2 juin - Les controverses migratoires : sciences, médias et politiques

Mercredi l 24-05-2017

La Société Démographique Francophone de Belgique (SDFB) et l'Institut de Gestion de l'Environnement et d'Aménagement du Territoire (IGEAT, ULB) ont le plaisir de vous convier au séminaire international "Les controverses migratoires : sciences, médias et politiques" qui se tiendra le vendredi 2 juin 2017 à l'ULB et dont vous trouverez le programme en cliquant sur le fichier attaché ci-dessous.

Programme_Controverses_Migratoires.pdf

Les barrages, pièges pour le carbone

Jeudi l 18-05-2017

Les réservoirs créés par la construction de barrages sur les rivières du monde entier pourraient avoir des effets importants sur le cycle global du carbone et sur le système climatique, effets jusqu'à présent ignorés. C'est la conclusion d'une étude réalisée par des chercheurs de l'Université de Waterloo (Canada) et de l'Université Libre de Bruxelles (R. Lauerwald et P. Regnier, unité de recherche Biogéochimie et Modélisation du Système Terre, Faculté des Sciences), publiée dans Nature Communications.

Il existe à l'heure actuelle plus de 70 000 grands barrages à travers le monde. De nouveaux barrages sont sans cesse construits, et à l'échelle planétaire, plus de 90 % de nos cours d'eau seront fragmentés par au moins un barrage d'ici 15 ans. Si l'effet des réservoirs individuels sur le cycle du carbone est relativement bien connu, l'impact global des milliers de réservoirs existants, en construction ou planifiés pour les décennies à venir, est encore très mal évalué.

Cette étude est la première à analyser comment la construction de barrages modifie les flux de carbone à l'échelle planétaire. Pour ce faire, une méthode basée sur des simulations « Monte-Carlo », combinant des fonctions de densité de probabilités pour l'ensemble des paramètres cinétiques caractérisant le cycle du carbone des réservoirs, a été mise au point. Cette approche permet de relier à des paramètres physiques simples, tels que le débit d'eau et la taille du réservoir, l'intensité de la production photosynthétique primaire (P), la décomposition du carbone organique produit in-situ ou dérivé des écosystèmes terrestres (R), le piégeage du carbone dans les sédiments et leur export vers le réseau fluvial. Une fois ces relations déterminées, le modèle a été appliqué à un ensemble de réservoirs (de géométrie et débit connu) distribués sur le réseau hydrographique mondial, et qui collectivement représentent plus de 70 % (en volume) des réservoirs créés par l'homme. Le modèle résultant est spatialement résolu et prend non seulement en compte le nombre et l'âge des réservoirs, mais également les changements d'apports en eau et en carbone continental ainsi que les variations de température au cours de la période 1970-2050.

Les résultats démontrent que les réservoirs filtrent des quantités importantes de carbone organique transporté des continents vers les océans par le réseau fluvial. Les simulations révèlent que l'évolution est fortement non-linéaire, et que la capacité de rétention devrait atteindre 20 % des apports de carbone continental à l'horizon 2030 (environ 2/3 par séquestration et 1/3 par décomposition). En conséquence, l'export de carbone organique vers l'océan devrait être réduit malgré l'augmentation des apports due aux activités humaines, modifiant ainsi de manière significative le « bilan carbone » de l'océan côtier. Les simulations mettent également en évidence que, si à l'échelle globale les réservoirs sont à l'heure actuelle net hétérotrophes (P/R <1), ils pourraient devenir net autotrophes (P/R > 1) durant la deuxième moitié du 21ème siècle et donc jouer un rôle de service écosystémique important en captant des quantités considérables de CO2 atmosphérique. Enfin, les résultats mettent en évidence que l'impact des réservoirs n'est pas homogène géographiquement : si par le passé des fleuves comme le Mississipi ou le Niger ont été profondément impactés par la construction de barrages, d'autres le seront au cours des années à venir. Par exemple, plus de 150 nouveaux barrages seront construits sur l'Amazone à l'horizon 2030, augmentant d'un facteur 40 environ la séquestration de carbone organique le long du réseau hydrographique du plus grand fleuve du monde.

