Nouvelles sources industrielles et agricoles d'ammoniac révélées depuis l'espace

Vendredi l 07-12-2018

Une cartographie globale et à très haute résolution (1 km2) de l'ammoniac atmosphérique a été obtenue en combinant près de 10 ans de mesures par satellite. Plus de 200 sources importantes provenant de l'élevage intensif et de l'industrie ont été répertoriées, dont 2/3 qui n'avaient pas été détectées auparavant. L'étude suggère qu'une meilleure gestion des impacts de la pollution par l'ammoniac passe par une révision complète des émissions agricoles et industrielles, très largement sous-estimées dans les cadastres actuels.

Cette étude récemment publiée dans la revue Nature, a été réalisée par un groupe de chercheurs de l'ULB (Service de Chimie Quantique et Photophysique) en collaboration avec des chercheurs français du LATMOS/CNRS. Elle est basée sur l'exploitation des observations de l'instrument IASI (pour Interféromètre Atmosphérique de Sondage dans l'Infrarouge), qui vole à bord des trois satellites Metop, dont le dernier a été lancé avec succès le 7 novembre 2018. IASI permet de fournir aux scientifiques des données globales avec un très bon échantillonnage spatial et temporel depuis 2007. À partir de ces observations, les chercheurs sont en mesure d'étudier non seulement la météo mais aussi les impacts des activités humaines sur la qualité de l'air et l'évolution du climat.

L'ammoniac est un composé prépondérant de notre environnement : il joue un rôle majeur dans la formation des particules fines et donc sur la qualité de l'air et la santé humaine. L'excès de ce composé altère également nos écosystèmes : il affecte la qualité de l'eau et amène à une réduction de la biodiversité. Les processus qui régulent les concentrations d'ammoniac restent mal connus, particulièrement à l'échelle très locale. Les sondeurs embarqués sur les satellites d'observation de la Terre fournissent depuis une décennie un outil sans précédent pour surveiller ce composé.

En utilisant une méthodologie ultra-sensible d'exploitation des mesures IASI et des approches innovantes pour combiner les observations journalières sur 9 années, les chercheurs ont généré une carte d'ammoniac à très haute résolution (pixel d'environ 1 km²). Elle leur a permis de mettre en évidence et de catégoriser 242 sources ponctuelles, dont 83 liées à l'agriculture intensive et 158 à l'activité industrielle, principalement de production de fertilisants synthétiques. Une source ponctuelle a été attribuée à un lac en Afrique. En plus des sources nouvellement répertoriées et donc absente des inventaires actuels, les émissions provenant de sources connues sont aussi très largement sous-estimées. L'évolution des concentrations d'ammoniac sur les 9 années a également permis d'identifier les changements observés dans les activités humaines, comme l'ouverture ou la fermeture de complexes industriels ou l'agrandissement d'infrastructures d'élevage intensif.

Industrial and agricultural ammonia point sources exposed

Martin Van Damme, Lieven Clarisse, Simon Whitburn, Juliette Hadji-Lazaro, Daniel Hurtmans, Cathy Clerbaux & Pierre-François Coheur

Comment le cerveau se construit au cours du développement de l'embryon, un mystère encore aujourd'hui.

Vendredi l 14-09-2018

Le Laboratoire de Génétique du Développement(Eric Bellefroid, Biopark, Faculté des Sciences) étudie depuis plusieurs années chez la souris le rôle des facteurs de transcription Dmrt5/Dmrta2et Dmrt3 dans le développement du cerveau. Les facteurs de transcription Dmrt3 et Dmrt5/Dmrta2 sont exprimés très tôt dans l'embryon au niveau du télencéphale, la vésicule la plus antérieure qui apparait dans le tube neural au cours du développement du cerveau. Ils sont exprimés uniquement dans la partie dorsale du télencéphale à l'origine du cortex cérébral, une des structures majeures de notre cerveau et le siège des fonctions cognitives.

En éliminant génétiquement l'un ou l'autre de ces deux facteurs de transcription, les chercheurs avaient déjà démontré que ceux-ci sont des régulateurs essentiels de la croissance du cortex cérébral et que leur concentration au sein des cellules progénitrices des neurones corticaux joue un rôle crucial dans la spécification des différentes aires du néocortex (aires motrice, sensorielle ou encore visuelle).

