L'essor de la biophysique

ce
ces
une exposition de Cap Sciences
LA FABRIQUE DU REGAR'
du 5 mars
au 26 juillet
0 rik 2003
„A „ n~-. " "FENCES
Centre Colombia
1 étage
Rennes
0
flint,
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ROOD', ELILE,f
recherche et needles
techeolegies
111111. "
BRETAGNE
MST°~~OnOLE espace
CONSEIL GENERAL des sciences
D'ILLE ET VILAINE
CAP SCIENCES
4:11'EiZ..
Rt.
Ca coule... de source !
rce1 e voir coûter l'ea. du r`6b net,
quand nous le vouions, nous avons perdu
de vue une réalité pourtant'bien inquiétante :
l'eau utilisable par l'homme représente moins
de 1% de toute l'eau sur Terre ! Si l'on enlève, en
effet, l'eau de mer, les eaux boueuses ou sulfureuses,
très difficiles et coûteuses à traiter, il ne`reste
que très peu de réservoirs disponibles.
Découvrir a décidé de participer à la lutte
contre le gaspillage et la pollution de ce
bien si précieux.
espace
Supplément de la revue Sciences Ouest N°199 Mai 2003 des sciences
Quelques chiffres
Avec 800 mm de précipitations par an, soit 400 milliards.'
de m3, la France est relativement bien pourvue en eau
douces. D'autant que son réseau hydrographique (ensemble
des lacs, rivières, ruisseaux...) coure 330 00hectareg,
avec 270 000 km de cours d'eau. Ir v /pas de même
partout... Ainsi, certaines zones du Pr nt reçoivent
moins de 10 mm de pluie par an ! SiI es ~ ais dispose t
théoriquement de 3 000 m3 d'eau paean et par habitant,
un résident du Koweït ou de Libye a mAins de 500_m3
par an ! Or, pour les experts, le seuil de pauvreté est de,
1000 m3/an/habitant.
i~ N'Y ,wÂsE..
44tSSER RxJR AYoIR
Du PolSaaN
L'eau... la source de la vie
es scientifiques sont unanimes pour dire que c'est la
présence d'eau liquide qui a conditionné l'apparition de
la vie sur Terre. C'est en son sein que les premières
cellules vivantes se sont constituées, il y a environ
quatre milliards d'années, sous la forme de bactéries.
Nulle part ailleurs dans le système solaire, excepté
sur Europe, une lune de Jupiter qui abrite des océans
liquides sous une épaisse couche de glace, il n'y a
d'eau liquide !
Même pour les êtres vivants adaptés aux conditions
de sécheresse extrême, comme dans les déserts, l'eau
reste indispensable à la vie. Dans des conditions
normales, un homme en élimine deux litres par jour,
sous forme de sueur, d'urine, de respiration. Mais s'il
perd seulement 15% de son eau, il meurt.
Une curieuse molécule
lagon du réfrigérateur, ruisseau dévalant une pente, "fumée"
de l'eau qui bout : ces trois états physiques de l'eau (solide,
liquide et gazeux) proviennent de la structure très particulière
des molécules d'eau.
La formule de la molécule d'eau est connue depuis le
XVIII' siècle : deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène,
que l'on résume par la célèbre formule chimique : H20.
L'hydrogène possède un électron, l'oxygène en possède huit
(voir Découvrir "Au coeur de l'atome", février 2003). Pour
s'associer, les deux atomes vont mettre en commun des
électrons, de façon à ce qu'ils soient toujours deux par deux
(ce que l'on appelle un doublet électronique). La molécule a
des propriétés particulières, liées aux électrons de l'oxygène.
Notamment, sa capacité à dissoudre d'autres éléments solides
ou gazeux. Dissolution qui va rendre l'eau "minéralisée"
excellente conductrice d'électricité. C'est pourquoi, par exemple,
il y a des règles très strictes concernant les installations
électriques dans les salles de bain.
Le cycle de l'eau
n estime à 1400 millions de km3 la quantité d'eau
présente sur Terre. Plus de 97% de cette eau est salée
et se trouve dans les océans. Il reste donc moins de 3%
d'eau douce (39 millions de km3) dont les trois quarts
sont gelés (pôles, glaciers...) ou retenus sous forme
de neige. Soit moins de 1%, sous forme liquide, dont
la grande majorité est retenue dans les nappes d'eau
souterraines.
Chauffée par le soleil, l'eau s'évapore et monte dans
l'atmosphère, sous forme de vapeur. Une partie
provient de la transpiration des plantes, tandis qu'un
volume d'eau de 1000 km3 s'évapore chaque jour des
océans ! Poussée par les vents, cette vapeur se
déplace et se condense en se refroidissant, pour
former des brouillards et des nuages. En
s'assemblant, ces petites gouttelettes finissent par
retomber au sol : il pleut, il neige, il grêle ! Cette eau
rejoint des lacs ou des océans, soit par ruissellement,
soit en passant par des nappes souterraines, puis
s'évapore à nouveau et recommence un nouveau cycle.
En fait, les choses sont beaucoup plus complexes
que ce schéma. Des masses d'eau très froides restent
en effet très longtemps au "fond" des océans et ne sont
renouvelées que... tous les 2 500 ans ! Dans les glaciers, l'eau
se recycle tous les 9 700 ans, contre 1400 ans pour les eaux
souterraines et un an seulement pour l'humidité des sols.
eisersupea
Non seulement l'eau a été au départ de la vie, mais La Terre : planète bleue.
elle est aussi le principal constituant du vivant : savezvous
que le corps humain est constitué à près de 70 %...
d'eau. Le melon, la laitue ou les méduses en
contiennent... 95% !
Europe : le seul autre
objet du système solaire
à disposer d'eau liquide...
mais sous d'épaisses
glaces.
Dans un "bassin versant", toutes les eaux finissent par être collectées à
la rivière. Tout ce qui sera déversé sur le champ, au-dessus du ruisseau,
finira donc par y arriver, par ruissellement et dissolution.
Tous responsables :
que faire?
n fait, nous sommes tous responsables de notre
environnement. Et nous pouvons tous agir sur lui. Pour
commencer, limitons les gaspillages !
Un robinet qui goutte, c'est 3 à 4 litres par heure qui sont
gaspillés. Une chasse d'eau qui fuit peut gaspiller jusqu'à
700 litres par heure ! Un bon moyen de vérifier s'il n'y a pas
une fuite quelque part : notez le chiffre indiqué par le compteur
d'eau, avant de vous coucher, et comparez le lendemain matin...
Une douche nécessite 30 à 100 litres d'eau, alors qu'un bain
en utilise entre 150 et 300 ! Inutile de laisser le robinet ouvert,
lorsque vous vous lavez les dents : en trois minutes, 15 à
20 litres d'eau ont coulé. Gare aussi à la chasse d'eau des WC !
Avec 5 ou 10 litres d'eau consommés à chaque fois, elle
constitue le premier poste de consommation d'eau, en moyenne,
pour une famille.
N'arrosez pas votre jardin n'importe quand ! À midi, tout ce
que vous versez au sol s'évapore, alors que le soir, avant de
vous coucher, l'eau profitera aux plantes. De même, pourquoi
ne pas récupérer l'eau de pluie pour arroser les salades ?
Savez-vous qu'une haie bien plantée permet aux animaux de
se protéger, a un effet coupe-vent et un très fort pouvoir de
protection des sols, en empêchant la terre de partir avec les
eaux de ruissellement ? Les haies limitent les effets de crue
par temps de forte pluie et conservent au sol une certaine
humidité.
Nitrates, lisiers et pesticides
'eau a donc la particularité de dissoudre une très grande
quantité d'éléments solides ou gazeux. Du coup, les eaux
de pluie, en ruisselant sur les sols, vont les "laver" et se charger
de nombreuses substances. Certaines sont très utiles (sels
minéraux, oxygène), d'autres peuvent être nocives ou toxiques.
Ainsi, parle-t-on beaucoup des "nitrates". En soi, ces sels
d'azote sont inoffensifs. Mais sous l'action des bactéries,
ils peuvent se transformer en "nitrites" (NO2) qui, eux,
sont responsables de deux dangers pour la santé : la
"méthémoglobinémie", c'est-à-dire une modification des globules
rouges, qui ne pourront plus jouer leur rôle de transporteur
d'oxygène dans l'organisme ; la formation de "nitrosamines",
c'est-à-dire la combinaison avec certains acides, des produits
qui peuvent donner des cancers. Cela dit, il ne faut pas paniquer.
Des nitrates, nous en mangeons tous les jours car de nombreux
aliments, comme les carottes ou les épinards, en contiennent
naturellement, beaucoup plus que les eaux potables !
Mais il n'y a pas que les nitrates. Il y a aussi les produits
contenant du phosphore, les pesticides (produits destinés à
éliminer les insectes parasites) et les herbicides (éliminant les
"mauvaises herbes"). Et contrairement à ce qui est trop souvent
affirmé, ces pollutions ne sont pas dues aux seuls agriculteurs,
loin de là ! On estime en effet que l'agriculture est à l'origine
de moins de 50% d'entre elles. Les collectivités locales, en
désherbant les bords des routes, ou les jardiniers amateurs
utilisant certains produits herbicides à haute dose, sont aussi
responsables.
Toujours dans le jardin, si vous utilisez du désherbant,
respectez scrupuleusement les doses ! Inutile d'en "ajouter".
Ne le répandez pas la veille d'un jour de pluie et préférez les
méthodes mécaniques (retournez la terre à la bêche ou à la
binette), ou le "paillage" (recouvrez le sol avec un plastique noir
ou de la paille), qui empêche les mauvaises herbes de se
développer.
g117:rr.
Un cas typique de mauvaise
gestion de l'eau : une source
jaillit au milieu d'un champ,
sans être protégée par
un 'périmètre". Résultat;
tous les produits utilisés
par l'agriculteur vont aller
directement dans la rivière
en contrebas.
arsi
A LIRE, A VoIR, A FAIRE..
L'eau dans tous ses états, de Mireille Defranceschi,
Ed. Ellipses, 128 pages, 9,5€. Un livre un peu difficile à lire, car
faisant appel à beaucoup de connaissances scientifiques, mais
très complet et bien fait.
http://www.frapna.org
La rivière m'a dit... Une très intéressante et remarquable mallette
pédagogique, éditée par la Frapna, région 19, rue Jean-Bourgey,
69625 Villeurbanne Cedex.
http://www.cotesdarmor.fr
L'écho des ados, le magazine des 10-13 ans, édité par le Conseil
général des Côtes-d'Armor. Cette revue très bien faite donne
beaucoup d'informations sur le monde rural et l'environnement.
http://www.environnement.gouv.fr
Ministère de l'Écologie et du Développement durable, 20, avenue
de Ségur, 75007 Paris, tél. 01 42 19 20 21.
Agence de l'eau Loire Bretagne, avenue Buffon, BP 6339,
45063 Orléans Cedex 2. Propose des plaquettes très bien faites,
notamment les séries : "Perle d'eau" et "Cahiers pédagogiques".
Minitel 3615 CIEAU et sur Internet : http://www.cieau.com
Centre d'information sur l'eau, BP 5, 75362 Paris Cedex 08.
Association H20 : http://www.h2o.net
Beaucoup d'informations sur la situation de l'eau dans le monde.
Prochain dossier : L'histoire des sciences ,~IiCocaZ
Découvrir, supplément gratuit de Sciences Ouest. ISSN 1629-3185. l'Ëspéce des sciences, 6, place des Colombes, 35000 Rennes - redaction5espace-sciences.org httpa/uww.espace-sciences.org. Président de l'Espace des sciences : Paul Tréhen.
Directeur de la publication : Michel Cabaret. Rédacteur en chef délégué : Jean François Collinot (tél. 02 96 67 71 71). Dessinateur: Nicolaz. Crédit photos : DR, JFC. Découvrir est publié grace au soutien de la Région Bretagne, du ministère de
l'Éducation nationale, de la Recherche et de la Technologie, des départements du Finistère et d'Ille-et-Vilaine, de la Ville de Rennes, de la Direction régionale des affaires culturelles et du Fonds social européen. Édition : l'Espace des sciences.
Réalisation: Pierrick Bertbt création graphique, 35510 Cesson-Sévigné. Impression: TPI, 35830 Betton.
T'il' P
Tirage du n°199
4 500 ex.
Dépôt légal n°650
ISSN 1623-7110
EN BREF
GROS PLANActual ité
Tournai à la rencontre
de ses descendants
GROS PLANActual ité
Un nouveau brevet pour l'Europe 7
GROS PLANChronique culinaire
Quand faut-il saler la viande ? 8
DOSSIER
La biophysique agrandit
son territoire 9
Multiphotonique,
un nouveau regard sur la vie 10
Les protéines mises à nu
par un rayon laser 11
La cryomicroscopie électronique pour
l'analyse des interactions du vivant 11
La mie parfaite 12
Au coeur du fromage 13
Le squelette des algues 13
De la biologie marine
à la médecine 14/15
L'activité musculaire décryptée
par la résonance magnétique 14/15
Des mathématiques contre la douleur.... 15
Quand les calories se transforment
en watts 16
Les biophysiciens ont pris rendez-vous 17
GROS PLANComment ça marche ?
L'Homme bionique 18
À L'ESPACE DES SCIENCES 19
20/21
Supplément
Découvrir
L'eau
Sciences Ouest sur Internet
°www.espace-sciences.org
AGENDA
4/5
6
- i'ouhes ces ce(kules qui
s' agiheo- pot»- rien •• •
~•
Editorial
Michel Cabaret, directeur de l'Espace des sciences
PHYSI E
BIOLGGIE
Alors que l'Espace des sciences présente son exposition "La fabrique du
regard" et qu'un public nombreux a assisté à la conférence de Michel
Brunet sur la découverte de Toumaï, le plus vieil hominidé du monde,
Sciences Ouest aborde ce mois-ci le thème prometteur de l'apport de la
physique à la compréhension du vivant.
Les échanges entre physiciens et biologistes prennent de l'ampleur dans
notre région. Un pôle de biophysique est en train de naître, avec notamment
des chercheurs du laboratoire du GMCM'll à Rennes, du Soll2) à Brest ou
de la station biologique de Roscoff. Cette interdisciplinarité intéresse
l'agroalimentaire, autour des protéines du blé ou du lait, mais aussi la santé,
autour de la coagulation sanguine, des prothèses osseuses ou de la lutte contre
la myopathie.
J'en profite également pour vous informer que l'Espace des sciences a
renouvelé son conseil d'administration. L'occasion d'échanger nos expériences
sur la culture scientifique - expositions, publics, animations, diffusion en
Bretagne, perspectives avec les "Champs libres". Paul Tréhen a été reconduit
à la présidence du bureau : l'Espace des sciences poursuivra ainsi son
développement pour mener à bien ses missions, dans l'enthousiasme ! n
"' Groupe matière condensée et matériaux. ' Spectrométrie et optique laser.
, \ -41
— avec une''nte. idée — un micvoscope, ei- re►
eh t le. Se re-Produive... deviens un SaLevojeuv
SCIENCES OUEST est rédigé et édité par l'Espace des sciences, Centre de culture scientifique technique et industrielle
(Association) n Espace des sciences, 6, place des Colombes, 35000 Rennes - nathalie.blanc@espace-sciences.org -
http://www.espace-sciences.org - Tél. 02 99 35 28 22 - Fax 02 99 35 28 21 n Président de l'Espace des sciences : Paul Tréhen.
