Depuis 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 8 % de son budget, elle est la première région française pour le soutien à la recherche, à l’enseignement supérieur et au transfert de technologies. 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.
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. 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. Ces portraits de chercheurs illustrent la richesse et la diversité des projets menés en Aquitaine et soulignent la créativité de ces scientifiques passionnés par leur sujet. Alain Rousset
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.
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La
recherche MADE IN Aquitaine 10 Portraits de recherches ” Édition 2008
La recherche en Aquitaine Plus de 11 000 personnes dont 6 000 chercheurs 3 000 dans des laboratoires publics 3 000 dans des entreprises privées 180 unités de recherche reconnues 300 demandes de brevets déposées en 2007
5 Un i v e r s i t é s PRES - Université de Bordeaux Université Bordeaux 1 Sciences et Technologies
Université Victor-Segalen Bordeaux 2 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 CEA / CEMAGREF / CNRS / IFREMER / INRA INRIA / INSERM
Réalisation : Cap Sciences - Rédaction : Donatien Garnier - Photo : Frédéric Desmesure - Conception graphique & réalisation : Lisa Morand
Les
huîtres et le bassin d’Arcachon sous toutes leurs coutures
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huîtres
Les et le bassin d’Arcachon sous toutes leurs coutures ”
UMR - Environnements et Paléoenvironnements Océaniques
Depuis 2007, un consortium national réunissant 150 chercheurs s’est constitué autour de l’étude de l’huître et de son environnement naturel. Autour de ces travaux, la création d’un Pôle océanographique aquitain pluridisciplinaire sur le site d’Arcachon se profile. Plate-forme d’enseignement et de recherche expérimentale, il permettra une approche intégrée des écosystèmes marins. es huîtres sont parfois déroutantes. Dans le bassin d’Arcachon, on pourrait penser que les pollutions d’origine terrestres ainsi que celles liées au nautisme, sont à l’origine de la plupart des maux du mollusque bivalve. Mais cette idée reçue est régulièrement contredite par les tests écotoxicologiques dont les résultats désignent les huîtres installées dans les passes, à proximité du banc d’Arguin, et non celles élevées à l’intérieur du bassin, comme les plus sujettes à contamination. Ce constat a conduit les biologistes et les hydrologues, mobilisés par le Conseil Régional autour de cette question, à se tourner vers une nouvelle hypothèse : les contaminations seraient véhiculées par des organismes microscopiques ayant la particularité de proliférer dans des
L
structures hydrodynamiques complexes et dont la biologie reste encore peu connue. Des données acquises dans le golfe de Gascogne couplées à un travail de modélisation ont d’ores et déjà permis de formuler l’hypothèse que les micro-organismes en question pourraient être véhiculés depuis le Pays Basque jusqu’à l’entrée du bassin par le panache de la rivière Adour. Comment pénètrent-ils et comment se propagent-ils à l’intérieur du bassin ? Telles sont les questions que les scientifiques tentent à présent d’élucider en utilisant comme modèle biologique la microalgue Dinophysis, l’un des microorganismes toxiques les mieux connus des ostréiculteurs. Ces travaux prometteurs constituent l’un des cinq volets d’étude mis en place par le consortium de chercheurs.
Environnements et Paleoenvironnements Océaniques [ EPOC ]
État de référence Le consortium de recherche coordonné par Bordeaux 1, s’est également donné pour mission de mieux caractériser les relations entre l’huître et son environnement, de réaliser un état des lieux exhaustif des niveaux de contamination du bassin d’Arcachon (notamment en développant de nouveaux capteurs), et de suivre son évolution à long terme en relation avec le réchauffement climatique.
Le Pôle océanographique aquitain Le projet de Pôle océanographique sur le site d’Arcachon vise à transformer la Station marine actuelle, dont le champ de compétences est dominé par la biologie, en un pôle interdisciplinaire d’importance internationale regroupant les biologistes, les physiciens, les chimistes ou les biogéochimistes, aujourd’hui dispersés entre Arcachon, Talence et Pau.
Initiative et appui financier La Région Aquitaine finance 35 % des 2,5 millions d’euros du programme de recherche dont 468000 d’euros en équipement. Le complément est issu de programmes nationaux et internationaux. Elle participe aussi au financement du futur Pôle océanographique à hauteur de 8 millionsd’euros inscrits au Contrat de Projet État Région 2007-2013.