Global perturbation of organic carbon cycling by river damming
Taylor Maavara, Ronny Lauerwald, Pierre Regnier & Philippe Van Cappellen
Nature Communications 8, Article number: 15347 (2017)

D'imposants reliefs découverts sous la calotte Antarctique

Mercredi l 10-05-2017

Les paysages de Scandinavie et d'Amérique du Nord sont marqués par d'anciens systèmes hydrologiques formés sous les calottes de glace qui recouvraient ces régions. Ces reliefs n'avaient jusqu'à aujourd'hui jamais été observés sous une calotte contemporaine, parce que la glace – épaisse de plusieurs kilomètres – rend leur observation très difficile.


Une équipe de scientifiques de l'Université libre de Bruxelles (ULB, Belgique) et de l'Académie bavaroise des sciences (Allemagne) ont découvert un système hydrologique actif de chenaux et de crêtes sédimentaires sous la calotte Antarctique. Leur étude, publiée en Nature Communications, montre que ces reliefs sous-glaciaires sont cinq fois plus grands que les vestiges observés actuellement dans les paysages déglacés de l'hémisphère nord. Les crêtes sédimentaires découvertes façonnent la glace sur des centaines de kilomètre en aval car elles amincissent la glace à la base de la calotte. Leur étude est importante pour la stabilité des plateformes de glace car, comme de nombreuses études l'ont montré, l'amincissement des plateformes de glaces affecte la stabilité de la calotte Antarctique.

Lorsqu'un système hydrologique se met en place à la base d'une calotte de glace, des chenaux sous-glaciaires se forment pour évacuer l'eau de fonte vers l'océan. La hauteur de ces chenaux s'élève général à quelques mètres. De nouvelles observations géophysiques menée par le laboratoire de glaciologie de l'ULB montrent que ces chenaux s'élargissent de plus en plus à l'approche de l'océan. Ils ont mis au point un nouveau modèle mathématique pour expliquer leur découverte : les chenaux s'élargissent parce que la pression de la glace qui les recouvre disparaît lorsque la glace se met à flotter sur l'océan.

Alors que ces chenaux s'élargissent de plus en plus, la vitesse d'écoulement de l'eau qu'ils contiennent diminue à son tour, forçant ainsi les sédiments en suspension à se déposer à la sortie des chenaux. Maintenu sur plusieurs milliers d'années, ce processus construit d'énormes crêtes sédimentaires – d'une hauteur comparable à la tour Eiffel – en dessous de la glace.
La sédimentation active dans les chenaux sous-glaciaires semble contrôler la formation des « Eskers » qui sont des crêtes sédimentaires, communément observées dans les paysages aujourd'hui déglacés. Les eskers que l'on observe de nos jours sont néanmoins 5 fois moins élevés que ceux qui viennent d'être découverts en Antarctique.

Des chenaux géants capables d'entailler la glace par en dessous

En évoluant, les crêtes sédimentaires entaillent la glace qui s'écoule par-dessus. Ces entailles se déplacent ensuite avec la glace et deviendront plus tard des «sillons» dans les plateformes de glace flottante. La glace au niveau de ces sillons est jusqu'à deux fois plus fine que dans ses alentours, rendant ceux-ci potentiellement très vulnérables à la fonte océanique.

Les chercheurs pensaient auparavant que les sillons de plateformes de glace étaient exclusivement creusés au contact de l'océan mais il semble désormais clair que d'autres facteurs rentrent en jeu.

« Notre étude montre que les sillons dans les plateformes de glace sont déjà initiés sur le continent, et que leur taille dépend fortement des processus de sédimentation qui ont lieu des centaines, voire des milliers d'années auparavant », explique Reinhard Drews, le principal auteur de l'étude.

Ce nouveau lien entre système hydrologique sous-glaciaire, sédimentation active et stabilité des plateformes de glace ouvre la voie à une nouvelle compréhension des mécanismes en jeu sous la calotte Antarctique; et nous aide également à mieux reconstituer l'étendue des calottes de l'hémisphère nord au cours des dernières périodes glaciaires.