Directeur de la publication : Michel Cabaret. Rédactrice en chef : Nathalie Blanc. Rédacteur en chef adjoint : Nicolas Guillas. Rédaction :
Romain Allais, Jean François Collinot, Vincent Decries. Comité de lecture : Christian Willaime (physique-chimie-matériaux), Gilbert Blanchard
(biotechnologies-environnement), Michel Branchard (génétique-biologie). Abonnements : Séverine Vasnier. Promotion : Magali Colin.
Publicité : AD Media - Alain Diard, tél. 02 99 67 76 67, e-mail info@admedia.fr n Sciences Ouest est publié grâce au soutien de la
Région Bretagne, des départements du Finistère et d'Ille-et-Vilaine et des Fonds européens n Edition : l'Espace des sciences RE aliknion
Pierrick Bertôt création graphique, 35510 Cesson-Sévigné. Impression : TPI, 35830 Betton.
FINISTFRE n
Du côté des
Remise des prix
Isogone
Isogone, l'association
des élèves
ingénieurs de l'Insfa (Institut
national supérieur de formation
agroalimentaire), a décerné les
17' prix de l'innovation agroalimentaire
bretonne, le 27 mars,
au Conseil régional de Bretagne.
Dix-sept entreprises de la région
ont concouru dans quatre catégories
différentes : produit,
emballage, art culinaire industrialisé
et sélection du jury. Les
produits proposés par les candidats
ont été dégustés, en salle
d'analyses sensorielles, par un
jury de consommateurs et d'experts.
Les quatre lauréats, Loc
Maria, Wenceslas Chancerelle,
Guyader et Britt brasserie de
Bretagne, vont bénéficier d'un
dossier sur l'analyse sensorielle
de leur produit, ainsi que de
référencements en grandes
surfaces, de marchés tests, des
supports de communication et
d'audits marketing et technologiques.
-►Reus.: Isogone,
tél. 02 99 59 48 22,
isogone@agrorennes.educagri.fr
Astellia fusionne
les compétences
La société Astellia est née à
Rennes le t er janvier 2003 de la
fusion d'Edixia
telecom technologies
et Qositel. Ce rapprochement
a pour objectif de
fournir des solutions et des outils
plus adaptés à leur clientèle
dans le secteur de la téléphonie
mobile. Astellia compte 40 collaborateurs
et propose ses services
dans le monde entier,
l'export représentant 50% de
son chiffre d'affaires. Les anciens
dirigeants de Qositel, Frédéric
Vergine et Julien Lecoeuvre, en
deviennent les directeurs généraux
délégués, le poste de président
étant occupé par Christian
Queffélec d'Edixia.
-,Rens. : Christian Queffélec,
tél. 02 99 04 80 60,
c.queffelec@edixia.fr
hsteU~
Rennes Atalante
Soyez là où le futur se prépare, où les produits et les services à votre
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La matière grise est là : les universités et les écoles d'ingénieurs :
Ensa Rennes (agronomie), Insfa (agroalimentaire), ENSP (santé
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Cemagref, CNRS, Inserm.
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Les échos de l'Ouest
4
entrepr~ses
Mn== To ute solution
d'un problème est un problème
nouveau.
Valoriser les
recherches à I'UBO
Le service de valorisation de
la recherche de l'UBO"' aide
les chercheurs à exploiter économiquement
leurs résultats. Avec l'arrivée de
Vincent Lamande il y a deux mois à la
direction du service de valorisation,
l'UBO entend "passer à la vitesse supérieure".
Pour preuve, la première
journée de valorisation de la recherche
s'est déroulée le 16 avril dernier. Plus
d'une centaine de participants, étudiants
et chercheurs ont abordé des
sujets avec lesquels ils ne sont pas forcément
familiers. Conventions, protection
intellectuelle, brevets, création
d'entreprise... Parmi les innovations
concrètes exposées : les cahiers de
laboratoire. Un outil mis en oeuvre par
le Ruoa'ZI et le CNRS. Il devrait permettre
aux chercheurs de capitaliser et
de protéger leurs recherches.
-►Rens.: Vincent Lamande,
tél. 02 98 01 79 11,
valorisation.recherche@univ-brest.fr
La revue Biology of the
cell s'installe à Rennes
Créée en 1962 parla société française
des microscopies et la société de biologie
cellulaire de France, Biology
of the cell a quitté son
local parisien pour s'installer
dans les murs de la
faculté de médecine de
l'université de Rennes I,
en janvier 2003. Ce changement est lié
à son nouveau rédacteur en chef,
Howard Beverley Osborne, chercheur
en biologie du développement au
CNRS à l'Université de Rennes I. S'il
est déjà rare qu'une publication scientifique
internationale sur les sciences
de la vie possède son bureau éditorial
en France, son installation en Bretagne
est une première. Cette initiative s'accompagne
d'un objectif d'excellence
la revue compte se placer dans les
meilleurs journaux consacrés à la biologie
cellulaire et moléculaire.
-)Rens.: Biology of the cell,
biolcell@univ-rennes1.fr
Une école de
la biodiversité
Nicolas Hulot a inauguré récemment
un cycle de rencontres intitulé "Valeurs
et convictions" créé par l'Union des
entreprises
du Morbihan
(Udem). Cet
événement
s'est déroulé
à l'Hôtel de ville de Vannes, en présence
du député-maire François
Goulard. Afin de préserver les équilibres
écologiques de la planète dont
il se fait l'ardent défenseur, le célèbre
journaliste globe-trotter a évoqué la
création de l'école de la biodiversité,
dont il est le parrain. Elle devrait ouvrir
ses portes en début 2004 au sein du
parc animalier de Branféré, près de
Muzillac (56). Dans une région riche en
sites naturels exceptionnels, l'école a
pour but de sensibiliser les jeunes
générations à la protection du monde
vivant.
~Rens. : Fondation Nicolas Hulot
pour la nature et l'Homme,
tél. 01 44 90 80 39, www.fnh.org,
www.ecole-nicolas-hulot.org
Édition : neuf universités
s'unissent
Une maison d'édition commune aux
neuf universités de Bretagne, des Pays
de la Loire et de Poitou-Charentes, est
née le 31 mars à Rennes. Cette création
interrégionale, une première en
France, s'appuie sur l'expérience des
Éditions Presse universitaire de
Rennes (PUR), qui publient une centaine
d'ouvrages chaque mois. Elle
donnera une plus grande lisibilité internationale
à la recherche dans l'Ouest,
en restant accessible au public, via le
réseau des librairies. Les thématiques
de recherche incluront les lettres et
les sciences humaines, l'histoire, les
manuels de langues, mais aussi la gestion
et l'économie. Deux collections
viennent d'être créées pour l'archéologie
et le droit. L'université de rattachement
est Rennes 2, le nom devrait
rester PUR, avec un logo dynamisé.
-,Rens. : Réseau des universités
du grand Ouest, www.ruoa.org
Un robot égyptologue
Le 16 avril dernier, le club conférence
de l'Ensai (École nationale de la statistique
et de l'analyse de l'information)
a proposé une conférence sur le
thème "La grande pyramide de Gizeh :
que reste-t-il à découvrir ?" Sébastien
Morel, autodidacte passionné de robotique
et d'égyptologie, a présenté son
projet d'exploration des conduits qui
partent de la chambre de la Reine.
Contrairement à ceux de la chambre du
Roi, ils ne débouchent pas à l'extérieur,
ce qui pose quelques interrogations.
Il a ainsi créé l'association Osiris
(Organisation spécialisée dans l'investigation
robotique et l'intervention
sur site) et mis au point le robot Thot
(Transport hybride pour opérations
techniques). Son projet succède à deux
tentatives vaines, en 1993, puis en
U
Ô
u côté de l'Europ
Le Réseau Noé
Pour encourager la participation des entreprises et des chercheurs bretons
aux programmes européens de recherche et d'innovation, plusieurs
chargés d'affaires et ingénieurs de projets européens ont mis en place un
réseau d'échanges de connaissances et de bonnes pratiques sur le
Programme cadre de recherche et de développement technologique
(PCRDT). L'action du réseau se traduit, entre autres, parla conception d'un
espace régional "Bretagne", mis en ligne sur le site Cordis, la publication
d'un bulletin d'information électronique, Innopartner, et l'organisation de
manifestations sur la politique européenne en matière de recherche et
d'innovation. Différents types de rendez-vous sont ainsi régulièrement
proposés aux entreprises et laboratoires : réunions de sensibilisation au
6e PCRDT, sessions plus ciblées par thématique, formations.
Retrouvez les coordonnées des membres du réseau sur :
www.cordis.lu/bretagne/fr/noe.htm
-►Rens : Euro Info Centre,
tél. 02 99 25 41 57, eic@bretagne.cci.fr
Congrès international
des sciences de la Terre
Du 14 au 17 avril, Saint-Malo a accueilli
au palais du
Grand Large
un congrès
international
des sciences
de la Terre intitulé "Deformation
mechanisms, rheology and tectonics".
Cet événement majeur en géologie, qui
a lieu tous les deux ans dans un pays
européen différent, est organisé par
Géosciences Rennes. Cent soixantedix
participants ont fait le point des
connaissances actuelles sur la déformation
des roches liée à la tectonique des
plaques. Les applications de ce secteur
de recherche sont prometteuses puisqu'elles
interviennent notamment dans
Pierre Bouguer, un savant breton
au XVIII' siècle
Quatre ans après la journée d'étude sur l'ceuvre de Pierre
Bouguer (1698-1758), organisée par l'Institut culturel de
Bretagne, avec la société des amis du Croisic, un livre reprend
les conférences qui ont jalonné l'événement. Il retrace la vie
de ce savant du XVIII' siècle, originaire du Croisic (44). Pierre
Bouguer a participé à l'expédition en Amérique du Sud qui a
apporté la preuve, en 1736, de l'aplatissement de la Terre aux pôles,
confirmant ainsi les conclusions tirées de la célèbre théorie de Newton. Cette
éclatante victoire sur les idées cartésiennes ne fut pas son seul fait d'arme,
puisqu'il jeta les bases d'une nouvelle science, la photométrie, et rédigea un
Traité du navire devenu une référence scientifique en navigation.
-+Institut culturel de Bretagne, 2002.
De la haie aux bocages : organisation,
dynamique et gestion
Les bocages sont des environnements particuliers façonnés par les activités
humaines. Ils abritent une faune et une flore diversifiées et agissent sur la
circulation et la qualité des eaux. Cette synthèse, résultat de recherches
menées par des écologues, géographes, agronomes et sociologues, offre des
méthodes pour appréhender ces milieux. Un ouvrage qui s'adresse en priorité
aux gestionnaires de l'espace rural, chercheurs, enseignants, conseillers
agricoles, mais qui comblera ceux qui souhaitent en savoir plus sur les bocages.
-►Jacques Baudry, Agnès Jouin, Inra éditions, 2003.
2002, pour percer les secrets de ces
canalisations. Sébastien Morel a fait
face à un certain nombre de contraintes
(étroitesse des conduits, coudes, présence
de dalle à percer) pour réaliser
un robot viable. Il ne lui reste plus qu'à
trouver les financements qui s'élèvent
à 50000 E.
-►Rens.: Fabrice Bloch,
tél. 06 16 79 47 78,
fabrice.bloch@ensai.fr
Le CCSTI de Lorient fait
peau neuve
Le Centre de culture scienccsrI
tifique de Lorient a orga-
LORIENT nisé, le 12 avril dernier,
une journée "portes ouvertes" pour
faire connaître ses locaux réaménagés
dans le bâtiment de l'équipement
Thalassa. L'occasion de réaffirmer
ses missions. Le CCSTI possède en
effet un centre de ressources de plus
de 2000 ouvrages, une quinzaine de
périodiques, une douzaine d'expositions
itinérantes et plus de 200 vidéos,
CD-Rom et sites référencés qui
permettent de sensibiliser un large
public sur les activités maritimes. Le
CCSTI s'illustre également dans l'aide
et l'orientation de toute personne souhaitant
faire aboutir un projet culturel
dans le domaine maritime.
-,Rens.: CCSTI de Lorient,
tél. 02 97 84 87 37,
contact@ccstilorient.org,
www.ccstilorient.org
À lire
l'exploration minière ou pétrolière
ainsi que dans le stockage profond des
déchets. Le congrès s'est achevé par
une excursion géologique, du 17 au
19 avril, sur des sites remarquables de
la Bretagne et de la Vendée.
-+Reus.: Alain-Hervé Le Gall,
tél. 02 23 23 60 75,
ahlegall•univ-rennesl.fr,
www.geosciences.univrennesl.
fr/DRT 2003
Les rencontres
Synerg'ETIC
Pour leur première
édition, les rencontres Synerg'ETIC
(Électronique et technologie de l'information
et de la communication) ont
connu un vif succès, le 10 avril dernier,
avec 150 participants. Organisée par
la Meito à l'école Louis de Broglie,
située sur le campus de Ker Lann, cette
journée a permis d'encourager l'innovation
dans les régions Bretagne et
Pays de la Loire, en provoquant
des échanges entre l'industrie et la
recherche. Six PME-PMI ont présenté
les bénéfices de leur collaboration
Trois docteurs
honoris causa
La cérémonie de remise du diplôme et
de l'insigne de docteur honoris causa
s'est déroulée le vendredi 4 avril dernier
à la présidence de l'Université de
n rnet ,..,.,
4. 1-: Y..
--- "` ® ,,,_
http /finnovation.
gazdefrance.com
La direction de la recherche de Gaz de
France a lancé un site où elle propose
des expertises sur mesure en R&D
pour sa clientèle. Les différentes technologies
concernant le gaz naturel sont
présentées. L'internaute peut aussi
consulter des offres d'emploi dans différents
corps de métier, en fonction de
son niveau d'études. La volonté de
communiquer vers le grand public est
également omniprésente. Un site
simple et dynamique.
-,Rens. : Marine Moussa,
tél. 01 49 22 56 48.
Rennes 1, en présence de son président
Patrick Navatte et Marc Debène,
recteur de l'Académie de Rennes et
chancelier des Universités de Bretagne.
Ces plus hautes distinctions universitaires
françaises sont décernées à des
personnalités étrangères. Elles ont
été attribuées à Wolfgang-Martin
Boerner, directeur du laboratoire
"Communications, sensing et navigation"
du département "Electrical and
computer engineering" de l'université
de l'Illinois, Leslie Lamport, chercheur
en informatique au laboratoire de
recherche de Microsoft à Mountain View
et Tlo Schabert, professeur de science
politique à l'université Frédéric-
Alexandre d'Erlangen-Nuremberg.
-►Rens.: Clarence Cormier,
tél. 02 23 23 36 12.
Médailles de bronze
pour deux chercheurs
bretons
La médaille de bronze du CNRS a été
décernée le 2 avril à Laurence Hubert-
Moy et le 16 avril à Jean-Marc Hovasse.
Maître de conférences à l'Université de
Rennes 2, membre du
laboratoire Costel'' et
du Caret", Laurence
Hubert-Moy travaille
sur l'évolution des sols et des paysages.
Des recherches qui intéressent
la Bretagne, dont la qualité des eaux
reste médiocre. Jean-Marc Hovasse,
chargé de recherche à la faculté des
lettres de Brest, est récompensé pour
son travail sur Victor Hugo. Les deux
chercheurs appartiennent au département
Sciences humaines et sociales du
CNRS.