UMR - Environnements et Paleoenvironnements Océaniques Observatoire aquitain des Sciences de l’Univers Université Bordeaux 1 Sciences et Technologies CNRS Arcachon - Tél. 05 56 22 39 01 www.epoc.u-bordeaux.fr
La recherche MADE IN Aquitaine 10 portraits de recherches - Édition 2008
Réalisation : Cap Sciences - Rédaction : Donatien Garnier - Photo : Frédéric Desmesure - Conception graphique & réalisation : Lisa Morand
La Station marine d’Arcachon en pleine mutation
“ Alzheimer
:
mobilisation contre la pandémie ” Institut de Santé Publique, d’Épidémiologie et de Développement
Médecin, chercheur en neurologie et professeur de santé publique, Jean-François Dartigues met ses compétences et les équipes qu’il coordonne au service de la prise en compte de la maladie d’Alzheimer. Pathologie du vieillissement qu’il décrit comme une maladie de la famille, tant ses effets sont déroutants pour l’entourage des malades. malades en France. 220 000 nouveau cas par ans. Lorsqu’ils sont publiés en 2005 par les épidémiologistes aquitains, ces deux chiffres font l’effet d’un coup de tonnerre et aboutissent à la mise en place du plan Alzheimer 2008. Le premier chiffre, plus de deux fois supérieur au nombre de cas recensés par le système de santé, indique que la maladie est très largement sous-diagnostiquée, et le second, couplé à l’allongement de la durée de la vie, que la population concernée ne va cesser de croître. Les résultats ont été obtenus en extrapolant ceux de l’étude PAQUID* effectuée en Gironde et en Dordogne sur une population de 4 134 personnes âgées de 65 ans en 1988 dont le vieillissement cérébral est minutieusement
850000
observé depuis lors. En 2008, les données recueillies par cette étude ont également permis à une équipe constituée de neuropsychologues, de cliniciens, d’épidémiologistes et de biostatisticiens, animée par Hélène Amiéva de reconstituer une chronologie de l’apparition des symptômes corrélée à la perception du patient et à celle de son entourage. Ce travail unique au monde publié dans la prestigieuse revue the Annals of Neurology devrait permettre une meilleure prévention, un dépistage plus efficace mais aussi l’identification dans l’évolution de la maladie, de la phase la plus propice pour commencer les traitements, caractérisée comme celle dans laquelle le sujet est conscient du risque qu’il court tout en étant à même de sentir une amélioration de son état. PAQUID : Personnes Âgées QUID?
Institut de Santé Publique, d’Épidémiologie et de Développement
La quête du vaccin Ce sont deux protéines du cerveau qui provoquent la maladie : les protéines Tau présentes dans les neurones et les protéines Béta amyloïdes à leur périphérie. Détruites puis mal re-synthétisées par l’organisme, elles conduisent à la mort du neurone. Dans sa quête d’un vaccin, l’équipe du professeur Dartigues a décidé de concentrer ses recherches sur les secondes, les protéines de la «cascade amyloïde». Mobilisation inter-régionale Pour mieux combattre la maladie d’Alzheimer, les Régions Aquitaine et Midi-Pyrénées travaillent à l’élaboration d’un pôle commun réunissant les points forts de chaque région : neurosciences et épidémiologie pour la première, gériatrie et essais cliniques de grande envergure pour la seconde.
20 ans de soutien Très investie depuis le lancement de PAQUID (Personnes Âgées QUID?) il y a vingt ans, la Région a investi près de 1,5 millions d’euros dans la lutte contre la maladie d’Alzheimer. La recherche fondamentale et clinique associée constitue l’un des piliers du futur Neurocampus.
Institut de Santé Publique, d’Épidémiologie et de Développement Université Victor-Segalen Bordeaux 2 Bordeaux - Tél. 05 57 57 13 93 www.isped.u-bordeaux2.fr
La recherche MADE IN Aquitaine 10 portraits de recherches - Édition 2008
Réalisation : Cap Sciences - Rédaction : Donatien Garnier - Photo : Frédéric Desmesure - Conception graphique & réalisation : Lisa Morand
De l’épidémiologie à la neurologie
De la
vie dans notre Galaxie ? ” Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux
Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux
Depuis 1995, près de 300 planètes ont été découvertes hors du système solaire. L’astrophysicien Franck Selsis avait anticipé ce bond dans la connaissance et commencé à élaborer des outils d’analyses combinant l’étude de l’atmosphère des exoplanètes et celle de la terre primitive. Le programme européen E3ARTHS* devrait lui permettre de conserver son avance.