De nouveaux résultats de l'équipe publiés dans la revue scientifique J. of Neuroscience en dévoile encore un peuplus sur le rôle complexe de ces facteurs de transcription. En collaboration avec le laboratoire du Dr. Elizabeth Grove (Chicago), Elodie Desmaris et ses collègues ont découvert que l'absence combinée des deux facteurs induit une expansion des structures ventrales télencéphaliques au détriment du cortex, pratiquement absent dans les doubles mutants. A l'inverse, la surexpression de l'un de ces facteurs de transcription, Dmrt5, dans les progéniteurs du télencéphale ventral bloque la formation des éminences ganglionnaires, des structures dérivées des progéniteurs de la partie ventrale télencéphalique. Mécanistiquement, les résultats obtenus révèlent que les facteurs de transcription Dmrt3 et Dmrt5 coopèrent entre-eux et avec d'autres facteurs de transcription pour réprimer l'expression du gène, Gsx2, un déterminant majeur des structures ventrales télencéphaliques.

Cette étude révèle donc une nouvelle fonction importante des facteurs de transcription Dmrt3 et Dmrt5 dans la définition de ce qui est dorsal et ventral dans la vésicule télencéphalique, une étape initiale primordiale dans la construction de notre cerveau.

Bientôt un voyage dans le temps climatique?

Jeudi l 06-09-2018

Collecter de la glace vieille de plus de 1,2 millions d'années pour comprendre l'évolution du climat. C'est un des grands défis actuels en glaciologie. Où trouver cette glace ? La base de la calotte antarctique, en-dessous d'une couche de glace de plusieurs km ! Dans une étude parue dans le journal « The Cryosphere », Brice Van Liefferinge et Frank Pattyn, du Laboratoire de glaciologie de la Faculté des Sciences de l'ULB ainsi que leurs collègues américains et allemands, ont mis en évidence des sites prometteurs au centre de la calotte où pourrait se trouver cette glace ancienne.

Les sites idéaux ? Là où l'épaisseur de glace est suffisamment épaisse pour avoir emmagasiné les informations des cycles climatiques passés et notamment la réorganisation naturelle du climat qui s'est produite entre 0,9 et 1,2 Ma, période cruciale dans l'histoire climatique. Actuellement, les mesures des conditions à la base de la calotte antarctique n'ont été obtenues que sur quelques sites de forage et ne remonte que jusqu'à 800.000 ans. Mais l'épaisseur de glace doit également être suffisamment faible pour empêcher la fonte à la base de la couche de glace et donc la disparition de la glace ancienne. La glace a un effet isolant et la calotte a tendance à garder la chaleur fournie par la terre, chaleur qu'on appelle le flux géothermique. Ils ont modélisé et produit une carte des valeurs seuils du flux géothermique, c'est-à-dire la valeur maximum qui permet de limiter la fonte à la base de la calotte. Ces valeurs ont été comparées statistiquement aux ensembles de données de flux géothermique existants pour obtenir une distribution probabiliste des conditions gelées et dégelées. Ils ont combiné cette modélisation avec des nouvelles données radar à haute résolution spatiale de l'épaisseur de glace et de la topographie du lit rocheux sur lequel la glace est posée.

Cette étude permet de réduire les incertitudes sur les sites idéaux pour trouver glace ancienne notamment dans la région de Dome Fuji et de Dome Concordia, au centre de la calotte antarctique. Les équipes de chercheurs vont cet hiver (été antarctique) partir sur le terrain pour observer de plus près les sites mis en évidence dans cette étude, et préparer le but ultime, le forage ... la cible se rapproche !

Le caractère des blattes influence leurs décisions

Lundi l 03-09-2018

Selon qu'elles soient 'timides' ou 'téméraires', les blattes américaines vont jouer un rôle différent dans les décisions collectives. Les blattes américaines peuvent nous apprendre beaucoup sur les processus de prise de décisions collectives. En effet, les Periplaneta americana choisissent ensemble le site où elles vont se reposer, et sont donc un modèle d'étude des mécanismes gouvernant les décisions collectives.

Récemment des différences de personnalité ont été mise en évidence chez ces blattes: certains individus sont téméraires et explorateurs et d'autres plus prudents. Les individus prudents ou timides ont une forte tendance à s'agréger rapidement et sortent rarement de l'abri. Au contraire, les individus téméraires passent longtemps à explorer l'arène et sa probabilité de s'abriter est faible. Dans une nouvelle étude publiée dans PlosOne, Isaac Planas-Sitjà, Stamatios C. Nicolis, Grégory Sempo et Jean-Louis Deneubourg, chercheurs au Centre Interdisciplinaire de Phénomènes Non-linéaires et de Systèmes Complexes (Faculté des Sciences), montrent que ces personnalités influencent la vitesse de prise de décision collective et la cohésion du groupe.