-Rens.: Laurence Hubert-Moy,
tél. 02 99 14 18 48,
Laurence.Hubert@uhb.fr,
Jean-Marc Novasse,
tél. 01 45 66 63 38,
jmhovasse@infonie.fr
TIC'
avec des laboratoires de recherche,
afin d'inciter leurs pairs à suivre la
même voie. Une initiative appelée à
se renouveler.
-►Reus.: Maryvonne Lahaie,
tél. 02 23 42 44 10,
communication.lahaie @wanadoo.fr
Du côté des laboratoires
S
UBO Université de Bretagne occidentale. "' Ruoa : Réseau des universités Ouest Atlantique. Costel Climat et occupation du
sol par télédétection. "' Caren : Centre armoricain de recherche en environnement.
La fin de l'East side story
En 1974, une équipe dirigée par
Tom Gray, Donald Johanson, Yves
Coppens et Maurice Ta'ieb met
au jour 52 restes d'un squelette
dans la vallée de l'Omo, en
Éthiopie. Avec 3 millions d'années,
l'Australopithecus afarensis, plus
connu sous le nom de Lucy,
devient le plus vieil ancêtre de
l'humanité. À partir de cette
découverte, Yves Coppens élabore
une théorie qu'il nomme East side
story. Celle-ci explique que l'apparition
de l'Homme est liée à la division
de l'Afrique par un rift. À
l'Ouest, la forêt équatoriale s'est
développée, favorisant l'essor des
singes arboricoles. À l'Est en
revanche, une savane s'est mise en
place. Ce milieu hostile a conduit
les hominidés à se redresser pour
se prémunir des menaces des prédateurs.
La bipédie est devenue la
norme. La main s'est libérée.
L'humanité s'est mise en marche.
Mais les découvertes d'Abel puis
de Tournai à plus de 2 500 km à
l'ouest du rift ont rendu cette
théorie caduque.
Actuel
1-
2-
3-
4-
5-
8-
7-
8—
Ma
—
Pan
Australopithecus
Ardipithecus
Orrorin
~-
r
Paranthropus
_--__•-.,,'
1 ,
Kenyanthropus
? '~'
Tournai
Homo
Les relations de parenté de Toumai; proposées par Michel Brunet.
GROS
ctualité
SCIENCES OUEST 199/MAI 2003
Michel Brunet a présenté l'hominidé découvert en 2001
TournaI à la rencontre
~~.
de ses descendants
e plus vieil hominidé connu, Toumaï, a été découvert
au Tchad par Michel Brunet et son équipe. Il fait voler en
éclats la théorie de l'East side story. Le paléoanthropologue a
présenté à Rennes, le 8 avril dernier, ce singulier personnage
qui bouleverse la communauté scientifique.
+ Sa voix grave s'élève brusquement
comme pour insister sur l'importance
de sa découverte. Son
aisance sur la scène du Triangle, à
Rennes, prouve que Michel Brunet
est familier de l'exercice. Devant une
salle de 500 personnes, le paléoanthropologue
et chef de la mission
paléoanthropologique franco-tchadienne
(MPFT) présente Sahelanthropus
tchadensis, alias Tournai, un
individu venu du fond des âges qui
bouleverse notre conception des origines
de l'humanité.
Michel Brunet (à droite), aux côtés
de Paul Tréhen, le président de
l'Espace des sciences, a fait partager
sa découverte au public.
Toumaï, qui signifie "espoir de
vie" en langue Goran, a été exhumé
par le MPFT, en juillet 2001, à 800 km
au nord de N'Djamena sur le site
de Toros-Menalla, au Tchad. Le
crâne a été mis au jour par Ahounta
Djimdoumalbaye, licencié ès
sciences naturelles de l'université de
N'Djamena et meilleur chasseur de
fossiles de l'équipe. Deux fragments
de maxillaire inférieur et trois dents
isolées l'accompagnent. Cet événement
salue le travail de la MPFT, qui
regroupe une quarantaine de chercheurs
internationaux issus de multiples
disciplines.
Dès 1995, la mission connaît un
premier succès inattendu qui
ébranle l'East side story (voir
encadré ci-contre), la théorie élaborée
par Yves Coppens, qui fait
alors autorité dans le monde de l'anthropologie.
Il s'agit de la découverte,
sur le site de Koro-Toro, d'une
mâchoire vieille de 3,5 millions d'an-
6 nées. Elle prend le nom d'Abel, en
hommage au paléontologue décédé
et ami de Michel Brunet, Abel
Brillanceau. Une nouvelle espèce est
alors créée : Australopithecus bahrelghazali
s'ajoute aux nombreux autres
australopithèques d'Afrique de l'Est
et du Sud.
Sept millions d'années
La découverte de Toumaï enterre
définitivement la théorie d'Yves
Coppens. Non seulement la Rift
valley (voir encadré) n'est pas
l'unique lieu où vécurent des hominidés,
mais on a la preuve que leur
plus ancien représentant a vécu à
plus de 2 500 km à l'ouest de ce
fameux rift. Sept millions d'années
nous séparent en effet de Toumaï.
Ce parent lointain, dont la capacité
crânienne avoisine celle des chimpanzés
actuels (environ 350 cm3), est
très proche de l'ancêtre commun
aux grands singes actuels et aux
Hommes. ll n'en est pas moins clairement
engagé dans la lignée
humaine. Selon Michel Brunet, "le
bourrelet sus-orbitaire très fort, la face
relativement droite et peu prognathe,
l'arcade dentaire parabolique, les
petites canines usées par la pointe sont
autant d'indices qui permettent de le
classer parmi les
hominidés. Attention cependant, si
Toumaï possède des caractères nécessaires
à la bipédie, ils ne sont en aucun
cas suffisants pour affirmer qu'il se
tenait debout. Seuls des restes du
squelette appendiculaire permettraient
de le savoir. Or, il n'en existe pas
actuellement."
L'hominidé a été mis au jour, avec
de nombreux restes de vertébrés,
dans un grès périlacustre. Toumaï
évoluait donc dans un environnement
arboré, situé entre lac et désert,
et fréquenté par une faune diversifiée
(crocodiles, serpents, tortues,
hippopotames, singes, équidés,
bovidés). "Avec Tournai; nous nous
sommes rapprochés de l'époque où les
destinées des Hommes et des singes se
sont séparées. Le jeune homme que
je suis, plaisante Michel Brunet, est
La face peu prognathe et /e bourrelet
sus-orbitaire du crâne, très épais, sont
des caractères qui rattachent Toumaï
à la lignée humaine.
convaincu que nous exhumerons
un jour cet ancêtre commun tant
convoité. Permettez-moi d'espérer que
cet honneur reviendra à l'équipe de la
MPFT." La course à l'ancêtre ne fait
que commencer. n R.A.
Contact-► miché' Bnin"ét; faculté des
sciences de Poitiers, tél. 05 49 45 37 53,
michel.brunet@campus. un iv-poitiers.fr
WP /AVEC l'ACCOAD 011 CABINET RAIDE
43
27
Exemple d'informations disponibles
sur la base de données des
brevets de l'Inpi : l'extrait du
certificat d'utilité d'une invention,
la bicyclette pliante.
350 brevets par an
en Bretagne
Trois cent cinquante brevets nationaux
sont déposés, chaque année,
en Bretagne. Selon les années,
notre région se place en 4' ou
5' position, avec les Pays de la Loire,
pour le nombre de brevets. Ce bon
résultat ne doit pas faire oublier
que seulement 13 500 brevets sont
déposés en France par des sociétés
nationales, beaucoup moins qu'en
Allemagne (42000 par an) ou aux
États-Unis (80000). Une entreprise
dépose, en moyenne, un brevet
européen pour trois nationaux. n
Trois sites à connaître
www.pi-r2.org 4 Le site des Arist décrypte tous les aspects de la
propriété industrielle.
www.inpi.fr 4 La base de données de brevets de l'Institut national de la
propriété industrielle.
www.european-patent-office.org 4 L'Office européen des brevets
présente les outils nécessaires pour les déposants.
ROS
' ctualité
SCIENCES OUEST 199/MAI 2003
Moins cher et plus incitatif
Un brevet simplifié pour viser l'Europe
'extension d'un brevet
national aux autres
pays d'Europe sera bientôt
simplifiée. Le brevet communautaire,
né sur le papier,
devrait voir le jour en 2006.
Un changement à anticiper
pour tous les innovateurs.
4 Tout était prévu depuis !975,
mais tout était bloqué. Et le 6 mars
dernier, après de longues négociations,
la décision est prise au Conseil
de l'Union européenne. "Nous
sommes même étonnés
que cela aille si vite,
d'un coup !" Christian
Petton, consultant à
l'Arist"' Bretagne, est
plutôt surpris. Les
sociétés qui élargissent un brevet
national auront bientôt deux possibilités
: le brevet européen, qui existe
depuis 1978, et le petit dernier, le
communautaire.
L'actuel brevet, délivré par l'Office
européen des brevets (OEB), est
obtenu par une procédure centralisée
à Munich. "Le déposant choisit
ses pays, en plus de la France : par
exemple, l'Espagne et l'Angleterre,
explique Christian Petton. Ce qui
donne naissance, après la délivrance, à
un faisceau de brevets nationaux, qui
ont une vie juridique indépendante : si
le brevet est annulé en Espagne, suite
à la découverte d'antériorités, il reste
théoriquement valable dans les autres
pays." Cela peut constituer un avantage.
Et ce brevet déborde l'espace
communautaire, en incluant jusqu'à
12 pays voisins d'Europe centrale.
Mais il a deux grands inconvénients :
le coût et les aléas des décisions
judiciaires.
30 000 euros pour dix ans
Tout d'abord, cet ensemble de
brevets crée une cascade de formalités
administratives, dans chacun
des pays où la protection est souhaitée.
Car il faut remettre la traduction
du brevet européen dans la
langue officielle de l'État, puis payer
les annuités pour chaque pays ! Au
final, ce brevet coûte cher. "Pour dix
ans, le prix moyen d'un brevet s'élève
à 30000 euros. Si l'on choisit huit
pays, le coût est cinq fois plus cher
qu'aux États-Unis !"
L'idée du brevet communautaire,
qui suivra les frontières de l'Union,
est de réduire ces coûts. C'est en
effet sur ce problème de l'abandon
des langues que le débat bloquait !
Les traductions deviennent allégées
car l'explication de l'invention, sur
une vingtaine de pages, ne sera plus
traduite. Seules les revendications,
c'est-à-dire le coeur juridique du
brevet, réduites sur trois pages, le
seront. "Le coût du brevet communautaire,
pour les 25 pays de l'Union,
devrait être équivalent à l'obtention
d'un brevet européen pour huit pays",
précise Jean-François Lebesnerais,
chargé de mission à l'Inpi''.
L'autre décision du Conseil européen,
qui signe la naissance d'un
brevet unique, est la création d'un
Tribunal du brevet communautaire
(TBC) à Luxembourg. "L'intérêt de ce
nouveau brevet réside aussi dans la
centralisation du contentieux, poursuit
Jean-François Lebesnerais, pour
éviter qu'un tribunal national ne rende
une décision opposée à celle du tribunal
d'un autre pays, pour le même brevet
européen, ce qui est déjà arrivé."
Deux brevets au choix
Le nouveau système, plus clair et
plus simple, devrait donc inciter à
déposer davantage de brevets -
c'est l'objectif ! Mais l'ancien brevet
européen n'a pas dit son dernier
mot. Il existera toujours, puisqu'il n'a
pas perdu ses avantages, notamment
le nombre de pays concernés :
vingt-sept, dont la Suisse et la
Turquie, en dehors de l'Union à
vingt-cinq. Dans son formulaire de
demande d'extension, le demandeur
cochera, tout simplement, le
type de brevet qu'il choisit.
Après l'approche politique commune,
il faut maintenant passer au
stade opérationnel, en retranscrivant
les idées dans le langage juridique,
sous forme d'un règlement
communautaire. L'Union européenne
doit également adhérer
à l'OEB, puisque c'est lui qui gérera
ce nouveau brevet. Une conférence
diplomatique de révision du brevet
européen doit avoir lieu, d'où un
premier délai d'une année. Les parlements
nationaux devront ensuite
ratifier le texte de cette convention,
ce qui peut prendre trois ans. En
2006-2007, le brevet communautaire
devrait voir ses premiers dépôts
effectués. Mais d'ores et déjà, les
innovateurs doivent l'intégrer dans
leur stratégie industrielle. n N.G.
Un outil de partenariat
Le brevet n'est pas un gardien
du temple, ni la poule aux oeufs
d'or ! Il permet surtout de marquer
un territoire technologique, en
formalisant un savoir-faire. C'est
un atout sérieux pour se faire
connaître, pour discuter et négocier
avec un industriel. En abordant le
brevet européen, ou communautaire,
comme un outil de partenariat,
il faut penser à ne déposer un
brevet que dans les pays où l'on
peut l'exploiter, par des partenariats
ou des filiales. En somme, une fois le
brevet déposé, tout reste à faire. •
"' EArist est un service de la Chambre régionale de commerce
et d'indutrie de Bretagne, spécialisé dans le traitement de
l'information et la veille technologique pour les PME.
L'Institut national de la propriété industrielle. Numéro
indigo : 0 825 838 587.
Contact-) Christian Petton,
Arist Bretagne, tel 02 99 25 41 25,
christian.petton@bretagne.cci.fr
7
hronique culinaire
d'Hervé This
SCIENCES OUEST 199/MAI 2003
~
i
Quand faut-il saler la viande ?
Une question qui ne manque pas de sel...
aut-il saler la viande en début ou en fin de cuisson ? Telle
est la question soulevée ce mois-ci par Hervé This. Le
physico-chimiste de l'Inra apporte une fois de plus, par
l'expérimentation, des solutions scientifiques à un dilemme
ancestral...
8
Le monde de la cuisine est
divisé : faut-il saler les steaks en
début ou en fin de cuisson ? Les
adeptes du salage précoce prétendent
que cette méthode permet au
sel de pénétrer dans la viande.
Toutefois, agir de la sorte risque de
faire dégorger le steak, affirment
d'autres cuisiniers, qui préconisent
donc un salage plus tardif. Qui a tort,
qui a raison ?
Tout d'abord, essayons de
répondre au problème de la
pénétration du sel dans le steak.
Projetons-nous donc dans la structure
intime de la viande. Celle-ci est
constituée de cellules vivantes, les
fibres musculaires, qui ressemblent
à des sacs emplis d'eau et de protéines
(un peu comme du blanc
d'oeuf, donc). Ces sacs sont gainés
par un tissu fait d'une protéine
particulière, nommée collagène.
Chauffée dans l'eau, elle finit par
s'y dissoudre en formant la gélatine.
A priori, pour que le sel entre, il faut
donc qu'il y soit poussé. Or, il est
difficile d'imaginer un effet physique
qui permette une telle prouesse
lors de la cuisson. De plus, le sel a
la réputation de faire sortir le jus de
la viande. Ce dernier risque donc
d'emporter le sel avec lui, plutôt que
de favoriser sa pénétration.
Passons à l'expérimentation
plutôt que de continuer nos
réflexions trop abstraites. Prenons
un steak, que nous divisons en deux
parts égales. Cuisons la première
moitié avec du sel dès le début et la
seconde moitié avec du sel ajouté
uniquement en fin de cuisson. Éliminons
ensuite la partie superficielle
de la viande et goûtons la
chair à l'intérieur des steaks.