Guider les télescopes La modélisation de l’atmosphère des planètes habitables entreprise par Franck Selsis permet entre autres choses, d’identifier des critères d’observation devant être pris en compte lors de l’élaboration de télescopes comme le JWST qui remplacera Hubble en 2013.
conditions atmosphériques et climatiques primordiales. Pour y parvenir, Franck Selsis compte beaucoup sur la découverte et l’étude de planètes jeunes dans d’autres systèmes solaires. Sur la Terre, le processus de la vie et la tectonique des plaques ont effacé toute trace de ce lointain passé et il est peut-être plus facile de trouver des éléments de réponse ailleurs dans la galaxie. C’est pourquoi la recherche de critères d’observations pour les planètes dites habitables (c'est-à-dire dont la masse et la distance par rapport à l’étoile permettent la présence d’eau liquide en surface et donc, l’émergence d’une forme de vie) dans d’autres systèmes solaires de la galaxie est également une priorité pour le programme E3ARTHS.
Premières surprises Les premières observations d’exoplanètes ont apporté leur lot de surprises à commencer par l’existence de grosses planètes gazeuses très proches de leur étoile. Cette configuration que l’on pensait impossible a permis de résoudre l’énigme de la formation de Jupiter qui, d’abord lointaine, se serait progressivement rapprochée du soleil.
*E3ARTHS: Exoplanets and Early Earth Atmospheric Research: THeories & Simulation
10 portraits de recherches - Édition 2008
n a longtemps considéré que la Terre était restée inhabitable du fait d’un long bombardement météoritique dont l’intensité aurait décru jusqu’à l’apparition des premières traces de vie connues, il y a 3,8 milliard d’année. On pense désormais que ce cataclysme fut ponctuel et très postérieur à la formation de la Terre, il y a 4.5 milliards d’années, et qu’il pourrait avoir été précédé d’une période calme de plus 500 millions d’années durant laquelle la vie a pu émerger. Une espèce survivante aux météores, qui pourrait être l’un de ces organismes découverts au fond des océans et capable de vivre dans des conditions extrêmes, constituerait ainsi la racine commune de notre arbre évolutif. Les chercheurs d’E3ARTHS explorent cette hypothèse en essayant de déterminer les
O
Réactivité L’aide de la Région aux recherches de Franck Selsis n’a pas tardé. Sitôt arrivé à Bordeaux en 2008, un post doc financé à hauteur de 45 000 € a permis à ce scientifique primé par l’Institut de France de lancer son travail avant même que son projet, très bien classé par l’European Research Council, obtienne ses premiers financements européens.
Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux Observatoire des Sciences de l’Univers CNRS - Universite de Bordeaux 1 Sciences et Technologies Floirac - Tél. 05 57 77 61 00 www.obs.u-bordeaux1.fr
La recherche MADE IN Aquitaine
Réalisation : Cap Sciences - Rédaction : Donatien Garnier - Photo : Frédéric Desmesure - Conception graphique & réalisation : Lisa Morand
Rechercher des exoplanètes pour mieux comprendre l’origine de la vie sur terre
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“ Diabète
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l’espoir de la nanomédecine ” Hôpital Haut-Lévêque - Département d’Endocrinologie et Diabétologie
Alors que la population mondiale atteinte du diabète augmente régulièrement, le mode d’administration de l’insuline reste très contraignant. Consciente de cet enjeu l’équipe interdisciplinaire coordonnée par le professeur Bogdan Catargi s’est lancée sur deux pistes originales. ix fois par jour, avant et après chaque repas, le patient diabétique doit prendre connaissance de son taux de sucre en se piquant le bout des doigts. Et, quatre fois par jour, s’injecter de l’insuline, cette hormone que ne secrète plus son pancréas atteint du diabète de type 1 (insulino-dépendant), et indispensable à l’assimilation du sucre dans le corps. Depuis la découverte de la maladie, il y a un peu plus de cent ans, l’insuline est toujours administrée par injections. Plusieurs programmes de recherche permettent cependant d’espérer la découverte de modes de traitements moins astreignants. Depuis 2007, le programme DELIVRER*, soutenu par l’Europe et coordonné par le professeur Bogdan Catargi, se concentre sur deux grandes pistes sous-tendues par une idée commune :
S
associer une reconnaissance fine de la glycémie à une délivrance asservie d’insuline. La première piste consiste à élaborer un nanogel constitué de capsules de taille nanométrique pouvant contenir des molécules d’insuline et s’ouvrir – ou se fermer – en fonction de la variation du taux de sucre sanguin. Une fois injecté dans le corps, le nanogel serait efficace pendant plus d’une semaine mettant ainsi fin aux injections pluriquotidiennes. La seconde piste vise à réaliser, avec des cellules pancréatiques, un capteur bio électronique assez sensible pour remplacer les piqures de contrôle de glycémie. À terme, le capteur pourrait être couplé à un dispositif micro électronique commandant la diffusion d’insuline dans le sang. * DELivrance d’Insuline in Vivo Régulée et Rétrocontrôlée
Hôpital Haut-Lévêque Département d’Endocrinologie et Diabétologie La clé de l’interdisciplinarité C’est la volonté de rassembler des équipes de recherche ne se connaissant pas qui a ouvert les pistes du projet DELIVRER. Le projet de biocapteurs a ainsi rapproché les bioélectroniciens de l’IMS, les spécialistes des cellules du pancréas de l’IECB, et les chercheurs du Laboratoire de pharmacocinétique et pharmacie clinique. En tout, 7 partenaires (5 laboratoires, une plateforme d’innovation biomédicale et un industriel) sont impliqués dans le projet. Un projet très suivi Très impliquée depuis l’origine du projet en 2005, la Région poursuit son soutien en finançant en 2007 l’acquisition d’équipements scientifiques à hauteur de 87 000€, le travail d’un doctorant sur trois ans et d’un post doctorant sur deux ans soit respectivement 82 000 € et 90 000 €. Les fonds FEDER interviennent à hauteur de 260 000€.
