De l'influence des points d'ancrage sur la stabilité des glaces dans les terres de la reine Maud

Jeudi l 24-11-2016

Pour réduire les incertitudes sur les prédictions futures d'élévation du niveau des mers due au réchauffement climatique actuel, il est essentiel de mieux contraindre les modèles numériques de calotte polaire. La contribution de la calotte polaire Antarctique au niveau des mers représente environ 10% de la contribution totale, mais d'après le dernier rapport du Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC), cette contribution est amenée à augmenter.

Une autre conclusion de ce rapport du GIEC, qui est établi sur base des derniers résultats scientifiques, est que les incertitudes quant à cette contribution future sont grandes. La perte de glace de la calotte Antarctique se produit via deux processus : (i) la fonte pure des parties de la calotte en contact avec l'océan qui se réchauffe, et (ii) l'instabilité mécanique de certaines parties de la calotte lorsque celle-ci repose sur un socle continental situé en dessous du niveau des mers et en pente ascendante en direction de l'océan. Le processus d'instabilité est la plus grande source d'incertitude dans les prédictions futures.

En Antarctique, la partie flottante de la calotte en contact avec l'océan joue le role d'un frein qui s'oppose à la purge des glaces, qui provoquerait un recul inhérent de la partie posée de la calotte. La résistance de la partie flottante est accrue par des points d'ancrage, des petites montagnes sous-marines qui accrochent la base de la partie flottante et contribuent à sa stabilité. Or ces points d'ancrages sont petits (quelques km²) et mal répertoriés dans les bases de donnée satellitaires. Or ces données sont utilisées pour l'initialisation des modèles numériques de calotte polaire qui précède le calcul prédictif des futures pertes de glace.

Dans un article publié dans The Cryosphere, Lionel Favier et ses collègues du Laboratoire de Glaciologie (Faculté des Sciences) de l'Université libre de Bruxelles démontrent que ne pas considérer ces points d'ancrage sous-marins dans l'initialisation des modèles peut mener à des biais dans les prédictions futures.

L'équipe a utilisé des observations de terrain collectées autour de la base scientifique Princesse-Elisabeth qui établissaient la présence d'un point d'ancrage non répertorié dans les observations satellitaires. Les chercheurs ont intégré ce point d'ancrage pour initialiser leur modèle numérique, pour ensuite établir des résultats prédictifs de perte de glace pour le prochain millénaire.

Le premier résultat de l'étude est que la résistance opposée par la partie flottante de la calotte sur la partie ancrée plus en amont est très sensible à la fonte sous-marine, notamment à cause de l'instabilité relative à la topographie du socle sur lequel repose la calotte.

Mais le principal résultat est que la non-prise en compte de ce point d'ancrage dans l'initialisation du modèle peut retarder de 500 ans le recul de la calotte polaire dans certaines régions, ce qui affecte non seulement la représentativité du modèle numérique mais également les incertitudes quant aux futures prédictions de montée du niveau des mers.

Les modèles numériques de calotte polaire ont extrêmement évolué durant la dernière décénnie. Ils sont maintenant capable de reproduire le comportement de la calotte polaire Antarctique et établir des prédictions à l'échelle du millénaire. Néanmoins, aujourd'hui le soucis est dans les détails. L'affinement des prédictions des modèles passe par le soucis de mieux répertorier ces points d'ancrage, que l'on pourrait qualifier de petits à l'échelle de la calotte Antarctique mais essentiel pour mieux comprendre son futur.

Cette étude est menée avec le soutien de BELSPO et du FNRS

Dynamic influence of pinning points on marine ice-sheet stability: a numerical study in Dronning Maud Land, East Antarctica
Lionel Favier, Frank Pattyn, Sophie Berger, Reinhard Drews

Photo : image d'icebergs prise à partir du point d'ancrage répertorié par la Laboratoire de Glaciologie

Augmentation du bilan de masse de surface au cours du 20ème siècle sur la côte du Dronning Maud Land

Lundi l 07-11-2016

Pour comprendre l'impact des changements climatiques sur la dynamique de la calotte Antarctique et sa potentielle contribution au niveau marin dans le futur, il est primordial de reconstruire comment l'accumulation nette de neige en surface (le bilan de masse en surface) a évolué dans le passé. Les carottes de glace sont un bon exemple d'archive climatique et permettent, entre autres, de reconstruire ces accumulations de neige passées. Dans le contexte du réchauffement climatique du dernier siècle on devrait s'attendre à une accélération du cycle de l'eau et donc à une augmentation des précipitations neigeuses annuelles sur l'Antarctique. Cependant, les données de carottages de faible profondeur (quelques dizaines de mètres) récoltées en Antarctique de l'Est montraient jusqu'ici une grande variabilité, sans tendance avérée.