Constat : aucune différence notable !
Des mesures plus précises, réalisées
au microscope électronique à
balayage, ont en effet montré que le
sel n'entre pas à plus de trois millimètres
dans les steaks grillés. Trois
millimètres ? C'est environ la rugosité
de la surface. Autrement dit, le
sel qui se dissout dans le jus de
la viande en cours de cuisson peut
s'immiscer dans les anfractuosités
superficielles du steak, mais n'y
entre pas.
Dans ce cas, est-il préférable de
mettre le sel à la fin pour éviter un
dégorgement de la viande ? Avant
tout, qu'est-ce qu'un dégorgement ?
Il s'agit d'un phénomène visible en
cuisine quand on fait, par exemple,
des cornichons au vinaigre : avant
de faire la mise au vinaigre, on les
couvre de sel pendant une nuit,
dans une passoire. Le lendemain, on
observe de l'eau "tirée" par le sel,
dans le récipient situé sous la passoire.
Première conclusion : le dégorgement
n'est pas un mythe, et le sel
fait bien dégorger les végétaux (on
dégorge aussi les aubergines, les
champignons trop imbibés d'eau,
les concombres...). Quel est l'effet du
sel sur la viande ? Retour à l'expérience
: prenons de la bavette, un
blanc de poulet, une entrecôte, pour
savoir si toutes les viandes réagissent
de la même façon. Pesons-les.
Peut-on encore
bien manger ?
D'autre part, exagérons l'effet afin
qu'il soit bien visible : couvrons les
morceaux de viande de sel fin. Puis,
armons-nous de patience et soyons
attentifs. Toutes les trois minutes,
sortons les trois morceaux de leur
couverture salée et pesons-les à
nouveau afin de savoir quelle quantité
de jus ils perdent.
Les résultats d'une telle expérience
sont clairs. L'entrecôte, dont
les fibres musculaires ont été coupées
en travers, perd rapidement
beaucoup de jus, tout comme le
blanc de poulet. En revanche, la
bavette, avec ses fibres parallèles à
la surface de découpe du morceau,
en perd très peu. Les viandes réagissent
donc de différentes façons.
Conclusion : avant de cuire, pensons
à ce que nous cuisons ! n
Hervé This
À table ! Peut-on encore
,,n man(' ,.
Pascal Delannoy, Bertrand Hervieu
Éditions de l'Aube - coédition avec France Inter
Un livre publié grâce à la collaboration de chercheurs
de l'Inra, à l'occasion de l'exposition
"À table, l'alimentation en question", présentée
au Palais de la Découverte, à Paris, par l'Inra,
jusqu'au 4 janvier 2004.
Rens. /, www.aube-editions.com/,
www.palais-decouverte.fr, www.inra.fr
priori, ils ne chassent pas sur le même terrain. Et
pourtant, quand des biologistes et des physiciens
abordent ensemble un même sujet, leur rencontre est
une source d'innovations. Pour découvrir la biophysique et ses
applications nouvelles, ce dossier vous fait rencontrer des
chercheurs, à l'interface entre les deux disciplines. "C'est un
grand défi relevé par la physique : permettre aux biologistes de
mieux visualiser les processus qui gèrent le vivant". Anne Renault,
1 directrice du laboratoire GMCM"', est de
ceux-là. L'une de ses équipes exploite la
physique de systèmes complexes et utilise
la microscopie à fluorescence ou à force
atomique, parfois en collaboration avec des
chimistes. "Les chercheurs de l'Inra savent,
par exemple, qu'une protéine contenue dans le
blé homogénéise la mie de pain, explique-
Le physiciens du GMCM t-elle. Mais pourquoi? En mettant en évidence
l'une des équipes
à l'interface entre la les propriétés d'interaction entre les protéines et
physique et la biologie, les lipides, nous pouvons apporter des éléments
en Bretagne. de réponse (voir article p. 12). Ce sont ces allerretour,
entre la biologie et la physique, qui ouvrent des voies."
Ce type d'approche scientifique prend de l'importance à l'Ouest,
avec la mise en route d'un pôle de biophysique, de Rennes
à Nantes, via Brest (p. 17). Des collaborations nouvelles
apparaissent, pour filmer des cellules vivantes avec une précision
inédite (p. 10), découvrir une nouvelle fonction d'une protéine du
muscle (p. 14) ou encore doser le glucose dans le sang, sans lésion
(p. 14). Coup d'oeil sur ces équipes à la recherche de nouveaux
territoires, au-delà des frontières des deux disciplines. N.G.
Anne Renault, GMCM, tél. 02 23 23 52 92, anne.renault@univ-rennesl.fr
GMCM Groupe matière condensée et matériaux, UMR 6626 CNRS/Université dr Rennes I Site Web :gmcm un,e-rennesI .(r
a•
-Une image obtenue, en excitation à deu. photons,
par Denis Rouède, Yann Le Grand, Aymeric Leray (GMCM)
avec le laser à impulsion courte (200 fs) modèle t-Pulse
de la société Amplitudes Systèmes. Les cellules sont marquées
avec un colorant synthétisé et optimisé pour l'excitation à deux
photons dans le proche infrarouge par Mireille Blanthard-Desre,
Laurent Porrès, Olivier Mongin, Thomas Mallegol (Seso).
Le neurone vivant
d'un embryon
de xénope.
laser continu
visible
X 0.51 Sur,,
laser
femtosecond -
infrarouge
(A=1,032μm)
L'essor de la biophysique ~c I NOES OUEST 199/MAI 2003
n n
~ •
IVlultiphotonique : un nouveau regard sur la vie
•
our filmer des cellules vivantes sans les altérer, mais avec
une très grande précision, des physiciens et des chimistes
s'associent aux biologistes. À l'Université de Rennes 1, la
microscopie multiphotonique démarre.
Pas toujours facile d'observer
la matière vivante à l'échelle microscopique.
Et pourtant, c'est à cette
échelle, celle de la machinerie cellulaire,
que le vivant révèle une partie
de ses mystères. La microscopie
optique a beaucoup apporté à
cette science, mais elle se heurte
aujourd'hui à la nature même des
milieux biologiques, diffusants, peu
contrastés et surtout très fragiles !
C'est à ce stade qu'intervient une
drôle de lumière, invisible à ('oeil nu,
moins énergétique et ainsi beaucoup
moins nocive pour les cellules
vivantes. Cette lumière, dite infrarouge,
est produite par un laser qui
l'émet par bouffées ultracourtes
(laser femtoseconde). Ces tranches
de lumière d'une centaine de
microns d'épaisseur concentrent tant
de photons que certaines molécules
fluorescentes peuvent en absorber
deux, voire trois à la fois, au lieu d'un
seul classiquement : la microscopie
multiphotonique est née !
"Avec le type de lumière infrarouge
que nous utilisons, résument Yann
Le Grand et Denis Rouède, les
deux opticiens du GMCM"', maître
d'oeuvre du projet, les cellules ne
meurent plus, il y a moins de diffusion
et, de plus, l'excitation est localisée
au point focal de l'objectif du
microscope, là même où les photons
se rencontrent. Du coup, la profondeur
de pénétration augmente considérablement,
et des tranches très
fines de tissus biologiques peuvent
être imagées in vivo !
La microscopie de fluorescence
multiphotonique, dans l'infrarouge,
comparée à la microscopie
monophotonique, dans le visible.
Depuis la rentrée 2002, le projet
associe les équipes biophysique
du GMCM, photonique
moléculaire121 de Mireille
Blanchard-Desce et différents
partenaires biologistes
du CNRS et de
l'Inra. François Tiaho,
l'un des biologistes""
associé au projet, le
confirme : "C'est la
seule méthode pour
travailler sur l'animal
vivant à l'échelle
microscopique, sans
compter que les interactions
cellulaires
ne peuvent pas être
reproduites in vitro." Le
nouveau dispositif va
permettre notamment
l'observation du processus
de différenciation neuronale,
par exemple dans le crâne
décalotté de Xenopus Tropicalis, le
crapaud utilisé comme modèle
animal parce biologiste.
Un reporter spécialisé
Mais au centre de ces observations,
une autre discipline scientifique
intervient : la chimie. Les
chimistes de l'équipe photonique
moléculaire conçoivent, en effet,
la cible moléculaire qui réagit à
une certaine lumière et en émet
une autre. Cette cible "éclaire" son
environnement en révélant, par
exemple, le potentiel électrique
d'une cellule. Cette molécule, qui
permet de voir le système vivant
fonctionner, est introduite dans
l'organisme, comme un colorant.
Mais c'est un colorant intelligent :
pour qu'il ne rapporte que les informations
désirées, les chimistes l'ont
"profilé". C'est un reporter spécialisé.
Quel est l'intérêt de ce reporter, qui
peut jouer par exemple le rôle d'un
voltmètre ? Il ne cause pas de dégâts,
contrairement aux électrodes ! Lors
d'une opération à coeur ouvert, on
peut imaginer l'intérêt pour le chirurgien
d'utiliser ce reporter pour
mesurer les souffrances cardiaques,
par l'intermédiaire d'une fibre
optique.
"La caractéristique de cette plateforme
est d'associer l'outil d'observation
performant des physiciens
Le cône de croissance, à l'extrémité du
neurone (agrandissement de l'image
ci-dessous). L'une des toutes premières
images, par excitation biphotonique,
réalisées par le GMCM au mois d'avril.
La culture primaire de neurones a été
réalisée par François Tiaho et Francis
Tchikaya (UMR 6026).
avec un reporter, né de la chimie,
résume Mireille Blanchard-Desce,
directrice du groupe photonique
moléculaire. Le tout, pour comprendre
les structures biologiques vivantes et
leur traitement, en partant des problématiques
des biologistes. On ne
peut pas monter un tel projet sans
associer les trois partenaires." L'outil,
qui commence à faire ses preuves,
sera opérationnel dans quelques
semaines. N.G.-Y.LG
"'GGrroouuppee matière condensée et matériaux, UMR 6626 CNRS/
Université de Rennes I. Site Web : gmcm.univ-rennes".fr.
Synthèse electrosynthèse organique, UMR 6510 CNRS/
Université de Rennes I. '' Interactions cellulaires et
moléculaires, UMR 6026. Génétique et développement,
UMR 6061 CNRS/Université de Rennes I.
Contacts 4 Yann Le Grand
et Denis Rouède, tél. 02 23 23 62 11,
yann.legrand@univ-rennes1.fr
denis.rouede@univ-rennesl.fr ;
Mireille Blanchard-Desce,
tél. 02 23 23 62 77,
mireille.blanchard-desce@univ-rennest.fr
Les protéines mises à nu
par un rayon laser
our découvrir, avec les biologistes, des fonctions du vivant,
les physiciens utilisent différentes techniques. Petit tour
d'horizon avec Sylvie Beaufils, du GMCM.
Quel rapport entre une surface
solide et des protéines en solution ?
Aucun. Sauf que des techniques
développées par les physiciens,
pour étudier des surfaces ou des
fluides, ont été adaptées à la biologie.
En collaboration avec l'Inra"',
à Rennes et à Jouy-en-Josas, la physicienne
Sylvie Beauflls, de l'équipe
biophysique du GMCM, utilise
notamment l'ellipsométrie pour
obtenir des informations sur le
comportement d'une protéine à
l'interface air/liquide.
Plongée dans une solution,
comment une protéine du lait, la
caséine, s'adsorbera-t-elle à l'interface
? Et quel type d'interactions
développeront les caséines entre
elles ? Connaître cela apporte des
informations sur la structure de cette
protéine, sur sa capacité à interagir
avec l'eau (caractère hydrophile) ou
pas (caractère hydrophobe). Et
l'on comprend mieux comment
fonctionnent des structures complexes
associant plusieurs protéines,
comme par exemple la
micelle de caséines du lait. Au
centre du dispositif, un rayon laser
est envoyé à la surface de la solution,
selon un angle d'attaque
précis. La physicienne mesure les
caractéristiques de la lumière réfléchie,
pour en déduire directement
la quantité de protéines adsorbées
à l'interface (en mg/m2), en fonction
du temps. Les secrets des protéines
en interaction vont ainsi se dévoiler,
les uns après les autres.
Pixel par pixel
Une autre méthode, la microscopie
à angle de Brewster, consiste
à envoyer un rayon laser sur la solution,
selon le même angle que pour
l'ellipsométrie. Après réflexion
sur la surface, le faisceau laser est
agrandi et envoyé sur le détecteur
d'une caméra numérique. L'angle
est choisi de telle sorte que, lorsqu'aucune
protéine n'est présente
à l'interface, aucune lumière n'est
réfléchie : l'image est noire. Lorsque
les protéines montent à l'interface
et s'y adsorbent, l'image se crée,
pixel par pixel. Elle montre clairement
la répartition des protéines :
un agrégat, ou une couche plus ou
moins homogène, apparaît à l'écran.
Un document riche en informations !
Pour disséquer la protéine sous
tous les angles, les physiciens ont
d'autres tours dans leur sac. Par
exemple, la mesure de la tension
superficielle de la solution, ou la
mesure de la réponse mécanique
L'ellipsométrie
permet de mesurer
la quantité
de protéines
adsorbées
à l'interface
air/liquide, en
fonction du temps.
de la couche de protéine sous l'effet
d'un cisaillement, appliqué à l'aide
d'un flotteur mis en mouvement par
un champ magnétique. "Étape par
étape, nous obtenons des informations
précieuses sur les interactions
entre les protéines, résume Sylvie
Beaufils. Et nos collaborateurs peuvent
alors réagir, avec leurs connaissances
de biologistes." Sous le tir
croisé des physiciens et des biologistes,
la protéine a peu de chance
de pouvoir leur cacher, longtemps,
ses petits secrets. N.G.
Laboratoire de recherches de technologie laitière, Inra Rennes,
Génomique et expression du lait, Inra louy-en-losas (78)
Contact 4 Sylvie Beaufils,
tél. 02 23 23 57 00,
sylvie.beaufils@univ-rennest.fr
La cryomicroscopie électronique pour l'analyse
des interactions du vivant
ne technique de biophysique, la cryomicroscopie
électronique, est utilisée par l'équipe Canaux et
récepteurs membranairest", à l'Université de Rennes 1, pour
étudier les interactions des macromolécules.
'Après le génome, résume Daniel
Thomas, biologiste et directeur de
recherche au CNRS, le challenge
consiste à analyser la dynamique des
interactions qui forment le vivant :
comment, par exemple, une protéine
interagit avec une autre." La cryomicroscopie
électronique permet à son
équipe, l'une des spécialistes de
cette technique en France, d'avancer
dans un domaine d'étude en émergence
: l'assemblage complexe des
macromolécules, comme les virus.
Pourquoi utiliser cette technique
de microscopie à haute résolution ?
"Le problème, quand on observe un
objet dans la colonne sous vide du
microscope électronique, c'est qu'il faut
le déshydrater. Donc on altère ses
propriétés." Avec la cryomicroscopie,
les phénomènes biologiques sont
stoppés par la congélation, à différentes
étapes, ce qui permet des
études dynamiques. Dans l'eau, les
protéines et les virus sont congelés à
-170°C en un dixième de seconde.
L'eau devient vitreuse et transparente
pour les électrons, ce qui
permet ensuite de reconstituer le
volume du virus en trois dimensions.