Premiers résultats Les nanocapsules qui composent les nanogels fonctionnent-elles une fois soumises aux différents paramètres physico-chimiques du corps humain ? Sont-elles suffisamment «hermétiques» quand le taux de sucre est normal ? Un an après le début du projet, le travail de fourmis des ingénieurs chimistes de l’ENSCPB, a déjà apporté des réponses prometteuses, objets de deux publications internationales.
Hôpital Haut-Lévêque Département d’Endocrinologie et Diabétologie Pessac - Tél. 05 57 65 68 40 www.chu-bordeaux.fr
Réalisation : Cap Sciences - Rédaction : Donatien Garnier - Photo : Frédéric Desmesure - Conception graphique & réalisation : Lisa Morand
Deux pistes originales pour traiter les diabétiques
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Cartographier les
cellules du cœur pour mieux le soigner ” Hôpital Haut-Lévêque - Département Électrophysiologie et Simulation cardiaque
Hôpital Haut-Lévêque Département Électrophysiologie et Simulation cardiaque
Vingt ans d’observations minutieuses ont permis à l’équipe internationale du professeur Haissaguerre de mettre en évidence les sources électriques – extrêmement localisées – des fibrillations, ces malaises cardiaques liés à l’accélération chaotique des oreillettes ou des ventricules du cœur et d’y apporter de nouvelles solutions thérapeutiques.
Elucidation de la mort subite inexpliquée Frappant de préférence les hommes âgés d’environ 35 ans, la mort subite inexpliquée du sujet jeune touche chaque année 40 000 personnes en Europe. En 2008, une étude approfondie des électrocardiogrammes de survivants a permis à l’équipe de Michel Haissaguerre de résoudre une partie de l’énigme en identifiant un signal spécifique ouvrant des perspectives de dépistage et de traitement.
ur l’écran de contrôle, trois fils se déplacent dans un espace gris, un peu neigeux, qui correspond au cœur du malade allongé sur la table d’opération. Ce sont trois cathéters actionnés par la main habile du chirurgien Pierre Jaïs. Une a une, ils vont brûler les cellules à l’origine des graves troubles cardiaques du patient. L’homme est venu spécialement du Canada pour se faire traiter à l’hôpital Haut-Lévêque de Pessac. Il souffre d’une fibrillation ventriculaire, un emballement du fonctionnement des ventricules, ces deux chambres du cœur dont l’action est essentielle pour la circulation du sang dans le corps. Ce dérèglement est mortel si un choc électrique n’est pas adressé au cœur dans les trois minutes qui suivent le début de la crise. La plupart des sujets souffrant de fibrilla-
S
tion ventriculaire fait des malaises très espacés dans le temps tandis que d’autres sont exposés à des crises fréquentes. Pour les premiers, l’implantation d’un pacemaker défibrillateur est souvent suffisante. Pour les seconds, les chances de survies étaient minces avant la découverte par les électrophysiologistes pessacais de l’implication des cellules de Purkinje dans le désordre électrique à l’origine des crises ainsi que d’une méthode curative conduisant à identifier puis à détruire les cellules affectées. Une intervention sur mesure, puisque la localisation de ces cellules peut considérablement varier d’un patient à un autre. Des malades réputés incurables peuvent ainsi renouer avec une vie normale.
Aide Aquitaine La Région Aquitaine a soutenu et soutient le développement et le transfert des technologies de l’imagerie cardio-vasculaire sur la Plate-forme Technologique d’Innovation Biomédicale Xavier Arnozan dans les CPER 2000-2006 et 2007-2013. Son soutien sera sollicité lors de la création du laboratoire fondamental d’électrophysiologie qui sera notamment équi-
pé de systèmes de «cartographie optique» à très haute résolution. Un laboratoire en renfort La communauté scientifique «Cœur Poumons Vaisseaux Thrombose»rassemblée au sein de l’IFR 4 sera complétée en 2009, par la création d’un laboratoire d’électrophysiologie fondamentale à l’université de Bordeaux 2. Il sera en association directe avec le service d’électrophysiologie clinique ce qui permettra d’élargir le champ d’investigation de la discipline et d’améliorer encore le rayonnement international de l’équipe – ellemême internationale – de l’hôpital Haut Lévêque.