Dans un article publié dans The Cryosphere, Morgane Philippe et ses collègues du laboratoire de Glaciologie (Faculté des Sciences) ont analysé une carotte de glace - longue de 120m - qui a été forée sur la côte à proximité de la Station Polaire Princesse Elisabeth en Antarctique de l'Est.

Cette carotte de glace leur a notamment permis d'étudier l'évolution de l'accumulation neigeuse sur plus de 250 ans, dans une région où de tels enregistrements sur une aussi longue période de temps sont très rares. Cette étude est la première à démontrer que l'accumulation de neige, malgré une forte variabilité annuelle, a augmenté régulièrement au cours du 20ème siècle, et ce de manière plus prononcée ces 50 dernières années.

L'étude montre par ailleurs que cette augmentation d'accumulation est aussi reproduite par des modèles climatiques régionaux à haute résolution. Ces derniers indiquent le rôle prépondérant joué par la circulation atmosphérique régionale (pénétration régulière sur le continent de dépressions d'origine océanique et de précipitations associées), mais soulignent également que les maximas de précipitations de cette série temporelle correspondent à des épisodes de couverture minimale de glace de mer côtière et de températures océaniques au-dessus de la moyenne dans la région (deux facteurs locaux favorisant potentiellement l'évaporation de l'eau de mer).

Ice core evidence for a 20th century increase in surface mass balance in coastal Dronning Maud Land, East Antarctica

Morgane Philippe, Jean-Louis Tison, Karen Fjøsne, Bryn Hubbard, Helle A. Kjær, Jan T. M. Lenaerts, Reinhard Drews, Simon G. Sheldon, Kevin De Bondt, Philippe Claeys, and Frank Pattyn.

Photo: Morgane Philippe, PhD au laboratoire de Glaciologie de l'ULB, sur le site de forage antarctique de Derwael Ice Rise, à proximité de la Base antarctique belge « Princesse Elisabeth ». Dans ses mains, une belle section du carottage de 120 mètres ayant montré l'augmentation accélérée des précipitations neigeuse au cours du dernier siècle.

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La théorie de l'information explique comment l'activité d'une protéine liée à la maladie d'Alzheimer est régulée

Vendredi l 04-11-2016

L'activité des protéines dans les cellules, comme par exemple les kinases, est étroitement régulée pour s'assurer que ces enzymes agissent uniquement lorsque cela est nécessaire. Cette régulation est assurée par des sous-structures régulatrices (des domaines) qui inhibent l'activité enzymatique par le biais de liaisons à des régions spécifiques à l'intérieur de la protéine complète. Si une mutation perturbe ces liaisons, la kinase devient active au mauvais moment et au mauvais endroit, ce qui est lié à différentes maladies telles que le cancer.

Dans son nouvel article, Tom Lenaerts (Département d'Informatique, Faculté des Sciences) montre en collaboration avec les groupes de Nico Van Nuland (VIB et Vrije Universiteit Brusssel), Klaartje Houben (Utrecht Universiteit) et Markus Seeliger (Stony Brook University, School of Medicine) pour la première fois que le mécanisme chargé de contrôler l'activation de Fyn kinase dépend de la dynamique des chaînes latérales des résidus au sein du domaine SH2 de Fyn. Ils découvrent un réseau de communication à travers la structure de ce domaine en utilisant des techniques expérimentales et prédictives. Leurs résultats montrent que la théorie de l'information, qui est également utilisée pour comprendre comment la communication sans erreur est possible entre nos appareils technologiques, fournit un éclairage fondamental pour comprendre comment les protéines régulent leur activité.

Leur travail pluridisciplinaire donne un aperçu de la fonction d'une protéine qui a été récemment impliquée dans la maladie d'Alzheimer: Fyn interagit avec la protéine tau, qui est impliquée dans la maladie. La protéine a été identifiée comme une cible en aval importante pour le développement de médicaments ciblant la maladie d'Alzheimer : On a montré que l'inhibition de Fyn dans des souris atteintes de la maladie d'Alzheimer inverse les déficits de la mémoire chez ces souris. L'approche proposée dans ce nouvel article offre un moyen de modéliser, au sens mécanique du terme, des connaissances essentielles du système régulateur qui pourront potentiellement être exploitée dans le développement de médicaments visant à désactiver Fyn chez les patients atteints de la maladie d'Alzheimer.