Le chercheur a placé des groupes de 16 blattes face à un choix binaire entre différents abris et observé leur comportement pendant 3 jours consécutifs. Il a composé des groupes homogènes constitués exclusivement de blattes 'timides' ou 'téméraires' ainsi que des groupes contrôle (composition aléatoire). Les résultats montrent que les groupes composés de blattes 'timides' ont une dynamique d'agrégation plus rapide, avec plus de blattes abritées à la fin de l'expérience sous l'abri sélectionné. En d'autres mots, les groupes 'timides' s'agrègent plus rapidement et atteignent des consensus plus marqués que des groupes 'téméraires'. Le chercheur a également observé que les groupes de téméraires montrent une plasticité comportementale plus grande: au sein de ceux-ci, certaines blattes acquièrent des comportements de timides au cours des expériences: s'agrègent plus rapidement et augmentent sont temps de séjour. De lors, ces individus avec grande plasticité contribuent à nucléer les consensus et permettent aux groupes 'téméraires' de s'agréger plus rapidement et contrebalancer la manque d'individus 'timides'.

Chez les blattes comme dans notre société, la prise de décision dépend donc des préférences individuelles ainsi que des communications entre les individus.

The interplay between personalities and social interactions affects the cohesion of the group and the speed of aggregation
par Planas-Sitjà, Isaac ;Nicolis, Stamatios ;Sempo, Grégory ;Deneubourg, Jean-Louis
Référence PloS one, 13, 8, page (1-13)

Mardi l 11-12-2018
Conférence de vulgarisation sur HIV dans le cadre du projet européen RISE

Dans le cadre du consortium européen RISE EU4HIVCURE (Accelerating HIV Cure supported by the H2020 Marie Sklodowska-Curie action of the European commission to allow Research and Innovation Staff Exchange (RISE)), un meeting annuel de recherche aura lieu cette année à l'Université de Strasbourg du 13 au 14 décembre 2018.

En préambule ,Virginie Gautier de l'Université de Dublin donnera une conférence de vulgarisation sur le sujet. Pour permettre au plus grand nombre de bénéficier de cet événement, la conférence sera retransmise en direct via le canal web de l'Université de Strasbourg.

La conférence aura lieu le 13 décembre à 10h30 et durera environ 1h30. Toutes les informations sont disponibles sur le site de l'Université de Strasbourg.

Lundi l 03-12-2018
Noël en Antarctique, sur la piste des changements climatiques

Le 1er décembre, des chercheurs en glaciologie et en climatologie de l'ULB, l'UCLouvain et de l'Université du Colorado prendront la direction de l'Antarctique! Au programme: la deuxième campagne de terrain du projet Mass2Ant, dont l'objectif est de mieux comprendre les changements climatiques observés ces dernières décennies dans les hautes latitudes de l'hémisphère sud, et la pertinence à long terme de ces changements.

Pendant un mois et demi, Jean-Louis Tison (Laboratoire de Glaciologie, Faculté des Sciences) et ses collègues analyseront la distribution spatiale des chutes de neige et l'accumulation de la neige ancienne, les propriétés de la neige et les variations des conditions météorologiques. Ils collecteront également des carottes de glace afin de leur permettre de reconstituer les changements de l'accumulation annuelle de neige et d'autres témoins des changements climatiques au cours des siècles passés. Grâce à une approche combinée d'observations et de modélisation, la recherche déterminera, entre autres, si ces changements sont le résultat de l'Homme et/ou s'ils sont liés à la variabilité naturelle de la circulation océanique et atmosphérique. Le projet permettra également de mieux comprendre la dynamique climatique mondiale et d'améliorer les projections futures pour l'Antarctique et son impact sur le niveau des mers, ce qui permettra d'affiner les évaluations disponibles pour les décideurs politiques.

Les chercheurs ont lancé un blog – https://www.bel-antar2018.be – sur lequel vous pouvez suivre leurs aventures en Antarctique. Ce blog présente l'évolution et les principaux événements de cette mission de terrain, ainsi que des anecdotes sur l'Antarctique et le climat et des réponses aux questions que tout le monde se pose !

Habitué des missions en Antarctique, Jean-Louis Tison a notamment participé à la mission PIPERS qui se déroulait durant l'été 2017. Une mission à revoir en vidéo.

Lundi l 03-12-2018
Subsides postdoctoraux pour les universités de Cambridge et d'Oxford

La Fondation Wiener-Anspach vient de lancer son appel à candidatures pour les subsides postdoctoraux aux universités de Cambridge et d'Oxford pour l'année académique 2019-2020.