La reconstruction en trois dimensions
d'un virus de la mosaïque du
chou-fleur, le CAMV, fait ainsi partie
de la thèse de Célia Plisson, sous
la direction scientifique de Patrick
Bron, qui sera soutenue cet automne.
Ce travail permet de mieux comprendre
les interactions moléculaires
entre un virus et une protéine réceptrice
de la cellule hôte. Un exemple
qui illustre les recherches d'un
laboratoire ouvert à de nouvelles
perspectives, avec notamment l'installation
prochaine d'un nouveau
microscope électronique, beaucoup
plus puissant. n N.G.
Reconstruction
en 3D
d'une particule
de CAMV
(Cauliflower
Mosaic virus)
décorée
parson
facteur de
transmission,
en bleu.
UMR 6026 CNRS/Université de Rennes I. Au I" janvier
2004, l'équipe fusionnera, au sein de l'UMR 6026. avec celle
de Denis Chrétien, Structure et dynamique du cytosquelette.
Site Web: www.umr6026.univ-rennes I fr
Contact 9 Daniel Thomas,
tél. 02 23 23 61 22,
daniel.thomas@univ-rennes1.fr
11
[I y a dix ans, les scientifiques
de l'Unité de recherche sur les protéines
végétales et leurs interactions
(URPVI) de l'Inra de Nantes ont isolé
une protéine qu'ils ont baptisée
puroindoline (puro = du blé et indoline
pour son domaine chimique
indol). Difficile à étudier du fait de
ses propriétés à la fois hydrophile
et hydrophobe -cette protéine
contient en effet une partie qui la
rend soluble dans l'eau et une autre
qui lui confère des interactions
fortes avec les lipides-, sa structure
en trois dimensions, tout comme
ses propriétés biologiques, restent
encore aujourd'hui un mystère. Elle
révéla par contre des propriétés
technologiques qui ne laissèrent
pas insensibles certains industriels
du secteur agroalimentaire.
Films lipidiques
avant et après
adsorption de
la puroindoline,
observés en
microscopie à
fluorescence
(images en noir
et blanc) et en
microscopie à
force atomique
(images colorées).
L'apparition
d'agrégats de
puroindoline
(taches blanches)
traduit l'insertion
de la protéine
dans le film
de lipides.
Concentrée dans la paroi des
grains de blé, la puroindoline (Pin)
donne à celle-ci une tendreté propice
à son utilisation en biscuiterie,
pâtisserie et en boulangerie pour
la fabrication du pain de mie, par
exemple, car elle donne une mie
très stable et très homogène. Les
Anglo-Saxons, très friands de ce
genre de pain, ont donc sélectionné
un type de blé adapté à leur besoin,
c'est-à-dire riche en Pin. Ce critère
n'étant pas déterminant dans
nos contrées, c'est un blé plus dur
(moins riche en Pin) qui prédomine
dans les cultures françaises. Il donne
une mie moins homogène (pains
dits de campagne) et est également
utilisé pour la fabrication des pâtes
alimentaires.
En 1, une mie de pain fabriquée à
partir de protéines de blanc d'ozuf;
en 2, une mie fabriquée avec de la
puroindoline. Résultat : une structure
plus fine et plus homogène. Thèse de
Laurence Dubreil, à l'Inra de Nantes.
À partir de blé dur
Et si l'on veut obtenir des mies
homogènes à partir de blé dur ?
C'est possible ! Et c'est là que les
physiciens interviennent, dans la
compréhension de la formation de
la mie, qu'ils décrivent comme une
interface pâte/air. Les molécules
présentes aux interfaces sont des
lipides et de la puroindoline. Une
première solution pour rendre la
mie plus homogène consiste à
ajouter des lipides - une méthode
employée notamment dans la fabrication
des pains de mie industriels.
La deuxième, plus séduisante en
terme de santé publique, consiste à
ajouter la fameuse protéine Pin.
C'est ainsi que les physiciens
du laboratoire Groupe matière
condensée et matériaux, dirigé par
Anne Renault (voir pages précédentes),
s'intéressent depuis un an
et demi à la Pin. "C'est l'équipe de
Didier Marion de l'URPVI, à l'Inra de
Nantes, qui nous a sollicités pour ce
projet. Une de ses anciennes étudiantes
en thèse, Laurence Dubreil
est d'ailleurs venue poursuivre ses
travaux postdoctoraux dans notre
laboratoire", explique Véronique Vié,
responsable de la thématique protéines
aux interfaces dans l'équipe
biophysique du GMCM.
Pour mener à bien ces études,
plusieurs techniques de mesure et
d'observation ont été adaptées
au sujet. "Nous travaillons à deux
niveaux, poursuit Véronique Vié.
Directement sur l'interface liquide/air,
par des mesures de pression de surface
ou de densité de molécules, ce qui nous
permet d'avoir une idée concrète des
effets de l'enrichissement en protéines
sur l'organisation des lipides, et plus
e,°~•1 :u:s t
riPhysicienne de formation,
Véronique
Vié s'est rapidement
tournée vers la biologie,
puisqu'elle a effectué sa
thèse dans un laboratoire Inserm,
étudiant les apports de la microscopie
à force atomique aux problématiques
biologiques. Elle est
depuis deux ans responsable du
projet protéines végétales aux
interfaces au sein du GMCM,
mais son intérêt pour la biologie
ne s'arrête pas là. Elle enseigne
en effet la physique dans les
filières biologie à l'Université de
Rennes 1 et participe activement
à une réflexion des enseignants
chercheurs sur l'adaptation de
ces enseignements. Elle est, par
ailleurs, responsable d'un nouveau
module proposé aux étudiants
des écoles doctorales de
"Sciences de la matière" et de
"Vie-agro-santé", sur les techniques
novatrices pouvant
répondre aux besoins des deux
disciplines. "Huit physiciens et six
biologistes se sont inscrits cette
année à ce module que nous souhaitons
pérenniser", conclut-elle,
motivée. n
particulièrement sur leurs interactions
latérales. La deuxième approche
consiste à déposer ces interfaces sur un
support solide pour les observer au
microscope. La microscopie à fluorescence
nous donne une résolution de
l'ordre de 300 nm et la microscopie à
force atomique nous permet de descendre
à l'échelle du nm, c'est-à-dire à
la taille de l'agrégat de protéines. On
visualise ainsi la phase lipidique
(phase liquide condensé ou liquide
expansé) dans laquelle la protéine préfère
s'insérer."
Des travaux très minutieux qui
s'immiscent à notre insu dans notre
quotidien de mangeur de pain. Et
si l'on ajoute que la Pin, également
présente dans l'orge, est responsable
de la bonne stabilité des
mousses de bière... n N.B.
Contact 4 Véronique Vié, équipe
biophysique, laboratoire GMCM,
tél. 02 23 23 56 45 ,
yeronique.yie@uniy-rennesl.fr
12
La mie parfaite
référez-vous la mie compacte et homogène du pain de
mie, ou la mie aérée du pain de campagne ? Question de
goût et de culture, mais aussi affaire de scientifiques quand
il s'agit d'élucider les mécanismes de formation de cette
interface pâte/air physiquement complexe qu'est la mie !
:- ...LSCIE'NeCESs OUsESTo 199/rMA I d2003e la biophysique
250nm
250nm
Au coeur du fromage
Du côté des biochimistes de l'Inra, à Rennes, l'interface
biologie-physique est indispensable pour caractériser les
protéines du lait et leur comportement.
minéraux se fixent, de façon complexe,
sur la micelle en équilibre : ici
aussi, l'approche expérimentale par
la biophysique joue un rôle clef.
"Est-ce qu'un fromage sera dur,
plâtreux ou élastique ? Ce comportement
peut se modéliser par des lois
physiques." Frédéric
Gaucheron, chercheur
au laboratoire de
recherches de technologie
laitière de l'lnra,
à Rennes, dans l'équipe de biochimie
dirigée par loêlle Léonil, se
situe lui aussi à l'interface entre la
biologie et la physique.
Des méthodes biophysiques sont
en effet utilisées pour comprendre
l'évolution des micelles, qui jouent
un rôle dans les différentes étapes
de la fromagerie. Au cours de l'affinage,
par exemple, un fromage n'est
pas homogène, la dégradation des
protéines par les enzymes, la répartition
de l'eau et des sels minéraux
diffèrent du centre à la croûte ; l'hétérogénéité
peut alors être évaluée par
la rhéologie"', la microscopie électronique
à balayage, à transmission,
l'imagerie et la diffusion élastique de
la lumière. Indirectement, cet apport
de connaissance permettra ensuite
d'innover, en créant de nouveaux
types de fromages, aux textures et
goûts différents.
Au sein de l'équipe biochimie,
les recherches portent notamment
sur la caséine, la protéine principale
du lait. Les caséines forment des
agrégats de 200 nm de diamètre,
appelés micelles. "La recherche laitière
a plus d'un siècle, mais on ne sait
toujours pas comment se forment ces
agrégats ! Même si une dizaine de
modèles scientifiques ont été proposés,
ils ne sont pas satisfaisants." Une
approche expérimentale, rendue
possible par des outils de la physique,
permet aujourd'hui de mieux
caractériser les interactions entre les
caséines, et entre les caséines et les
sels minéraux, au sein de la structure
micellaire.
La micelle en équilibre
Les biochimistes du laboratoire
collaborent notamment avec le
GMCM (voir articles pages précédentes),
mais aussi avec l'Inserm
de Nantes, pour caractériser les
phosphates de calcium dans les
micelles. Dans l'équipe, Marine
Philippe termine actuellement sa
thèse sur l'enrichissement du lait en
sels minéraux. Comment le calcium,
le fer ou le magnésium se répartissent-
ils dans le lait ? Certains sels
Les techniques venues de la
physique sont aussi utilisées pour
étudier des protéines solubles dans
le lait, comme la B-lactoglobuline.
Quand cette protéine est chauffée,
un gel est obtenu. Les chercheurs utilisent
des techniques biophysiques
pour mettre en évidence les mécanismes
moléculaires mis en jeu au
cours du processus de gélification.
Les applications ne concernent pas,
cette fois, la fromagerie, mais cette
protéine peut être utilisée comme
ingrédient, par exemple dans les
soupes ou dans les sauces, pour leur
donner de la viscosité. N.G.
'" Rhéologie étude de la viscosité de la matière.
Contact 4 Frederic Gaucheron, LRTL,
tél. 02 23 48 53 42, fgaucher@inra.fr
www.rennes.inra.fr/Irtl
Le squelette des algues
ans les parois des algues, les polysaccharides sont des
molécules qui jouent un rôle important de squelette et
de protection du végétal. L'équipe de William Helbert, à
la Station biologique de Roscoff, étudie leur structure,
notamment par des techniques de microscopie.
Deux types de polymères issus d'algues,
observés par microscopie électronique
à transmission. Les gels de kappacarraghénane
(A) sont constitués d'un
réseau dense de microfibres fines et
très allongées. Dans le cas des gels de
iota-carraghénane (B), les microfibres
sont plus courtes et épaisses.
Les polysaccharides marins ont
un grand intérêt pour la recherche
et l'industrie. L'équipe de William
Helbert travaille notamment sur
les carraghénanes, des molécules
extraites de la paroi de végétaux
rouges. Elles sont principalement
utilisées dans l'industrie des gels,
pour l'alimentation humaine ou
animale. Le chercheur étudie ces
molécules, dont la dégradation et
la biosynthèse sont finalement mal
connues, afin de comprendre toutes
les implications au niveau physicochimique.
Il est donc important de visualiser
ces molécules assez précisément,
pour en déterminer leur structure
et apprécier l'effet des différentes
enzymes de dégradation. "Quand
on comprend comment est structurée
la molécule, on peut comprendre
comment elle est digérée." William
Helbert connaît bien la structure des
différents polysaccharides présents
dans la nature. L'amidon se présente
généralement sous forme de granules,
la cellulose sous forme de
longues microfibrilles et les carraghénanes
sous une forme fibrillaire,
selon un réseau tridimensionnel.
Cette organisation des molécules
entre elles permet de supposer différentes
stratégies de digestion pour
les enzymes. Selon leurs structures,
elles vont attaquer le substrat de
manière aléatoire ou progressive,
ce qui va créer des produits de
digestion différents selon les cas.
L'organisation physique des
molécules va donc influer directement
sur la biologie. Pour étudier ce
phénomène, il est primordial de
pouvoir visualiser ces dernières. Les
techniques actuelles de microscopie
permettent de voir avec précision
de quelle manière les enzymes
"rabotent" les fibres moléculaires.
"Mais ce sont des molécules issues
du vivant, souligne William Helbert.
Elles sont donc fragiles. Il est indispensable
d'adapter les techniques à l'objet
d'étude. En l'occurrence, lorsque la
microscopie s'intéresse aux molécules
biodégradables, on utilise le froid (cryomicroscopie)
pour augmenter la durée
de vie des échantillons."
Bien évidemment, la microscopie
n'est pas la seule voie pour étudier
les polysaccharides. Elle permet de
compléter des études en chimie.
L'avenir des polymères marins semble
prometteur pour la recherche et l'industrie.
Peu d'études ont encore été
effectuées sur les différentes phases
(liquide - solide - hétérogène) et le
champ d'investigation reste vaste. En
effet, une fois la synthèse maîtrisée,
rien n'empêchera d'inventer de nouvelles
molécules, en modifiant celles
que l'on connaît. n V.D.
Contact 4 William Helbert,
Station biologique de Roscoff,
tél. 02 98 29 23 32,
helbert@sb-roscoff.fr
13
'essor de la biophysique CIENCES OUEST 199/MAI 2003
W.»
60
60
L'équipe d'Élisabeth Le Rumeur
14 (à droite).
De la biologie marine à la médecine
ack Cariou dirige le laboratoire Sol"' à l'UBO'Z'. Pour ce
physicien spécialiste de l'optique et de la spectrométrie,
l'avenir de sa discipline passe par une ouverture vers les
autres sciences. Un décloisonnement qu'il envisage surtout
avec les biologistes et les médecins.
Les premiers pas de l'équipe de
Jack Cariou vers la biologie se sont
faits, comme bien souvent à Brest, en
direction de la biologie marine. En
effet, en collaboration avec le Ceva''
et I'Ifremer'°', les premiers travaux
"hybrides physique-biologie" ont
consisté à mettre au point des techniques
de reconnaissance des algues
in situ. "L'objectijétait de pouvoir identifier,
depuis la surface, le type d'algues
qui se trouve sous le navire, explique
le chercheur. En tant que physiciens,
nous avons apporté une technique qui
consiste à envoyer un laser en direction
des algues et à récupérer le faisceau
qu'elles renvoient."
Cette méthode utilise une caractéristique
des cellules algales. Les
"chromophores", contenus dans
leur paroi, ont une capacité de fluorescence.
Ainsi, lorsqu'elles sont
"éclairées" par un rayonnement, elles
renvoient un rayonnement différent,
situé dans une autre longueur d'onde.
Chaque grande famille d'algues
(rouges, vertes, brunes) se caractérise
par un rayonnement fluorescent particulier.
En le récupérant et en l'analysant,
il est aisé de tracer les limites
d'un champ d'algues et d'établir une
carte détaillée des ressources d'une
région. De plus, l'étude de la fluorescence
des algues permet de recueillir
des informations sur leur état physiologique
pour permettre, par exemple,
d'estimer la pollution d'un site.