Hôpital Haut-Lévêque Département Électrophysiologie et Simulation cardiaque Pessac - Tél. 05 57 65 65 65 www.chu-bordeaux.fr
La recherche MADE IN Aquitaine 10 portraits de recherches - Édition 2008
Réalisation : Cap Sciences - Rédaction : Donatien Garnier - Photo : Frédéric Desmesure - Conception graphique & réalisation : Lisa Morand
L’électrophysiologie au cœur de la cardiologie
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Les
maths au service de la lutte contre le cancer � Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique
L’équipe MC2* qui regroupe des chercheurs du Centre de recherche INRIA Bordeaux Sud-Ouest, met en place une plateforme d’outils mathématiques et informatiques, destinée à modéliser de façon rapide et fiable le comportement des fluides de tout type. Le savoir-faire accumulé par l’Institut de Mathématiques de Bordeaux (IMB), permet d’entrevoir des applications innovantes, notamment dans le domaine de la médecine.
omme un peintre résume un paysage en quelques coups de pinceaux, les chercheurs de l’équipe MC2 utilisent équations et algorithmes pour décrire les écoulements de fluide simples comme l’air et l’eau ou dit « complexes » comme le sang, ainsi que les autres fluides biologiques, les produits liquides utilisés dans l’agroalimentaire ou l’industrie chimique. La « complexité » de ces types de fluides vient de ce qu’ils sont chargés de micro-éléments, comme les globules rouges, les cellules ou les polymères, dont la taille est inférieure au millimètre et qui ne cessent d’interagir sur le plan chimique, biologique et mécanique. Un dynamisme qui rend leur comportement difficile à prévoir. Chaque fluide étant différent, chaque modélisation
C
nécessite la compréhension et la mise en équations d’interactions particulières, qui peuvent cependant être communes à différentes catégories de fluides. D’où l’idée de développer une plateforme capable de brasser les grandes lois physiques et les interactions déjà caractérisées pour décrire et analyser de nouveaux fluides, de façon toujours plus rapide et plus fiable. Avec, à la clé, une fois la modélisation testée sur des situations connues, la possibilité d’anticiper les évolutions du système en faisant varier les paramètres de son choix. Une perspective qui n’a pas échappé à la recherche médicale qui ne peut que très difficilement procéder à des expériences sur l’homme et connaît les limites de l’observation in vitro. * MC2 : Modélisation, contrôle et calcul
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique [ INRIA ] Tumeurs modélisées En collaboration avec les cancérologues de l’Institut Bergonié, les chercheurs de l’équipe MC2 ont modélisé la croissance de tumeurs. Le modèle est en cours de validation et les médecins rêvent déjà d’y introduire les analyses de leurs patients pour obtenir des prévisions d’évolution en temps réel. L’outil de base Les équations dérivées partielles sont les outils de bases de la modélisation des interactions observées dans les fluides complexes, des fluides simples avec des obstacles ou entre les fluides eux-mêmes.
120 processeurs La plateforme mise en place par l’IMB et l’INRIA comportera une nouvelle machine de calcul équipée de 120 processeurs, dont le coût est de 180 000 €, et financé en partie par la Région Aquitaine.