Pour bénéficier du subside, il faut avoir complété son doctorat au plus tard le 31 décembre 2019 ou depuis moins de cinq ans au moment du début de la recherche à Oxford ou à Cambridge.

> Informations pratiques:

Date limite pour la remise des dossiers: lundi 18 mars 2019 à midi.

Toutes les informations sont sur le site de la Fondation Wiener-Anspach.

Contact: fwa@ulb.ac.be ou 02 650 27 16 (les lundis, mercredis et vendredis de 9h à 12h, les mardis et vendredis de 14h à 17h)

Mardi l 13-11-2018
Plus de 1.5°C? Adieu Antarctique et Groenland!

Que deviendraient les calottes polaires dans un monde plus chaud d' 1,5 °C, si l'atténuation du changement climatique récemment mise en relief par le GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat) était atteinte (COP21, accord de Paris) ? Un examen de l'état des connaissances suggère que les prévisions actuelles sur ce sujet sont incertaines en raison de la compréhension limitée des changements de la circulation atmosphérique autour du Groenland et de la circulation océanique autour de l'Antarctique. Cependant, l'étude conclut qu'il est important de limiter le réchauffement de la planète d'ici 2100 à 1,5°C pour minimiser le risque d'atteindre des points de basculement qui accéléreraient considérablement la perte de masse.

Aujourd'hui, en raison des activités humaines provoquant un réchauffement global, la montée du niveau de la mer est d'environ 4 mm par an et est en pleine accélération. Les principales contributions à cette hausse sont l'expansion thermique des océans, la fonte des glaciers et, de plus en plus importante, la fonte des calottes polaires du Groenland et de l'Antarctique. Ces calottes polaires sont communément appelées les " géants endormis " de la Terre car dans l'éventualité où elles fondraient totalement, elles feraient monter le niveau des mers de plus de 70 mètres. Si une perte de glace très importante nécessite évidemment des échelles de temps longues (plusieurs millénaires), elle peut néanmoins être engagée sous quelques générations humaines. On estime en effet que les deux calottes polaires peuvent atteindre des points de basculement dès un réchauffement supérieur à une limite de 1,5 à 2,0 °C, entraînant une perte de masse irréversible. Pour le Groenland, cela est dû à la fonte accrue de la calotte polaire, tandis que pour l'Antarctique, cela est dû aux instabilités marines de certains secteurs de la calotte polaire, en particulier de la calotte polaire de l'Antarctique de l'Ouest. Atteindre ces points de basculement entraînerait une élévation du niveau de la mer de plusieurs mètres sur des échelles de temps allant de siècles aux millénaires, ce qui remettrait en cause l'existence même des petits États insulaires qui se feraient submerger, et aurait des conséquences dramatiques pour les villes côtières du monde entier.

The Greenland and Antarctic ice sheets under 1.5°C global warming
Pattyn, Frank, Catherine Ritz, Edward Hanna, Xylar Asay-Davis, Rob DeConto, Gaël Durand, Lionel Favier, Xavier Fettweis, Heiko Goelzer, Nicholas R. Golledge, Peter Kuipers Munneke, Jan Lenaerts, Sophie Nowicki, Antony J. Payne, Alexander Robinson, Hélène Seroussi, Luke D. Trusel, and Michiel van den Broeke (2018). Nature Climate Change. Doi:10.1038/s41558-018-0305-8

Mercredi l 31-10-2018
François Reniers récompensé par l'AVS

François Reniers (Chimie analytique et chimie des interfaces, Faculté des Sciences) a été élu « Fellow de l'AVS » (American Vacuum Society). Cette distinction lui a été remise pour sa contribution pionnière à la synthèse par plasma atmosphérique de revêtements organiques, inorganiques et hybrides présentant une grande variété de propriétés fonctionnelles et pour la conversion de CO2 en molécules utiles par décharge à barrière diélectrique.

Cette distinction devrait permettre au chercheur et à son équipe de développer encore un peu plus la recherche portant sur la physico-chimie des plasmas atmosphériques froids. Bien que récent, ce domaine présente des perspectives d'applications sociétales et environnementales considérables. Ces plasmas commencent maintenant à être utilisés dans l'industrie (dépôt de couches intelligentes, semiconducteurs), dans le domaine biomédical (traitement de tumeurs, développement de matériaux biocompatibles, stimulation immunitaire, stérilisation,...), et dans l'environnement (piles à combustibles, conversion de gaz, destruction de molécules toxiques, désinfection de l'eau, agriculture urbaine).