En médecine, des
techniques non invasives
Les algues constituaient un excellent
sujet d'étude pour permettre
aux physiciens de se frotter au
domaine biologique. Mais cette
volonté d'ouverture devait forcément
trouver des interlocuteurs dans
le domaine de la santé. C'est ainsi
que les médecins du CHU de Brest
ont manifesté leur intérêt pour
certains travaux. Le principe de l'oxymètre
est connu : il permet de doser
le taux d'hémoglobine oxygénée
d'un patient, sans avoir à prélever la
moindre goutte de sang. Comme le
souligne Jack Cariou : "Cette invention
ne pouvait sortir que de la tête
d'un physicien." En utilisant le laser à
travers la peau, il est donc possible
d'analyser le rayonnement que
réémet le sang et d'en déduire son
taux d'oxygène.
C'est dans le même esprit que
Yann Piederrière a débuté sa thèse, il
y a trois ans. Ce jeune chercheur s'est
intéressé au dosage du glucose dans
le sang par une technique non invasive
(c'est-à-dire sans aucune lésion).
En appliquant un faisceau laser sur
le bout du doigt, il est possible de
récupérer l'image que renvoie le
sang. Une fois traitée, cette image
Jack Cariou,
Frédéric
Boulvert,
Guy Le Brun
et Yann
Piederrière,
de l'équipe
du laboratoire
Sol, à l'UBO.
L'activité musculaire décryptée par la résonance magnétique
la faculté de médecine
de Rennes, l'équipe
d'Élisabeth Le Rumeur lutte
contre la myopathie, en
utilisant les outils de la
biophysique.
"Connaître les gènes, avoir
décrypté le génome humain, ce n'est
qu'un début ! Un autre grand chantier
s'ouvre en biologie pour découvrir,
cette fois, les fonctions des protéines.
Élisabeth Le Rumeur, responsable
du LRMNBM"', à Rennes, est une
biologiste qui utilise des techniques
biophysiques. On sait que les gènes
codent pour des protéines, mais quels
rôles jouent ces protéines ? Pour le
savoir, il faut aussi connaître la structure
même des protéines." Et pour
s'immiscer au coeur de la structure,
rien de tel que la spectroscopie à
résonance magnétique nucléaire
(RMN) ou à fluorescence.
Ces techniques ont permis à
l'équipe du laboratoire de découvrir
une nouvelle fonction d'une protéine
du muscle, la dystrophine.
Quand cette protéine est absente du
muscle, les cellules dégénèrent et
meurent : le patient, atteint par la
myopathie de Duchenne, décède
par insuffisance respiratoire ou cardiaque.
On connaît la pathologie, les
mutations génétiques en cause, mais
que se passe-t-il au niveau moléculaire
? Quel est le rôle de la dystrophine
dans le muscle normal ?
Avec un aimant ultrapuissant, la
structure atomique de la protéine
est dévoilée. Cette technique très
Petit aperçu
d'un travail
très long,
toujours en cours,
pour révéler
la structure de la
dystrophine :
la carte de
résonance
magnétique d'un
fragment de
la protéine.
lourde, la RMN, coûte du temps : une
année de travail pour découvrir la
structure en 3D des fragments de
dystrophine ! A cela se sont ajoutées
des études par spectroscopie de
fluorescence pendant trois mois et
de nombreuses collaborations1',
avant que l'équipe puisse démontrer
que la dystrophine s'associe avec
des lipides de la membrane de la
cellule : elle jouerait un rôle au cours
des cycles de raccourcissement-élongation
du muscle. Ces résultats font
l'objet d'une publication récente"'.
Une autre protéine
Ces recherches, soutenues par
l'Association française contre la myopathie,
peuvent avoir plusieurs
suites. Peut-on les extrapoler à l'ensemble
de la protéine ? D'autre part,
une autre protéine, l'utrophine, a
la même structure que la dystrophine.
Si l'équipe démontrait qu'elle
s'associe avec les lipides comme la
dystrophine, pourquoi ne la remplacerait-
elle pas chez les patients où la
dystrophine a disparu ?
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1011111111
Vue radiographique, de face, d'une
prothèse de hanche dans un fémur.
Desrnathématiques contre la douleur
l'Institut de recherche mathématique de Rennes (Irmar),
un chercheur modélise l'os, en collaboration avec un
biophysicien de Lausanne. Objectif : améliorer les prothèses.
permettrait de déduire un taux de
glucose. Il reste encore du chemin à
parcourir pour mettre au point les
réglages. Mais nul doute que les
patients diabétiques, qui doivent se
piquer plusieurs fois par jour, y trouveraient
un confort certain.
Les applications en médecine
ne se limitent pas pour autant au
dosage de substances dans le corps.
Plusieurs techniques permettent, par
exemple, de mesurer la coagulation
sanguine, de repérer des brûlures
itératives par rayonnement Y (causées
généralement par des produits
radioactifs), invisibles à l'oeil nu. Tout
cela grâce à l'étude des rayons émis
par les objets. Le temps où les physiciens
préféraient les cristaux aux
fluides serait-il révolu ? V.D.
"' Spectrométrie et optique laser. "' Université de Bretagne
occidentale. " Centre d'étude et de valorisation des algues.
'" Institut français pour la recherche et l'exploitation de la nier.
Contact 9 Jack Cariou, Sol,
tél. 02 98 01 62 38,
jcariou@univ-brest.fr
r.iteitiiietkifiri'lif vo'
"Contre la myopathie, résume
Élisabeth Le Rumeur, on peut
avoir une approche génétique, pour
décrypter les gènes, ou faire de la
biologie cellulaire, pour analyser
comment les cellules vivent et meurent.
Pour ma part, formée à l'interface
entre la biologie et la physique-chimie,
je comprends suffisamment le langage
des physiciens pour utiliser leurs techniques
en biologie." Un langage qui
est traduit pour décrypter le protéome.
N.G.
Laboratoire de résonance magnétique nucléaire
en biologie et médecine (UPRES EA 2230 -
15 personnes), faculté de médecine, Université
de Rennes I. "' Notamment avec le laboratoire
pour l'utilisation du rayonnement électromagnétique,
Lure, UMR 130 CNRS/Centre
universitaire Paris-Sud, Orsay. "' The
Journal of Biological Chemistry. Février
2003, Site Web : http //wuw.jbc.org.
Contact 4 Élisabeth Le Rumeur,
LRMNBM, tél. 02 23 23 46 27,
elisabeth.le-rumeur@univ-rennes1.fr
Un porteur de prothèse ressent
une douleur dès que sa prothèse
commence à bouger. Cela provient
des micromouvements à l'articulation
entre la prothèse, en métal ou
en polyéthylène, et l'os. Quand ces
déplacements dépassent 150 pm, le
tissu de l'os devient fibreux : il se
transforme en cartilage et la prothèse
ne s'accroche plus. Mais comment
savoir précisément ce qu'il se passe,
pour trouver une solution contre la
douleur ?
Lalaonirina
Rakotomanana
"Il faut modéliser le changement
biologique du tissu de l'os, pour
découvrir les implications sur ses propriétés
mécaniques, et vice versa."
Lalaonirina Rakotomanana, mathématicien
à l'lrmar, aborde la biologie
de l'os sous l'angle de la mécanique.
Avec Dominique Pioletti, biophysicien
à Lausanne"', ils ont mis au
point un simulateur pour résoudre
ce problème. Leurs conclusions
viennent d'être publiées dans une
revue spécialisée'''
Le simulateur reproduit les micromouvements
entre l'os et la prothèse
correspondant aux gestes quotidiens
du patient, comme la marche. Des
cellules d'os sont cultivées sur un
bout de prothèse et l'on simule
sur elles des forces de frottement et
de pression. On observe alors le
comportement des ostéoblastes
ces cellules restent-elles aptes à
fabriquer de l'os minéralisé
ou bien changent-elles de
La méthode mathématique des
éléments finis consiste à diviser l'os
en petits éléments.
fonction et l'os devient-il un tissu
fibreux ? Cette observation est
quantifiée par l'analyse du changement
de l'expression génétique
des cellules.
L'équation de l'os
Pour simuler la réalité avec précision,
toute la difficulté consiste à
connaître les forces qui s'appliquent
aux différents points entre la prothèse
et l'os. Mais elles dépendent
de l'ensemble de la forme anatomique
des os et de la distribution
des muscles ! C'est donc tout cet
ensemble qu'il faut modéliser, d'où
l'intérêt des mathématiques. Les
mouvements sont mis en équation
en utilisant la méthode des éléments
finis : plutôt que d'écrire
l'équation globale de l'os, la prothèse
et l'os sont divisés en petits
éléments, comme des cubes, dont
l'on connaît les équations et les
interactions.
Cette simulation, mise au
point par les deux chercheurs,
peut aujourd'hui
---- avoir deux applications. Le
revêtement des prothèses
peut être optimisé, en le rendant
bioactif : la fabrication de l'os est
directement stimulée aux points de
contact avec la prothèse, ce qui évite
de donner au patient un médicament
par voie orale. Une autre application
consiste à concevoir d'autres
formes de prothèses, plus fiables,
qui durent plus longtemps.
Ces travaux sont nés de la rencontre
entre deux compétences, en
biologie et en modélisation mathématique.
"Au départ, j'étais dans mon
domaine pur et dur, la mécanique,
avoue Lalaonirina Rakotomanana.
On peut faire de la physique ou de la
biologie, en restant dans sa discipline.
Mais il existe tellement d'autres problèmes
à résoudre, grâce à une vraie
interdisciplinarité !" Le mathématicien
mécanicien trouve son intérêt
dans la modélisation des phénomènes
biologiques. Au final, les
patients y trouveront le leur. N.G.
"' Bone Bioengineering Group, Laboratory of Orthopaedic
Reseach. Institute for Biomedical Engineering, Swiss
Federal Institue of Technology Lausanne, Suisse. "' Journal of
Biomechanics 36 12003) 131-135. Site Web
http:dusew.ibiomech.com
Contact 4 Lalaonirina Rakotomanana,
Irmar, tél. 02 23 23 59 18,
lalaonirina.rakotomanana@univ-rennesl.fr
15
Dominique
Pioletti
L'appareil servant à solliciter
les cellules osseuses.
fi
i1.-E_s .
_---„~~.ii.--..m..~
'essor de la biophysique SCIENCES OUEST l'>`)iMAI 2003
Quand tes calories se tr r
uel est le thème de
recherche commun à un
médecin, un physiologiste,
un ingénieur en mécanique
et un électrotechnicien ?
Réponse : l'énergie ! Et ce
producteur original, mais
pourtant si familier, qu'est le
corps humain. Ou quand la
physique sollicite la biologie.
Paul Delamarche (à gauche), directeur du laboratoire, est physiologiste et
titulaire d'une thèse en biomécanique. Franck Multon, responsable du projet
biomécanique, est informaticien et a effectué sa thèse à l'Irisa sur la simulation
du mouvement humain.
16
Tout est parti d'un projet du
CNRS de financer des recherches
sur les énergies renouvelables.
Au Satie"", un laboratoire de l'ENS
de Cachan, sur le campus de Ker
Lann, le professeur Bernard Multon
s'intéresse à la récupération de
l'énergie produite par le corps
humain, avec pour objectif final l'alimentation
en électricité de petits
appareils, tels que les agendas
électroniques ou les téléphones
portables en position de veille, voire
des systèmes d'assistance médicale,
comme les pacemakers. Le principe
en soi n'est pas révolutionnaire
-souvenons-nous des montres de
nos grands-pères se rechargeant
automatiquement grâce à un ressort
qui oscillait au gré des mouvements
du poignet-, mais les quantités
d'énergie mises en jeu aujourd'hui
sont des dizaines de fois plus importantes.
"L'équipe de l'ENS nous a contactés
pour notre bonne connaissance du
corps humain et de ses mouvements,
explique Franck Multon, responsable
du projet biomécanique au
sein du laboratoire physiologie et
biomécanique de l'exercice musculaire
de l'Université de Rennes 2,
dirigé par Paul Delamarche. Notre
mission : dimensionner l'énergie du
corps humain, déterminer sous quelle
forme et à quels endroits elle peut être
exploitée, pour permettre ensuite à
nos collègues de l'ENS de travailler
sur le système de conversion de cette
énergie en électricité." Le lien était
fait ; médecins, physiologistes, ingénieurs
en mécanique et électroniciens
collaborent depuis bientôt
deux ans sur ce projet.
"Il faut savoir que le rendement
d'un muscle n'est que de 20%, commence
Franck Multon, le reste est
perdu en chaleur !" Lidée de vouloir
récupérer cette énergie résiduelle
est donc loin d'être farfelue. "Mais
récupérer de la chaleur n'est pas chose
facile. Pour être une piste exploitable,
il faudrait que la différence de température
entre le corps et l'extérieur soit
beaucoup plus importante, préciset-
il. La piste la plus sûre était donc la
récupération d'énergie mécanique."
Et de nouveau, plusieurs voies
étaient envisageables. Les premiers
essais de l'équipe de biomécanique
ont tourné autour de l'énergie produite
en actionnant tout simplement
une manivelle. Des calculs précis de
rendement ont été réalisés, à partir
de la consommation d'oxygène, à
différentes vitesses de recharge-
§ ment. "Ce n'était pas rentable, pour-
Cette expérimentation sert à calculer
l'énergie mécanique de la marche,
avec des capteurs de mouvement
pour savoir où situer l'appareillage,
comme une pile, qui récupérera le
maximum d'énergie, avec le meilleur
rendement.
suit Franck Multon. On ne peut pas
demander à quelqu'un de s'essouffler
à actionner une manivelle pour alimenter
en énergie son pacemaker 1"
Restait la récupération de l'énergie
mécanique produite à partir d'un
mouvement naturel, comme la
marche ou la course. Ainsi, l'étude
d'une personne marchant sur un
tapis roulant, munie de capteurs
placés à des endroits stratégiques,
a permis de modéliser les mouvements
en trois dimensions, via un
logiciel créé au sein du laboratoire
de physiologie et biomécanique de
l'exercice musculaire. "On a ainsi
Interface informatique mise au point
par Franck Mutton.
accès à toutes les énergies produites
par chaque segment corporel. Car
notre but ici est d'en récupérer un
maximum, avec un appareil ergonomique,
sans gêne pour la personne."
Tout est alors question d'équilibre.
Exemples : chaque membre
a une masse et plus la masse
déplacée est importante, plus la
quantité d'énergie produite est
grande, mais aussi celle dépensée !
De même, chaque kilogramme
ajouté au système de récupération
a un coût énergétique et doit être
adapté au poids de la personne.
Ou encore, si les calculs ont montré
que c'est au niveau du pied qu'est
produite la plus grande quantité
d'énergie, l'endroit est peu adapté
au port d'un téléphone portable...
Au final, c'est la hanche qui a été
retenue par l'équipe de biomécanique,
charge ensuite aux chercheurs
de l'ENS Cachan d'optimiser
la pile au niveau taille, poids et rendement
énergétique. Résultat : les
prototypes actuels fournissent
quelques dizaines de milliwatts.
"Nous souhaitons améliorer encore le
rendement pour atteindre le watt !",
conclut, enthousiaste, Franck
Multon. L'alimentation d'un téléphone
portable en fonctionnement,
et pas seulement en veille, pourrait
alors être envisagée... n N.B.