Dynamically coupled residues within the SH2 domain of FYN are key to unlock its activity

Dispositif de calcul photonique capable d'auto-apprentissage

Jeudi l 20-10-2016

L'équipe "Reservoir Computing" commune au service OPERA-Photonique de l'Ecole Polytechnique (Prof. Marc Haelterman) et au Laboratoire d'Information Quantique de la Faculté des Sciences (Prof. Serge Massar) viens de réaliser un calculateur analogique photonique inspiré du fonctionnement du cerveau et des dernières avancées en intelligence artificielle. La principale innovation de leur dispositif expérimental est qu'il peut être utilisé tant pour réaliser des tâches de calcul comme la reconnaissance de la parole, que pour améliorer ses propres performances. De tels dispositifs capables d'auto-apprentissage pourraient permettre à terme de réaliser des dispositifs de calculs ultra-rapides et économes en énergie.

Le système expérimental implémente un algorithme d'intelligence artificielle connu sous le nom de « reservoir computing », mais avec la nouveauté que le système peut réaliser un auto-apprentissage afin de s'améliorer pour la tâche qu'il essaye de réaliser. Pour l'auto-apprentissage, le système utilise l'algorithme de « error backpropagation », qui est au cœur des progrès très rapides de l'intelligence artificielle ces dernières années (ayant permis par exemple à un ordinateur de battre pour la première fois le champion du monde de go). Les résultats obtenus montrent que la nouvelle approche a non seulement des performances meilleures que le reservoir computing traditionel, mais peut aussi résoudre des tâches tellement complexes qu'elles sont hors de portée de l'algorithme de reservoir computing. L'error backpropagation permet donc d'améliorer considérablement les performances de calculateurs analogiques. L'équipe de l'ULB a montré que ces deux algorithmes, à priori fort différents, peuvent être implémentés sur un même dispositif expérimental, augmentant par-là considérablement ses performances. Ces résultats pourraient à terme mener vers des calculateurs analogiques avec des puissances de calcul très grandes, et avec une très faible consommation énergétique.

Michiel Hermans, Piotr Antonik, Marc Haelterman, and Serge Massar, Embodiment of Learning in Electro-Optical Signal Processors, Phys. Rev. Lett.117, 128301, Sept. 2016

Une présentation plus large public des résultats est disponible à l'addresse

http://phys.org/news/2016-10-self-learning-tackles-problems-previous.html


"Construire" des molécules avec Laboratorium

Mettre la chimie à la portée des plus jeunes... Tel est l'objectif de l'Expérimentarium de Chimie créé à l'ULB il y a 5 ans. Afin de restimuler l'intérêt des sciences auprès du jeune public et de montrer en particulier le rôle fascinant que joue la chimie à de nombreux niveaux dans notre vie quotidienne, l'équipe de l'Expérimentarium a depuis lors développé de nombreuses activités.

Un nouveau projet vient de se concrétiser avec Laboratorium, un jeu de plateau. Fruit de l'imagination de plusieurs chimistes de l'ULB, il propose de "construire" des molécules.

Dans Laboratorium, chaque joueur (ou équipe de joueurs, si on joue à plus de 4) représente un groupe de l'industrie chimique cherchant à recréer la molécule-clé d'un produit avant les autres.
Objectif: être le premier à y parvenir afin de breveter sa synthèse et commercialiser le produit. Remporte la partie, le joueur qui aura réussi à synthétiser la molécule-cible choisie.

Laboratorium propose plusieurs niveaux de difficultés en fonction de la molécule retenue par les joueurs parmi les 7 proposées. Durée d'une partie: 1h à 2h.

> En pratique:
À partir de 12 ans
Laboratorium est en vente aux Presses Universitaires de Bruxelles (PUB)
Adresse des PUB: Avenue Paul Héger, 42 - 1000 Bruxelles - www.ulb.ac.be/pub
Prix de vente: 49 €.


Tribunes de l'ULB: "Pour un cloud fiable, responsable et ouvert"

Les Tribunes de l'ULB accueillent, le mercredi 7 décembre à 11h, Jean-Philippe Courtois, vice-président exécutif et président monde des ventes, du marketing et des opérations de Microsoft, sur le thème "Pour un cloud fiable, responsable et ouvert".

Avec l'avènement du Cloud Computing, nous sommes à l'orée d'une ère qui va connaître des mutations profondes. Une nouvelle génération d'innovations technologiques offre des possibilités qui promettent d'accroître l'accès aux opportunités économiques et de répondre à certains des problèmes les plus criants de l'humanité.

Mais le Cloud entraîne également des bouleversements d'une autre nature. Les gens s'interrogent quant à la sécurité de leur communauté, la pérennité de leur emploi ou l'avenir de leurs enfants. Ils se demandent non sans crainte si et comment cette technologie peut être mise au profit de tous plutôt que de quelques chanceux.

