les actions publiques sont produites, légitimées et appropriées, ou non. » Elle constate que le comportement en matière d’alimentation n’est pas lié à une méconnaissance des recommandations

nutritionnelles mais qu’il y a un écart significatif entre les connaissances et le comportement. « Il est nécessaire d’aller audelà de la transmission d’information et de s’intéresser aux multiples facteurs socio-économiques et physiologiques qui favorisent des comportements alimentaires jugés peu favorables à la santé. Manger n’est pas une activité purement cognitive. Les gens ne sont pas obèses par manque de volonté », explique Emilia Sanabria. L’anthropologie a un rôle important à jouer dans l’analyse des enjeux nutritionnels qui sont, certes, biologiques et médicaux mais aussi sociaux, économiques et politiques.

Les staphyLocoqUes n’ont qU’à biEn SE tEniR !

u sein de l’I2V, Immunité-infection-vaccination, UMR commune à l’Inserm et à l’Université Claude-Bernard Lyon 1, l’équipe plus particulièrement chargée des infections bactériennes est dirigée par François Vandenesch. Ses travaux portent sur la légionelle et sur les staphylocoques ; ils relèvent d’une part de la microbiologie clinique, des maladies infectieuses et de l’épidémiologie moléculaire, et s’appuient notamment sur le Centre national de référence (CNR) des légionelles (direction : S. Jarraud), le CNR des staphylocoques (codirection : F. Vandenesch et J.

Étienne) et deux des trois CNR lyonnais en infectiologie (le troisième CNR « virus respiratoires et grippe », est dirigé par le Pr Bruno Lina). L’équipe travaille d’autre part sur des aspects relevant de la physiopathologie, de la réponse immune, des perspectives thérapeuti ques et vaccinales au cours des infections pulmonaires à staphylocoque et légionelle, et des infections osseuses et cutanées à staphylocoque. Enfin, d’un point de vue plus fondamental, le laboratoire s’intéresse aux ARN régulateurs qui intervien nent dans le contrôle du métabolisme et de la virulence du staphylo-

coque doré. Installée sur le site Rockefeller-Laennec (Lyon 1), l’équipe de François Vandenesch se caractérise par une forte intégration entre la recherche fondamentale et la recherche clinique et translationnelle (mise en application médicale de la recherche fondamentale), comptant parmi ses membres aussi bien des cliniciens que des purs chercheurs en microbiologie.

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personnes constituent l’unité i2v, immunité-infectionvaccination.

Comité éditorial : Université de Lyon, Université Claude-Bernard Lyon 1, Université Lumière Lyon 2, Université Jean-Moulin Lyon 3, Université Jean-Monnet Saint-Étienne, École normale supérieure de Lyon, École Centrale de Lyon, INSA de Lyon, École nationale supérieure des Mines de Saint-Étienne, École nationale des travaux publics de l’État, CNRS Délégation Rhône Auvergne. Rédaction : Franck Barnu - Conception graphique et réalisation : A noir,

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