"' Satie : Systèmes et applications des technologies
de l'information et de l'énergie- Site Web • www.satie enscacha
VI Jr
Contacts 4 Franck Multon,
laboratoire de biomécanique,
Université de Rennes 2,
tél. 02 99 14 17 75,
franck.multon@uhb.fr ;
Bernard Multon,
laboratoire Satie, ENS de Cachan,
multon@bretagne.ens-cachan.fr
Une coupe de la
"pile humaine",
développée
à partir des
captures de
mouvement par
le laboratoire de
l'ENS Cachan
antenne de
Bretagne.
Les biophysiciens
• ont pris
rendez-Nous
Les premières Rencontres biologie-physique
du grand Ouest (RBPGO) se sont déroulées en
juillet 2002, sur le campus de Beaulieu, à Rennes.
Elles ont réuni une centaine de biologistes et
physiciens, qui s'intéressent à la structure et la
lb, dynamique des systèmes biologiques. Cette
approche interdisciplinaire, plus fréquente en
Allemagne et aux États-Unis qu'en France, a permis
d'avoir une vue d'ensemble des techniques
existantes. Qu'il s'agisse de spectroscopie à
Vannes, de microscopies à Rennes et Roscoff ou
d'une technique originale de diffusion de la
lumière, installée au Mans.
Anne Renaut physicienne, directrice du
laboratoire GMCM1"et Daniel Thomas, biologiste,
responsable de l'équipe CRM"'.
Rendez-vous tous les deux ans
"Un pôle de biophysique peut émerger, lié
aux spécificités du grand Ouest, affirme Anne
Renault, à l'origine des rencontres. En relation avec
l'agroalimentaire, autour notamment des protéines
aux interfaces, ou lié aux problèmes de santé, avec des
laboratoires très réputés dans notre région." Daniel
Thomas, l'un des co-organisateurs, le confirme :
"L'esprit de ces rencontres est de fédérer les forces,
comme cela a été réalisé, par exemple, pour la
Génopole Ouest''. Car il faut connaître précisément
nos potentiels technologiques et humains, notamment
en période de restriction budgétaire."
Les rencontres auront lieu tous les deux ans ; le
prochain rendez-vous est fixé à Nantes, en 2004.
L'interface physique-biologie, l'une des priorités du
CNRS et du ministère de la Recherche, a de beaux
jours devant elle, à l'Ouest. N.G.
Voir articles pages précédentes. "' Voir Sciences Ouest n° 186, mars 2002.
www.rbpgo.univ-rennesl .fr
Océanopolis
À l'occasion du printemps
de l'environnement,
du 2 au 10 juin
Rendez-vous au cycle
de conférences
LE LITTORAL : USAGES
ET ENVIRONNEMENT
À l'auditorium d'Océanopolis, à Brest,
lundi 2 juin, à 20 h 30.
LES BONS GESTES AU JARDIN
POUR LE DÉVELOPPEMENT DURABLE
À la maison du Champ-de-Mars,
à Rennes, mardi 10 juin, à 20 h 30.
Deux événements organisés en collaboration
avec le Conseil régional de Bretagne, la Diren,
Océanopolis et l'Espace des sciences.
Pour en savoir plus
www.bretagne-envi ronnement.org
Inscriptions
b.valette@region-bretagne.fr
17
L'Homme
bionique
1 4 ythe ou réalité ?
L'Homme tout bionique,
constitué entièrement de
matériaux de synthèse
connectés entre eux
par une électronique
sophistiquée, existe-t-il ?
La réponse aujourd'hui
est sans appel : non.
Néanmoins, les progrès
en la matière sont
rapides, et les résultats
déjà étonnants. Espoir
pour certains, peur
pour les autres.
—*Vous souvenez-vous
comment Dédale et son fils,
Icare, s'évadèrent du labyrinthe
dans lequel les
avait enfermés Minos ?
Par les airs ! Grâce à
l'ingéniosité d'lcare qui
s'était collé des ailes
sur les épaules avec de
la cire. La suite, on la
connaît : téméraire, Icare
s'approcha de trop près du
Soleil, et la cire fondit..
Le mythe d'Icare serait-il le
premier à faire référence à la
"bionique" ? Mot hybride, contraction
de "biologie" et cl-électronique",
la bionique est la science
qui étudie le monde des êtres
vivants pour élaborer des machines
qui l'imiteraient au mieux. Concept
à connotation futuriste, la bionique
a pourtant déjà de nombreuses
applications : l'hélicoptère, inspiré
par le vol de certains insectes, le
sonar, inspiré par le système de
navigation de la chauve-souris...
Quant à l'Homme bionique, c'est
une autre histoire. n
Réalisé en collaboration avec
Xavier Labouze du Centre de
vulgarisation de la connaissance
(université Paris-Sud),
httpilwww.cvc.u-psud.frlcvc
18
omment ça marche ?
SCIENCES OUEST 199 2003
Commander un ordinateur par la pensée ! Des chercheurs
américains ont relié, par des électrodes, le cerveau de
tétraplégiques (paralysés des quatre membres) à un ordinateur.
L'activité électrique du cerveau, quand le patient pense à un
mouvement, peut faire bouger le curseur de l'ordinateur.
Les aveugles pourront-ils recouvrer la vue ?
Une expérience a été menée aux États-Unis sur un
patient aveugle. Grâce à un lourd dispositif, des
lunettes-caméra reliées à un ordinateur, lui-même
connecté aux zones visuelles du cerveau, le
patient a pu lire le numéro d'immatriculation
d'une voiture à 1,5 m de distance.
Des implants électroniques permettent,
d'ores et déjà, à maints malentendants
d'améliorer notablement leurs capacités
auditives. Reliés directement au nerf
auditif, ces implants transforment les
signaux sonores reçus de l'extérieur.
Les zones du cerveau, impliquées dans
l'audition, sont plus efficacement
sollicitées.
Rein, coeur... De nombreux
organes artificiels, entiers ou en
partie, sont aujourd'hui implantés
chez des patients. Pour les
diabétiques, on sait par exemple
installer dans le corps un dispositif
qui contrôle, en temps réel,
le taux de sucre dans le sang
et qui injecte, au besoin,
la dose adaptée d'insuline.
Tête de fémur, hanche,
genou... Grâce aux nouveaux
biomatériaux -des matériaux
synthétiques bien tolérés par l'organismeon
ne compte plus le nombre de personnes avec un
genou artificiel, une hanche...
Culture de peau : comme toutes les greffes, celle
de la peau pose le problème du rejet par le receveur.
La solution consisterait à utiliser des cellules souches :
présentes dans notre corps, elles possèdent la propriété
étonnante d'engendrer des cellules de différents tissus,
comme la peau. Ainsi, en faisant la culture de peau, à
partir de cellules souches du patient, on pourra obtenir
une peau compatible, issue du même organisme. Pas
tout à fait bionique, mais tout de même prometteur !
Nanorobots, la médecine de demain ? Les
nanotechnologies sont des technologies qui travaillent à
l'échelle... de l'atome ! Alors, imaginez, un nanorobot
dans le sang, qui pourrait aller inspecter chaque cellule,
décider si elle va bien ou pas et, au besoin, injecter la
bonne dose de médicament... On n'y est pas encore,
mais certains chercheurs l'envisagent sérieusement.
ESPACE DES SCIENCES
r-
LA FOLIE DES COULEURS
Comment les arcs-en-ciel se forment-ils dans les nuages ? L'une
des animations proposées aux jeunes par l'Espace des sciences dans
le cadre de l'exposition "La fabrique du regard"
perce le secret de ce phénomène. C'est la lumière
émise par le Soleil qui est à l'origine de ce festival
de couleurs. Rouge, orange, jaune, vert, bleu,
indigo, violet : la pluie révèle sa véritable nature.
La lumière blanche est un assemblage de toutes
les couleurs et son passage dans les gouttes d'eau
la décompose. Les jeunes spectateurs écoutent,
se questionnent et surtout regardent. Des taches
rouges, vertes et bleues apparaissent sur l'écran et
s'entremêlent. Au centre, la zone où les trois teintes se superposent
devient blanche. Nouvelle preuve que la lumière blanche n'est pas...
blanche ! Forts de leurs nouvelles connaissances, les enfants se
promènent ensuite dans l'exposition et commentent les oeuvres de
Monet ou de Magritte. Puis c'est à leur tour d'expérimenter la folie
des couleurs. Pinceaux, peinture et feuilles blanches deviennent
les outils de leur exploration picturale. À partir des trois couleurs
primaires, les artistes en herbe composent alors leurs propres
teintes : tout en nuances !
"La fabrique du regard", du 5 mars au 26 juillet 2003 au
centre commercial Colombia -,Du lundi au vendredi de 12 h 30
à 18 h 30 et le samedi de 10 h à 18 h 30. Animations : tous les jours
à 16 h. -,Plein tarif : 2 € ; réduit : 1 € ; 25 € pour les groupes ;
gratuit pour les enfants de moins de 12 ans accompagnés.
-*Renseignements et réservations : tél. 02 99 35 28 28.
TROIS NOUVELLES EXPOSITIONS
L'Espace des sciences a acquis trois nouvelles expositions
itinérantes pour tout public : "La biodiversité", "20 millions d'années
avant l'Homme", "Sucres... en corps". Les deux premières sont conçues
par le Muséum national d'histoire naturelle et la troisième par la
Fondation pour la recherche médicale, le Palais de la découverte, la
Nef des sciences et le Pavillon des sciences. "La biodiversité" présente
la richesse du monde vivant et sensibilise le public à la nécessité de le
préserver. "20 millions d'années avant l'Homme" raconte l'histoire des
grands singes et de l'Homme en Afrique. "Sucres... en corps" permet de
découvrir le rôles des sucres dans le corps et leurs effets. À noter que le
catalogue des expos est disponible dans une nouvelle version, reliée et
mise à jour.
-,Rens.: Expositions itinérantes, Patrick Le Bozec, tél. 02 99 31 79 10,
patrick.lebozec@espace-sciences.org
ÉVOLUTION DU CLIMAT, DU PASSÉ
VERS LE FUTUR
Mercredi 4juin. Par Jean Jouzel, physico-chimiste, directeur de
recherches au CEA, directeur de l'Institut Pierre-Simon Laplace et
médaille d'or CNRS 2002, en collaboration avec l'association des
étudiants de chimie et l'Institut de chimie (Université de Rennes I -
CNRS).
420 h 30, au Triangle, bd de Yougoslavie à Rennes. -►Entrée
gratuite dans la limite des places disponibles.
LES BONS GESTES AU JARDIN
POUR LE DÉVELOPPEMENT DURABLE
Mardi 10 juin. Par Denis Pépin,
biologiste, jardinier amateur, chroniqueur
et auteur d'ouvrages sur les haies et les
jardins, premier prix du concours national
des jardins potagers en 1998. Conférence
organisée par la Région Bretagne, dans le
cadre du printemps de l'environnement.
-,20h30, à la maison du Champ-de-Mars, 6, cours des Alliés à
Rennes. -,Entrée libre et gratuite. -*liens.: Espace des sciences,
tél. 02 99 35 28 20, www.espace-sciences.org
1111111.111r 111•1111.111=111111WL'info
scientifique et technique du grand Ouest
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2 ANS (22 NO5 Sciences Ouest + 22 N05 Découvrir)
Tarif normal q Tarif étudiant (joindre un justificatif)
Tarif étranger ou abonnement de soutien
Tarif normal
2 ANS 54 € (au lieu de 4é-€* )
soit 4 numéros gratuits
1 AN 30 € (au lieu de 3è-€*)
soit 1 numéro gratuit
Tarif étudiant (joindre un justificatif)
2 ANS 27 € (au lieu de bé-€*)
soit 13 numéros gratuits
1 AN 15 € (au lieu de 3.3-€*)
soit 6 numéros gratuits
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à retourner à : Espace des sciences, 6, place des Colombes, 35000 Rennes.
;`~ AFPI Archimex 412Ma
Supélec ' °
ADRIA
Du 21 au 23 mai, Paris/Optimiser le nettoyage et
la désinfection
Les 3 et 4 juin, Paris/Statistiques appliquées à l'analyse
sensorielle
Les 5 et 6 juin, Rennes/Conduite et expertise de l'HACCP
-►Rens.: Sébastien Lecouriaut, tél. 02 98 10 18 50,
sebastien.lecouriaut@adria.tm.fr
AFPI
Guide des formations 2003
Le guide des formations 2003 de l'Afpi est disponible. À noter
également la mise en place du dispositif Ifti (Ilot de formation technique
individualisée) qui vise à offrir au salarié un parcours individualisé en
fonction des contraintes organisationnelles de son entreprise.
-,Rens.: Joël Quintic, tél. 02 99 52 54 30, www.afpi-bretagne.com
ARCHIMEX
Les 19 et 20 mai, Vannes/Recherche efficace
d'informations grâce à Internet
Les 22 et 23 mai, Vannes/Nouvelles technologies
d'extraction : management et optimisation des procédés
Du 3 au 5 juin, Vannes/Émulsions et moussesformulation,
stabilité, propriétés
->Rens.: Archimex, service formation, tél. 02 97 47 97 35,
formation@archimex.com, www.archimex.com
EME
Énergies renouvelables et économies d'énergie
L'école des métiers de l'environnement lance une nouvelle licence
professionnelle à la rentrée 2003-2004. Ce diplôme vise à former des
personnes compétentes dans le secteur de la maîtrise d'énergie,
notamment dans les pays en voie de développement.
-,Rens.: Eme, tél. 02 99 05 88 00, contact@ecole-eme.com,
www.ecole-eme.com
IRPA
3 juin, Côtes-d'Armor/Management environnemental
des collectivités
->Rens.: Irpa, tél. 02 99 79 39 31, contact@irpa-bretagne.org,
www.irpa-bretagne.org
SUPÉLEC
Du 19 au 21 mai, Rennes/Réseaux hauts débits
Les 21 et 22 mai, Rennes/Annuaire LDAP
Du 26 au 28 mai, Rennes/Compression d'images par
ondelettes
Du 2 au 6 juin, Rennes/Asic analogiques
Du 11 au 13 juin, Rennes/Arithmétique intégrée pour
le traitement du signal
-►Rens.: Catherine Pilet, tél. 02 99 84 45 00.
UBO
Médecine maritime 2003-2004
Ce diplôme d'université est une formation complète de médecine
maritime pouvant remplacer le brevet de médecin de marine
marchande. Assurée avec le concours du Service de santé des gens de
la mer, du Centre de consultation médicale maritime et de l'Institut
maritime de prévention.
- Rens.: Dominique Tarsiguel, tél. 02 98 01 67 82, sufcep@univ-brest.fr
Le 6 juin, Brest/L'organisation des soins d'urgence
Le 12 juin, Brest et Quimper/Recherche documentaire en
santé au travail sur Internet : médecins et assistantes
.- Rens.: tél. 02 98 01 63 62, sufc@univ-brest.fr, www.univ-brest.fr
Les 21 et 22 mai/
Troisième édition du Sifao
Rennes - Dans les locaux de l'Insa se tiendra la troisième édition du
Salon inversé de la filière automobile de l'Ouest (Sifao). Cet événement
est un moment privilégié pour les industriels du grand Ouest qui
souhaitent rencontrer les acteurs européens de la filière automobile.
-►Rens. : Bernadette Magny, tél. 02 99 33 66 19, bmagny@rennes.cci.fr
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dynamique
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Intégrer co tri' -s e ca cu s • . ns es p g. r,
Web grâce à la programmation JavaScript.
