Le journal du cnrs numéro 21 Avril 2008

8 juin 2008, Journée mondiale des océans : Mesurer la désertification des océans

Les océans regorgent-ils de vie en tout point du globe ? Pour répondre à la question, des satellites survolent les mers, mais leurs mesures doivent être validées par des observations de terrain. C'est un des objectifs d'un projet français baptisé Boussole… Depuis les fenêtres du Laboratoire d’océanographie de Villefranche (LOV) (Laboratoire CNRS / Université Paris 6), en bordure de la Méditerranée, l’instrument Boussole – « Bouée pour l’acquisition d’une série optique à long terme » – se détache dans le ciel bleu azur. L’utilité de cette tour-bouée de 25 mètres, qui émerge à 4 mètres au-dessus de la surface de la mer, solidement arrimée à 2 400 mètres de fond ? Mesurer la couleur de l’eau. Et ce, tous les quarts d’heure, sans que les scientifiques aient à lever les yeux de leurs ordinateurs. Bleu, vert, jaunâtre ou rougeâtre, les propriétés « bio-optiques » de l’eau indiquent l’état de la vie aquatique : la teneur en chlorophylle, la présence ou l’absence de certaines micro-algues (le phytoplancton). Une mesure qui permet de prendre le pouls de la planète. Car à l’instar des continents où les déserts grignotent peu à peu les terres arables, les océans aussi voient s’étendre de grandes régions vides de vie. Un constat certainement dû au réchauffement global. En effet, l’apport des nutriments qui favorisent le développement des micro-organismes se fait lors des échanges verticaux d’eau dans les océans. L’eau froide de surface, plus lourde, descend. Or, si elle se réchauffe au contact de l’atmosphère, ce mélange vertical ne peut plus s’effectuer. Avec Boussole, les scientifiques disposent ainsi d’une base stratégique, entre la Corse et le continent, qui permet notamment de valider les mesures réalisées par les satellites au-dessus de tous les océans du globe. Et c’est grâce à ses bras horizontaux qui constituent une plateforme stable pouvant accueillir de nombreux instruments que la bouée réussit cette gageure. « L’avantage de sa configuration est qu’aucune ombre ne gêne les mesures optiques », précise David Antoine, chercheur au LOV. Mais pour quelle raison faut-il valider les données venues de l’espace ? « Le signal enregistré par les instruments qui mesurent les propriétés optiques de l’eau à partir de l’espace est perturbé par la présence de l’atmosphère : près de 90 % du signal vient même de notre cocon gazeux », explique-t-il. Pour contourner ce problème, les satellites – Envisat-Meris, de l’Agence spatiale européenne (ESA), Parasol-Polder3, du Cnes, et Seawifs, de la Nasa – enregistrent la couleur de l’eau dans plusieurs bandes de longueur d’onde, réparties entre le visible et le proche infrarouge. Comme, dans l’infrarouge, le signal provient uniquement de l’atmosphère, il peut être isolé et retranché du signal global dans le visible. Du coup, les scientifiques savent différencier les signaux provenant de l’océan de ceux de l’atmosphère. Des données confirmées par Boussole, qui mesure in situ, grâce à des radiomètres situés au-dessus et au-dessous du niveau de la mer, le rayonnement émis par l’atmosphère et l’océan. Les chercheurs peuvent en déduire leur température et leurs propriétés optiques. À cela s’ajoutent trois appareillages qui traquent le phytoplancton et les particules en suspension dans l’eau. Pour le premier interviennent des fluorimètres : ils émettent un signal capable d’exciter la fluorescence de la chlorophylle, dont la concentration est ainsi déterminée à proximité de la bouée. Quant aux particules, Boussole dispose de deux appareils pour les débusquer. Un transmissiomètre détermine la quantité de particules présentes dans l’eau : pour cela, il émet une onde dont l’intensité est modifiée par les particules en fonction de leur quantité. Ensuite, un rétrodiffusiomètre enregistre la lumière renvoyée par les particules. « Selon leur taille ou leur composition, les particules ne rétrodiffusent pas de la même manière, précise David Antoine. Ceci donne des indications indirectes sur la taille moyenne des particules. » Les paramètres habituellement mesurés dans une campagne océanographique, comme la salinité, la température et la pression, sont également suivis. La récupération des données s’effectue grâce au navire de recherche de l’Insu, le Thétys-II, dédié à l’océanographie. Sculpture filiforme, Boussole n’a pas sa pareille au monde. Prototype unique, conçu par la société Acri à Sophia Antipolis, elle est en place depuis 2003. Au-delà de sa mission de validation des données satellite, la bouée surveille de près l’évolution à long terme du petit zoo local : tout changement de couleur peut signifier une modification de l’écosystème de la Méditerranée. « Nous avons une vision globale de la chlorophylle dans l’océan, mais il nous faut la compléter par une représentation à petite échelle, comme une sorte de laboratoire pilote pour suivre l’évolution de l’écosystème à l’échelle des décennies… » Le projet Boussole, financé par le Cnes, l’ESA et la Nasa, est en cours d’intégration dans un système à plus grande échelle d’observations physiques et biogéochimiques pérennes en Méditerranée, actuellement en construction, nommé Moose et piloté par l’Insu.