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique Centre de recherche Bordeaux - Sud-Ouest équipe MC2 (IMB, Université de Bordeaux 1 Sciences et Technologies) Talence - Tél. 05 24 57 40 30 www.inria.fr/bordeaux
La recherche MADE IN Aquitaine 10 portraits de recherches - Édition 2008
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Une plateforme pour l’analyse des fluides
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La
mandibule marocaine qui fait avancer la préhistoire ” UMR de la Préhistoire à l’Actuel : Culture, Environnement et Anthropologie
Entre l’apparition des premiers hominidés, il y a 7 millions d’années et celle de l’Homo sapiens il y a près de 200 000 ans, le temps de la préhistoire est si long et les traces si rares, que chaque découverte apporte son lot de révélations et de théories. La mandibule d’Homo erectus exhumée à Casablanca par une équipe franco-marocaine n’échappe pas à la règle. es découvertes tiennent à peu de choses. Début mai 2008, fatigués de marteler en vain leurs petits burins sur le terrain, très dur, qui les occupait depuis plusieurs mois, les ouvriers de la carrière Thomas, située dans la banlieue de Casablanca, avaient demandé s’ils pouvaient passer à un autre niveau géologique. Jean-Paul Raynal, coordinateur du programme « Origines », avait d’abord accepté, puis était revenu sur sa décision. Quelques jours plus tard, une mandibule d’Homo erectus était dégagée. Depuis le début des fouilles en 1988 et la découverte d’une demi-mandibule vingt ans plus tôt alors que le site servait de carrière, seules quatre dents humaines vieilles d’environ 500 000 ans avaient été trouvées. La mandibule permet d’établir la diversité
L
morphologique du groupe d’Homo erectus présent à l’extrême nord-ouest de l’Afrique, l’Homo mauritanicus, défini en 1954 d’après des restes trouvés en Algérie. Mieux, la mandibule de la carrière Thomas se rapprocherait de celle trouvée sur le site d’Atapuerca, dans le nord de l’Espagne. Ce qui ouvre de nouvelles perspectives théoriques sur le peuplement de la péninsule ibérique. L’Homo erectus européen vient-il d’Asie comme certains l’affirment, ou d’Afrique via le Moyen-Orient, ou bien a-t-il trouvé une voie plus courte par l’Afrique du Nord ? Les fouilles menées en Auvergne, en Ethiopie ou en Bulgarie sur des niveaux géologiques de la même période permettront sans doute à Jean-Paul Raynal d’apporter d’autres éléments de réponse.
UMR de la Préhistoire à l’Actuel : Culture, Environnement et Anthropologie [ PACEA ] Acheuléen L’un des intérêts de la conception de nanocapsules polymères est de pouvoir associer deux polymèresaux propriétés différentes, voire contraires. Hydrophobe à l’intérieur et hydrophile à l’extérieur, par exemple. On peut également jouer sur la réactivité des polymères aux variations de pH : une fois entré dans sa cible, dont le pH est différent de celui du sang, la capsule se défait et libère son principe actif. Première marocaine Les préhistoriens marocains de l’Institut national des sciences de l’archéologie et du patrimoine ont partagé l’émotion de la découverte du plus beau fossile humain ancien retrouvé lors de fouilles rigoureuses sur le sol de leur pays. Elle fait de la carrière Thomas l’un des sites préhistoriques les plus importants du Maghreb.
Campagne gagnante Explorer les temps les plus reculés de l’histoire humaine demande des moyens et du temps. L’appui de la Région Aquitaine aux fouilles de la carrière Thomas a rendu possible la découverte. Le premier projet Origine, conduit entre 2004 et 2007, a ainsi bénéficié d’une aide de 269 000 €. Le projet Origine II est quant à lui soutenu en 2008 à hauteur de 100 000 €, complétés par des allocations de recherche (thèse et post-doctorats).
UMR de la Préhistoire à l’Actuel : Culture, Environnement et Anthropologie CNRS - Université de Bordeaux 1 Sciences et Technologies Équipe IPGQ Talence - Tél. 05 40 00 88 91 www.pacea.u-bordeaux1.fr
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Science et patience : les clés d’une découverte
“ vitalité neurosciences
Des scientifiques étrangers séduits par la
des
en Aquitaine
”
Neurocentre François-Magendie
Elle est italienne, médecin, et s’intéresse à l’hypothalamus pour comprendre les causes de l’obésité. Il est allemand, biologiste et étudie le syndrome de l’X fragile pour comprendre le fonctionnement du câblage neuronal dans le néocortex. Ils ont tous les deux choisi d’installer leur laboratoire au Neurocentre François-Magendie de l’Inserm. eunes et brillants chercheurs, Daniela Cota, et Andreas Frick, vivaient aux ÉtatsUnis il y a encore peu de temps. Le moment étant venu pour eux d’ouvrir un laboratoire, ils cherchaient l’un comme l’autre à revenir en Europe. La condition sine qua non à leur retour était l’obtention de budget, d’équipement et de personnel suffisants pour poursuivre leurs travaux novateurs. Parmi les propositions qu’ils reçurent d’Italie, d’Allemagne, d’Angleterre ou de France, c’est finalement celle du Neurocentre Magendie qui recueillit leur adhésion tant par les moyens mis à leur disposition que par les options d’interdisciplinarité offertes. Médecin, venue à la recherche par hasard, Daniela Cota travaille sur la façon dont les cellules du cerveau sont impliquées dans l’obésité et les pathologies qui l’accompagnent :
J
le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires. Parmi les opportunités offertes par l’Institut, elle a particulièrement apprécié le contrat d’interface (recherche d’applications thérapeutiques aux recherches fondamentales) qui lui permet de partager hypothèses et données avec un groupe de médecins des hôpitaux de Bordeaux. Le biologiste Andreas Frick, très en pointe sur l’étude des câblages neuronaux dans le néocortex, la partie superficielle du cerveau impliquée dans la perception du langage ou la mémoire, travaille notamment sur la façon dont les dendrites, les arborescences à l’extrémité des neurones – et non plus seulement les synapses, peuvent modifier leurs points de contact. Andréas a, quant à lui, été impressionné par le dynamisme de l’Institut et de ses chercheurs.