Cette formation alterne les présentations et
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Les stages courts en informatique peuvent
être réalisés en intra-entreprises, à des dates
20 et pour des contenus négociables.
22 mai/
Les Matinales de
Rennes Atalante Rennes Atalante
Rennes - Les petits déjeuners
débats de Rennes Atalante, baptisés
Matinales, font le point ce
mois-ci sur la Génopole Ouest (voir
Sciences Ouest n°186)
-►Rens. : Rennes Atalante,
tél. 02 99 12 73 73,
www.rennes-atalante.fr
3 juin/
Les mardis
d'Ethos
Rennes - L'émergence du questionnement
éthique au sein de la
démarche scientifique est au coeur
des préoccupations des mardis
d'Ethos. Avec Dominique Lambert,
professeur aux facultés universitaires
de Namur.
-►Rens.: Claire Coudrin,
claire.coud ri n@roazhon. i nra.fr,
www.rennes.inra.fr
13 juin/
Club réglementation
de l'Adria
Quimper - Cette journée
est consacrée aux "actualités
réglementaires en France et en
Europe des OGM". Réservée aux
adhérents, 60 €.
-►Rens.: Tél. 02 98 10 18 32,
www.clubiaa.net
Conférences
3e appel à projets pour les nouveaux
services haut débit
Pour la troisième année consécutive, la Bretagne et
les Pays de la Loire lancent un appel à projets pour la création
d'applications et de services à haut débit. Les dossiers de candidature
sont à renvoyer avant le 15 juin, pour la première session ou le concours,
et avant le 15 septembre pour la seconde session.
-sRens.: Conseil régional de Bretagne, Olivier Peraldi,
tél. 02 99 27 13 56, o.peraldi@region-bretagne.fr ;
Conseil régional des Pays de la Loire, Séverine Hamon,
tél. 02 40 41 40 62, severine.hamon@paysdelaloire.fr
®
meito
Expositions Colloques
Jusqu'au 1er juin/
Les collections sortent de
leurs réserves
Laval - Le musée des
Sciences ouvre ses
réserves pour faire
redécouvrir au public
le large patrimoine
scientifique mayennais
qu'il conserve.
-►Rens.:CCSTI de Laval - musée
des Sciences, tél. 02 43 49 47 81,
an i mation.ccsti@mairie-laval.fr
Jusqu'au 9 juin/
Marées, la vie
secrète
du littoral
Lorient - Le CCSTI
de Lorient propose
une exploration des
riches écosystèmes de
l'estran.
-►Rens.: CCSTI de Lorient,
tél. 02 97 84 87 37,
www.ccstilorient.org ;
Espace des sciences, expositions
itinérantes, Patrick Le Bozec,
tél. 02 99 31 79 10.
Jusqu'au 27 juin/
Les voiles de l'audace
Brest - Cette exposition retrace les
grandes expéditions
de découvertes qui, au
départ de Brest, ont
animé l'histoire maritime
mondiale dans la seconde
moitié du XVIII' siècle.
-►Rens.: Océanopolis,
tél. 02 98 34 40 40,
www.oceanopolis.com
Jusqu'au 24 août/
Reptiles volants
au temps
des dinosaures
Nantes - Les ptérosaures sont à
l'honneur au Muséum d'histoire
naturelle de Nantes.
-Rens. : Muséum d'histoire
naturelle, tél. 02 40 99 26 20,
médiathèque Jacques Demy,
tél. 02 40 41 95 95.
Jusqu'en décembre 2004/
Qui, quoi, comm',
la communication dans
tous ses états
Pleumeur-Bodou - Le
radôme musée des
Télécoms a mis en place une exposition
internationale interactive sur
tous les thèmes qui touchent à la
communication.
-'tRens.: Tél. 02 96 46 63 81,
reservations@leradome.com
20 mai/
Les zooms de Rennes
Atalante
Rennes - Le deuxième
Rennes Atalante
thème des zooms de
Rennes Atalante est consacré à
la protection intellectuelle et à la
valorisation dans le secteur des
biotechnologies.
-►Rens. : Laurence Sicard,
tél. 02 99 12 73 82.
Les 21 et 22 mai/
Polymerix 2003
Rennes - La 3C édition du
colloque européen sur les
biopolymères et leurs
applications en santé, cosmétique
et alimentaire.
-►Rens. : Roland Conanec,
CBB Développement,
tél. 02 99 38 33 30.
Les 23 et 24 mai/
Journées nationales de
la Société française
française
s«r,e de cardiologie
acontact@albine-conseil.fr
Sorties
L'Antarctique
à Océanopolis
Océaazopolis, Brest - La Terre
raconte-moi la mer. Adélie est à
l'honneur au pavillon polaire
d'Océanopolis. Un film de douze
minutes tourné dans des conditions
exceptionnelles est présenté régulièrement
sur un écran panoramique.
-►Rens.: Danièle Quemeneur,
tél. 02 98 34 40 42.
Les 20 et 21 mai/
3e, rencontres des Zincs
de sciences
Paris - Le réseau des
Zincs de sciences
regroupe les cafés scientifiques, les
bars des sciences, les cabarets des
sciences et les cafés juniors. Aider les
initiatives locales, favoriser leur
émergence et les échanges sont
quelques-unes de ses ambitions.
-►Rens.: Gilles Bogaert,
tél. 06 19 55 89 96,
bogaert@poly.in2p3.fr
Du 26 au 28 mai/
Enseignement supérieur
et mondialisation
Brest - L'ENST Bretagne organise au
Quartz, en collabora-
ENST tion avec les autres
établissements d'enseignement
supérieur brestois, un
colloque intemational sur le thème :
"Enseignement supérieur et mondialisation
: le savoir et la connaissance,
quels enjeux pour l'avenir?"
Rens. : ENST Bretagne,
Françoise Rivier, tél. 02 29 00 10 80,
francoise.rivier@enst-bretagne
Les 5 et 6 juin /
Perfectionnement aux
techniques d'enclouage
verrouillé
Brest - Ces journées sont organisées
par Josiane Boyer, directrice de
Du 28 au 31 mai 2003/
Eau secours
Chamonix - Le
13e festival des
sciences de la
Terre et de ses
hommes propose
rencontres,
débats, ateliers,
animations, films, spectacles, sorties...
sur un thème universel : l'eau.
-►Rens.: Jean-Marc Milhomme,
Arnaud Ledru,
tél. 04 50 53 38 24,
chamonix.festival@chamonix.com
15 juin/
Découvrir l'estuaire
de la Loire
Saint-Nazaire - Remonter le cours
de la Loire le temps d'une journée,
c'est ce que propose l'écomusée.
[occasion de redécouvrir les terminaux
de Montoir et de Donges, les
l'école d'infirmières de bloc opératoire
et du professeur Lefevre, chef
du service d'orthopédie, de traumatologie
et d'urgences chirurgicales.
À la faculté de médecine de Brest.
-►Rens.:Josiane Boyer,
tél. 02 98 34 71 05.
Du 25 au 29 juin/
L'environnement en jeu
Rennes - Le Reeb (Réseau
d'éducation à l'environne-
E ment en Bretagne) organise
avec d'autres acteurs de
l'éducation à l'environnement et
avec le soutien de la ville de Rennes
un grand festival régional de l'éducation
à l'environnement en pays de
Rennes.
-,Rens.: Reeb, tél. 02 96 48 97 99,
REEB@wanadoo.fr,
www.educ-envir.org/reeb
quais de Paimboeuf, la centrale
de Cordemais, le canal de la
Martinière...
+Rens. : Écomusée,
tél. 02 51 10 12 06 ou
02 51 10 03 03.
Planète Sciences
L'Association nationale sciences
vyy
ok nète
SGIenGeS
techniques jeunesse
récemment Planète
(ANSTJ), devenue
Sciences, met à disposition son
catalogue "Vacances sciences passion"
à destination des jeunes.
-►Rens.: Planète Sciences,
David Van Pevenacge,
david.van-pevenacge@planetesciences.
org,
www.planete-sciences.org
Goethe (1749-1832),
écrivain allemand.
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21
These abstracts in English are sent to foreign
universities that have links with Brittany and to
the Scientific Advisers in French Embassies, in an
effort to widen the availability of scientific and
technical information and promote the research
carried out in Brittany.
If you would like to receive these abstracts on a
regular basis, with a copy of the corresponding
issue of Sciences Ouest, please contact
Nathalie Blanc, Editor, fax +33 2 99 35 28 21,
E-mail: nathalie.blanc@espace-sciences.org
Brittany Regional r.:41
Council is providing
financial backing
BRETAGNE for this service.
~
e 9
May 2003•N° 199
,
Kt J ANU I IN IN (J VAL I (J IN LN 13K11 IAN Y
ABSTRACTS FOR THE INTERNATIONAL ISSUE
HISTORY Of EW DISCOVERY P.6
TOUMAÏ MEETS
HIS DESCENDANTS
It was in Rennes that paleo-anthropologist
Michel Brunet presented his latest major
find - Toumaï. The seven million year old
hominid was discovered in 2001 and it casts
doubt on Yves Coppens' "East Side Story",
the theory which had already been called
into question after the discovery of Abel's
jawbone in 1995. The various remains were
uncovered by the France-Chad paleoanthropological
mission 800 km north of
N'Djamena and more than 2,500 km from
the Rift Valley. Sahelanthropus tchadensis,
the scientific name given to Toumaï, has
characteristics which place him among the
ancestors of Man but they do not enable
scientists to confirm that he was bipedal. He
does not seem too remote from the ancestor
shared by humans and chimpanzees.
Research is therefore continuing in Chad
where Michel Brunet hopes that his team
will have to honour of exhuming this muchcoveted
ancestor. n
SPOTLIGHT ON THE NEWS P.7
A SIMPLIFIED PATENT FOR
EUROPE
The Community patent will come into being
in 2006 but it will not completely replace the
present European patent, which has the
advantage of being valid in 27 European
countries. It will be limited to the 25 members
of the EU. However, the Community patent
will nevertheless have several attractive
features, including its cost. "The cost of
the patent should be equivalent to the cost
of obtaining a European patent valid in
eight countries", explains Jean-François
Lebesnerais, project leader with the Institut
national de la propriété industrielle.
Moreover, translation costs will be lower since
only the legal section of the patent will be
in all EU languages. It will be managed by
the European Patent Office and all disputes
will be brought before the EU's Community
Patent Court in Luxembourg. However, the
various national parliaments have yet to
reach full agreement and give reality to a
project aimed at encouraging innovators to
file more patent applications. n
CULINARY CHRONICLES
BY HERVÉ THIS P.8
WHEN SHOULD YOU SALT MEAT?
There are those who claim that salting
meat before cooking enables the salt to
penetrate; others say that it merely makes
the juices run off. Who is right? Meat consists
of muscle fibres sheathed in collagen.
When heated in water, this protein dissolves
to form the gelatine which prevents salt
from penetrating the meat. Precise
measurements made with an SEM show that
salt never penetrates more than 3 mm into
steak. This would suggest that it is useless to
salt meat before cooking, especially as the
juices may then run because of salt's ability
to "draw out" the water from a foodstuff. If
you sprinkle table salt on a piece of frying
steak, a chicken breast and an entrecote
steak, all three pieces of meat will lose their
juices, but not at the same rate. Different
meats react differently. The conclusion is,
therefore, that you have to think about what
you are cooking before you start. n
AN IN-DEPTH LOOK AT BIOPHYSICS
BIOPHYSICS IS EXTENDING ITS RANGE R9/17
iq
At first sight, biologists and physicists have
entirely different areas of study. Yet when
they join forces to look at a given topic, their
meetings prove to be a source of innovation.
To find out more about biophysics and its
new applications, our "In-Depth Look"
introduces researchers who work at the
interface between the two disciplines.
"Physics has picked up the gauntlet of a
very major challenge — enabling biologists to
gain a more detailed view of the processes
that manage all living organisms". Anne
Renault, Director of the GMCM Laboratory
(www.gmcm.univ-rennesl.fr), is one such
biophysicist. One of her teams is using
the physics of complex systems and
fluorescence or atomic force microscopy,
sometimes working jointly with chemists.
"Researchers at INRA know, for example, that
a protein contained in corn homogenises
bread," she explains. "Why? By highlighting
the properties of the interaction between the
proteins and lipids, we can go some way
towards providing an answer. It is this twoway
research involving both biology and
physics that is now opening new doors." This
type of scientific approach is becoming
increasingly important in Western France,
with the setting up of an area of expertise
in biophysics, from Rennes to Nantes, via
Brest (www.rbpgo.univ-rennesl.fr). New
cooperative projects are underway, involving
the filming of living cells to a level of accuracy
never seen before, the discovery of a new
function for a musde protein, or the dosing of
glucose in blood without any lesions. This
article gives a brief insight into the work of
teams seeking out new territories that stretch
beyond the boundaries of the two existing
disciplines. n
4,9
pr ntemps
e nviron
en Breta
En Fret49ne, du 2 00 M, juin,
contribuer-- â Ca présertotioit de ('en
et re J'oi,9►neZ Ces actions CocaCes proches de chez vous:
En ouverture et clôture de la semaine de l'environnement,
assistez aux 2 conférences thématiques.* Entrée gratuite.
Visuel réalisé sur concours par A. Lecoq-Gillet & C. Rempenault.
LE LITTORAL :
USAGES ET ENVIRONNEMENT
Auditorium d'Océanopolis, à Brest
lundi 2 juin, à 20 h 30
Logiques économiques, préservation des ressources
halieutiques: vers une harmonisation des enjeux?
Pour tenter de répondre à cette problématique,
juristes, géographes et spécialistes du littoral
apporteront leur vision dans cette démarche qui
fait appel à des approches différentes, parfois
divergentes.
Le respect durable du littoral breton sera certainement
la résultante d'une gestion intégrant
conjointement l'ensemble des activités humaines
et leurs impacts et une connaissance approfondie
des mécanismes environnementaux.
LES BONS GESTES AU JARDIN:
POUR UN DÉVELOPPEMENT DURABLE
Maison du Champ de Mars, à Rennes
mardi 10 juin, à 20 h 30
Chacun peut, à son niveau, agir pour l'environnement.
Oui, mais comment?
Le jardinier, par exemple, peut valoriser ses déchets
verts en les recyclant sur place dans le compost ou
pour pailler sa terre.
Denis Pépin, biologiste, chroniqueur d'ouvrages sur
les haies et le jardin, vous donnera des clefs d'utilisation,
faciles et pratiques, pour gérer votre jardin,
sans compromettre l'environnement proche.
Conférence animée par Paul Tréhen, président du conseil
scientifique de la conférence régionale de l'environnement
ainsi que du CCSTI-Espace des sciences.
* Pour tout renseignement sur le programme des actions locates et des conférences:
www.region-bretagne.fr ou
www.bretagne-environnement.org
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Avec ta Région Bretagne,
préservons notre environnement
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Edition braille : Association
La facture en braille est proposée à l'ensemble de nos clients non-voyants.
Elle leur permet de connaître et gérer leur budget Eau de façon autonome.
Sur demande, les documents d'information sur l'eau (courriers, brochures,...) peuvent également
être traduits en braille. Ce nouveau service vient compléter ceux adaptés aux personnes à mobilité
réduite ou mal-entendantes, disponibles sur notre site internet www.generale-des-eaux.com
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