Azar Khalatbari

Contact : David Antoine, [e-mail]

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Fondation Pierre-Gilles-de-Gennes : La recherche médicale à guichet ouvert

Opérationnelle depuis janvier, la Fondation Pierre-Gilles-de-Gennes veut révolutionner les rapports entre industrie et recherche publique dans le domaine de la santé.Les partenariats public-privé, une jungle ? C’est ce que semblent penser Hervé Le Lous et Gilles Rubinstenn, respectivement président et directeur général de la Fondation Pierre-Gilles-de-Gennes pour la recherche, ainsi baptisée en hommage au Prix Nobel de physique disparu en 2007. Cette fondation, destinée à initier des partenariats dans le domaine de la recherche médicale, est née en mars 2007, mais a véritablement commencé son activité au début de l’année. Elle rassemble les trois centres de recherche publique de la montagne Sainte-Geneviève, dans le cinquième arrondissement de Paris – l’École normale supérieure (ENS), l’École supérieure de physique et de chimie industrielles (ESPCI) et l’Institut Curie – ainsi que le CNRS et l’Inserm. L’objectif de cette structure, qui réunit 1 450 chercheurs et 140 laboratoires (Dont 33 unités CNRS et 602 chercheurs et techniciens CNRS membres de la fondation) : constituer un fonds d’amorçage de l’innovation. Est-ce vraiment nécessaire, alors que de nombreux outils existent déjà ? « Oui ! », répond Hervé Le Lous. « Les entreprises en France n’investissent que 1,25 % de leur budget R&D dans la recherche publique, et ce chiffre, l’un des plus faibles d’Europe, baisse », regrette-t-il. L’ambition de la fondation est donc de renouer le dialogue entre entreprises et centres de recherche, « un dialogue sans lequel il n’y a pas de rupture technologique possible ». Certes, mais pourquoi faire appel à la Fondation plutôt qu’aux établissements eux-mêmes ou à un fonds d’amorçage ? « D’abord nous proposons l’accès à un réservoir intellectuel d’exception, tout en simplifiant les démarches administratives. À travers la fondation, l’entreprise mène des recherches interétablissements et interdisciplinaires via un guichet unique, avec un seul contrat », répond Gilles Rubinstenn. « L’idée, c’est aussi de faire plus que de la valorisation. Si nous ne proposions que cela, le CNRS, qui a déjà des structures de valorisation, n’aurait pas besoin de nous. Or, nous voulons inverser les échanges, faire en sorte que le savoir-faire industriel soit à la base de nouvelles recherches amont, avec des partenariats engagés sur le long terme », ajoute-t-il. Pour ce faire, la Fondation dispose d’un budget de 20 millions d’euros sur cinq ans, apporté par ses fondateurs (Sur cette somme, le CNRS apporte 1,25 million d'euros sur cinq ans). L’autre avantage de la Fondation, c’est sa réactivité. Pas besoin d’attendre des mois un financement pour un postdoc ou un nouveau projet. « Je m’engage à répondre sous un mois et un jour aux dossiers qui nous seront envoyés ! », clame Gilles Rubinstenn. Il vise, d’ici à cinq ans, dix nouveaux projets en partenariat par an, avec un coût moyen de 22 000 euros par partenaire industriel, compte tenu des crédits d’impôt recherche. Pour repérer, contacter et convaincre les partenaires potentiels, les deux dirigeants de la Fondation comptent sur leur longue expérience de l’industrie. L’activité de la fondation va donc profiter au domaine de la recherche médicale. Là où l’on pense immédiatement aux biotechnologies, Gilles Rubinstenn élargit le champ : « Dans ces secteurs, les innovations portent aussi sur des disciplines périphériques. Le développement de textiles médicaux, de nouveaux équipements, d’appareils d’analyse, de diagnostic, d’optique, d’acoustique peut aussi passer par la Fondation »… Ainsi, sur les six projets validés début mai, l’un concerne l’étude du fonctionnement de l’aquaporine, une protéine qui permet le passage de l’eau à travers la membrane des cellules et joue apparemment un rôle dans certaines affections oculaires. Un deuxième projet porte sur le « guidage axonal par microfluidique ». En d’autres termes : comment diriger la pousse des axones (les longs bras des neurones, les cellules nerveuses) lors de cultures cellulaires, pour qu’ils ne poussent pas en pelote ? Quant aux autres, ils sont encore top secret. Mais Gilles Rubinstenn le confirme, le CNRS est partenaire de chacun d’entre eux. « De tous les membres fondateurs, affirme-t-il, c’est le premier à avoir signé la convention pluriannuelle de la fondation. »

Virginie Lepetit

Contact : Fondation Pierre-Gilles-de-Gennes, [e-mail]

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