De toute évidence, nous sommes parvenus à un carrefour critique qui nous oblige à repenser la manière dont les individus interagissent, dont les entreprises mènent leurs activités et dont les gouvernements garantissent la sécurité publique, gèrent la croissance économique et fournissent leurs services.

Jean-Philippe Courtois présentera la vision de Microsoft dans ce domaine.

Nicolas van Zeebroeck, professeur d'Innovation et Digital Business à la Solvay Brussels School of Economics and Management présentera et assurera l'animation du débat.

> En pratique:
La Tribune sera donnée le mercredi 7 décembre 2016 à 11h - campus du Solbosch - bâtiment R42 - auditoire Drion (R42.5.503)
Accès gratuit pour tous, inscription obligatoire surwww.ulb.be/events/tribune
Plus d'information: www.ulb.ac.be/debats

En partenariat avec la Faculté Solvay Brussels School of Economics and Management, la Faculté des Sciences, l'École polytechnique de Bruxelles et Microsoft.


Petit commerce : en voie d'extinction ?

Selon une opinion largement répandue, le «petit commerce» est en voie d'extinction. Il serait victime de la grande distribution, du développement périphérique des villes et de l'accroissement du commerce électronique. Une étude de Jean-Pierre Grimmeau et Benjamin WayensIGEAT, Faculté des Sciences – parue dans le dernier Courrier Hebdomadaire du CRISP examine l'évolution du petit commerce en Belgique depuis la fin de la Seconde Guerre mondiale.

L'approche combine divers critères permettant de juger de la vitalité du petit commerce : nombre de magasins (ou, à l'inverse, de cellules vides), surface commerciale totale, emplois générés, chiffre d'affaires, importance par rapport aux autres formes de commerce, etc. L'éclairage tient compte des différents aspects de l'évolution de la consommation et de leurs conséquences. Les chercheurs de lULB s'intéressent également à l'évolution du métier de petit commerçant, à l'e-commerce et au rôle potentiel d'autres acteurs importants (propriétaires, banques et pouvoirs publics).

Les conclusions montrent que si le nombre de commerces de proximité a fortement diminué en 70 ans, le secteur a paradoxalement connu une importante croissance en termes de chiffres d'affaires, de superficies et d'emplois. Les causes du déclin du petit commerce sont loin de se limiter à la seule influence des grandes surfaces, des centres commerciaux et des sites de vente par internet ; elles résident dans une évolution globale de l'économie et des pratiques de consommation.


La chimie au service du documentaire

Le film documentaire "La vie à venir" vient de sortir sur grand écran. Le film suit la vie de jumeaux grands prématurés dans le service de néonatalité de l'hôpital Erasme.

Pour montrer le ressenti des jumeaux dans le ventre de leur mère, le réalisateur Claudio Capanna a fait appel au Laboratoire de Chimie physique non linéaire de l'ULB (Faculté des Sciences). L'équipe d'Anne De Wit développe en effet des "jardins chimiques" : des "paysages" développés à partir de plusieurs réactions chimiques minérales colorées. Ce procédé a été utilisé pour la séquence d'introduction du film : une vision de liquide rouge et blanc plein de croissances complexes.

Une expérience hors du commun pour les chercheurs, désormais crédités au générique du documentaire avec leurs collègues d'Erasme et les autorités de l'ULB. Le film sera prochainement diffusé sur la RTBF et sur ARTE après son passage en salles.


Prix FNRS pour des recherches sur les trypanosomes

Gilles Vanwalleghem recevra en novembre prochain le prix Eugene Yourassowsky pour son travail de thèse, effectué au laboratoire de Parasitologie moléculaire (Faculté des Sciences) sous la tutelle du Pr. Etienne Pays.

Défendue en 2012, la thèse de doctorat de Gilles Vanwalleghem a permis l'identification de trois canaux de transport du chlore chez Trypanosoma brucei, le parasite responsable de la maladie du sommeil. Un de ces canaux semble impliqué dans la destruction du parasite par la protéine humaine de l'immunité innée, ApoL1. Ces travaux ont conduit à une meilleure compréhension du mécanisme de mort cellulaire du parasite par cette protéine. Le travail du chercheur a également mis au jour une nouvelle fonction des adénylates cyclases du parasite : activées lors de la phagocytose, elles réduisent la réponse immunitaire innée de l'hôte. Ceci pourrait expliquer l'expansion de cette famille de protéines chez le parasite, afin d'échapper aux défenses immunitaires à leur encontre.

Décerné par le FNRS tous les quatre ans et dotée de 15.000€, le prix Eugene Yourassowsky récompense une thèse de doctorat réalisée dans le domaine de la microbiologie médicale et les maladies infectieuses. Gilles Vanwalleghem est actuellement chercheur à l'Université de Queensland en Australie.