Neurocentre François-Magendie [ INSERM ]
Le syndrome de l’X fragile Il s’agit d’un gène, le Fmr1, qui se trouve sur le chromosome X, dont le dysfonctionnement se traduit notamment par des troubles cognitifs, de l’hypersensibilité, et de l’autisme. Or ce gène est impliqué dans la régulation des échanges entre les neurones et ses dendrites. Andreas Frick compte bien que son étude contribuera à la compréhension du modèle de fonctionnement normal ainsi qu’à des solutions thérapeutiques. Vers le Neurocampus Initié par le Conseil Régional, en partenariat avec l’Université Bordeaux 2, l’Inserm et le CHU, le projet de Neurocampus vise à doter la région Aquitaine d’un ensemble scientifique et immobilier dédié aux neurosciences, s’appuyant sur le rayonnement international de cette communauté scientifique. Il regroupera trois nouveaux centres de recherche, dont un dédié à la recher-
che de traitements pour les maladies neurodégénératives telles que Parkinson ou Alzheimer. Equipements ultra-spécifiques La Région Aquitaine souhaite favoriser le bon démarrage des travaux de recherche des jeunes chercheurs brillants récemment installés tels que Daniela et Andreas. À ce titre, elle participe à l’acquisition d’équipements très pointus (à hauteur de 400 000 € en 2008) et accompagne également la constitution et le fonctionnement des équipes de recherche (à hauteur de 200 000 €).
Neurocentre François-Magendie [ INSERM ] Bordeaux - Tél. 05 57 5736 00 http://mcst.free.fr
La recherche MADE IN Aquitaine 10 portraits de recherches - Édition 2008
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Des moyens et un environnement scientifique attractifs
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Ils apprennent à
parler aux molécules ” Institut des Sciences Moléculaires
Institut des Sciences Moléculaires [ ISM ]
Si le XXe siècle fut celui de l’électron et de l’électronique, le XXIe siècle sera peut-être celui du photon. Nathan McClenaghan, animateur du projet européen COMMOTION* au sein de l’équipe Néo de l’Institut des Sciences Moléculaires, n’en doute pas : par le moyen de stimulations lumineuses on pourra utiliser des molécules de taille nanoscopique pour véhiculer de l’information.
La piste thérapeutique Le programme COMMOTION souhaite également explorer les possibilités d’interaction de son système d’information avec des processus biologiques afin de permettre des diagnostics médicaux fiables et rapides mais aussi conduire à des traitements in vivo – en commandant par exemple le fonctionnement d’une membrane cellulaire avec la lumière.
’idée développée par COMMOTION est partie du constat que dans certaines parties du corps humain comme l’œil, un stimulus lumineux peux susciter un transfert d’information jusqu’au cerveau grâce à la communication entre systèmes moléculaires. On sait aujourd’hui faire circuler une information entre les molécules, par transfert d’électrons ou par couplage electro-magnétique. Mais ces méthodes semblent avoir atteint leurs limites. Dans le cas de l’électron on assiste, par exemple, à une déperdition d’énergie qui conduit à un affaiblissement rapide des signaux. Les chercheurs de l’équipe Néo ont repris à la nature l’idée du stimulus lumineux et mis au point des stratégies de transport de l’information : un signal lumineux adressé à une molé-
L
cule spécifique conduit à l’éjection d’un ion qui passe de molécule en molécules. L’ion est le messager et sa transmission n’occasionne pas de déperdition énergétique importante. Cette astuce utilisée par le corps humain avec de grosses molécules peut être incroyablement miniaturisé grâce aux avancées du génie chimique et à sa bibliothèque de polymères, de nanocapsules et autres nanotubes. Grâce aussi aux performances des lasers qui peuvent désormais éclairer des corps infiniment petits. Au-delà du simple transport de données, les chercheurs veulent créer des réseaux interactifs analogues à des microprocesseurs simples, tout en étant capables de fonctionner dans des milieux biologiques.
*COMMOTION : Communication Between Functional Molecules Using Photocontrolled Ions
Les avantages de la lumière Les propriétés de la lumière permettent d’envisager des systèmes d’information d’une grande efficacité. D’une part, avec les lasers actuels, l’émission d’un signal de durée de quelques millionièmes de nanosecondes est possible depuis quelques années et d’autre part la décomposition de son spectre en de multiples longueurs d’ondes permet l’envoi simultané de plusieurs messages.
De pied en cape Pour fonctionner, le programme COMMOTION, très bien classé par l’European Research Council, est tributaire d’outils photo physiques extrêmement fins permettant, par exemple, de mesurer le déclin de la fluorescence dans le proche infrarouge. La Région Aquitaine a alloué 390 000 € pour l’acquisition de tels équipements ainsi qu’une bourse de thèse (95000 € sur 3 ans).
Institut des Sciences Moléculaires CNRS - Université Bordeaux 1 Sciences et Technologies Talence - Tél. 05 40 00 33 21 www.ism.u-bordeaux1.fr
La recherche MADE IN Aquitaine 10 portraits de recherches - Édition 2008
Réalisation : Cap Sciences - Rédaction : Donatien Garnier - Photo : Frédéric Desmesure - Conception graphique & réalisation : Lisa Morand
Un langage stimulé par la lumière
“ 7 millions de milliards de watts pour une fusion nucléaire maîtrisée
”
Commissariat à l’énergie atomique - Centre d’études scientifiques et techniques d’Aquitaine
Quand le CEA aura terminé sa construction en 2012, le laser mono faisceau PETAL (PETawatt Aquitaine Laser) sera capable de soumettre une cible de quelques microns à une puissance de sept petawatts, soit sept millions de milliards de watts à haute énergie. Sept fois plus que l’équipement actuel le plus performant ! ong de 150 mètres et plongé dans une atmosphère contrôlée, le bâtiment du futur laser PETAL existe déjà : il abrite aujourd’hui la Ligne d’Intégration Laser ou LIL (un laser à huit faisceaux lumineux, prototype d’un laser à haute énergie de 240 faisceaux, le laser Mégajoule). Rien ne se perd dans le laser. Ni l’expérience, ni les équipements. PETAL, qui ne comprend qu’un seul faisceau sera en effet monté à côté de la LIL et, une fois les caractéristiques spatiales, spectrales et temporelles de son impulsion fixées, passera par la même ligne d’équipements optiques destinée à charger le signal lumineux en énergie puis à le focaliser sur une cible enfermée dans une microsphère d’une fraction de millimètres. La spécificité du laser PETAL réside dans son impulsion lumineuse 10 000 fois plus courte
L
que celle de la LIL, qui accroit sa puissance dans le même rapport et rend nécessaires des équipements spéciaux en amont et en aval de la chaine d’amplification – qui, autrement, serait détruite. L’impulsion est donc artificiellement étirée puis, juste avant de toucher la cible, à nouveau comprimée. Le grand avantage du voisinage avec la LIL réside en ce que les neuf faisceaux à venir pourront être utilisés simultanément afin de créer les conditions de pression et de température extrêmes, proches de celles nécessaires au déclenchement d’une fusion nucléaire maîtrisée. Au-delà de ce Graal énergétique ce sont les modèles de l’astrophysique, de la géophysique et de la physique fondamentale qui pourront être éprouvés par les chercheurs.
Commissariat à l’énergie atomique [ CEA - Cesta ]
Fusion par confinement inertiel La chambre d’expérience de la LIL fait penser à un Spoutnik : une grosse boule métallique recouverte de protubérances ressemblant à des hublots. À l’intérieur une coquille de plastique de 500 microns sur laquelle le laser déposera suffisamment d’énergie pour la vaporiser. Une vaporisation dont le but est de provoquer une énorme pression sur le contenant, des atomes légers que l’on cherche à fusionner. Le projet HiPER Le laser Petawatt aquitain fait partie du projet européen HiPER dont l’objectif est de parvenir à la fusion nucléaire maîtrisée par confinement inertiel (destinée à produire de l’énergie sans émettre de déchets radioactifs à longue durée de vie) en utilisant une association similaire à celle de la LIL et de PETAL, la puissance de ce dernier jouant le rôle d’une allumette initiant les
mécanismes de fusion. Les expériences menées sur PETAL permettront ainsi de dimensionner l’équipement d’HiPER dont l’achèvement est prévu autour de 2020. Maîtrise d’ouvrage Maître d’ouvrage du projet, la Région Aquitaine s’est engagée à soumodif % tenir le projet PETAL, le budget global de l’opération étant de 50 millions d’euros. La première phase s’est terminée avec succès en 2008, le projet sera achevé à l’horizon 2012.
Commissariat à l’énergie atomique Centre d’études scientifiques et techniques d’Aquitaine F-33114 Le Barp www.cea.fr
La recherche MADE IN Aquitaine 10 portraits de recherches - Édition 2008
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Le faisceau laser de forte énergie le plus puissant du monde