Actively evolving subglacial conduits and eskers initiate ice shelf channels at an Antarctic grounding line

R. Drews, F. Pattyn, I. J. Hewitt, F. S. L. Ng, S. Berger, K. Matsuoka, V. Helm, N. Bergeot, L. Favier & N. Neckel

Système toxine-antitoxine bactérien : comment bloquer l'initiation de la synthèse des protéines ?

Jeudi l 27-04-2017

Les systèmes toxine-antitoxine (TA) bactériens sont abondants dans les génomes bactériens et présentent des activités très diversifiées. Ces modules sont composés d'une protéine toxique inhibant les fonctions essentielles de la bactérie hôte et d'une protéine antidote, contrecarrant l'activité de la toxine. Dans certaines conditions environnementales stressantes, comme par exemple lors d'un traitement antibiotique, l'activité toxique de la toxine est libérée et inhibe la croissance de la bactérie hôte. Ces systèmes ont été impliqués dans la persistance, un phénomène permettant aux bactéries de tolérer et de survivre aux antibiotiques.

Nous avons caractérisé l'activité d'une nouvelle toxine, AtaT, provenant d'une souche d'Escherichia coli pathogène. AtaT présente une activité acétyl-transférase ayant la capacité de transférer un groupe acétyl sur sa cible à partir de l'acétyl-coenzymeA, une molécule du métabolisme abondante. La cible de cette toxine a été identifiée par les chercheurs: il s'agit de l'ARN de transfert initiateur, indispensable à l'initiation de la traduction des protéines. Chez les bactéries, cet ARN de transfert chargé par l'acide aminé méthionine subit une modification (formylation), qui permet le démarrage de la traduction. En présence de la toxine AtaT, l'acide aminé méthionine est acétylé et non formylé. Par une combinaison d'approches menées in vivo et in vitro, les chercheurs ont montré que l'acétylation de la méthionine chargée sur l'ARN initiateur empêche son interaction avec le ribosome et les facteurs d'initiation de la traduction, ce qui conduit à un blocage de l'étape d'initiation de la traduction.

Ce travail a révélé un nouveau mécanisme moléculaire permettant de bloquer la traduction et met en évidence le tRNA initiateur comme un cible de choix pour bloquer la croissance bactérienne.

Jurėnas D, Chatterjee S, Konijnenberg A, Sobott F, Droogmans L, Garcia-Pino A, Van Melderen L.

AtaT blocks translation initiation by N-acetylation of the initiator tRNAfMet

Nat Chem Biol. 2017 Apr 3. doi: 10.1038/nchembio.2346. [Epub ahead of print]

Personnalité et anonymat lors de la migration: le cas des blattes

Jeudi l 06-04-2017

La tendance à former des groupes est un phénomène des plus observés au sein du règne animal et notamment chez les vertébrés et les insectes. La formation de ces groupes et leurs décisions collectives résultent des décisions personnelles des individus et de leurs communications. Cette recherche publiée dans Scientific Reports et associant expériences et modélisation mathématique, a pour but d'identifier les synergies et conflits entre personnalités et communications chez une espèce de blatte nuisible et commensale de l'homme. Celle-ci forme, la journée, des groupes de repos qui disparaissent la nuit - les blattes explorant leur environnement - et qui se reforment le matin. Cette étude montre que le groupe, malgré ces dispersions nocturnes, reste fidèle jour après jour au même site de repos. Cependant cette fidélité a des limites. Soumis à des perturbations similaires à celles que, dans notre environnement, nous imposons à diverses espèces, le groupe migre vers des endroits plus sûrs.

S'il n'y a rien de plus anonyme qu'une blatte, les résultats montrent que chaque individu lorsqu'il explore son environnement a sa propre personnalité pendant la nuit : certains explorent peu, d'autres la plus grande partie de la nuit. Mais lors de la migration d'un site vers un autre, ces personnalités ne se manifestent plus et les insectes retrouvent leur anonymat. Cette présence et absence de personnalité, suivant l'activité, illustrent la plasticité comportementale des insectes.

Ces résultats montrent que nous sommes confrontés à des insectes qui ont des stratégies hautement collectives et des comportements individuels d'une grande complexité, ce qui doit nous conduire à réviser nos méthodes de lutte. De plus, les outils développés dans ce travail peuvent être appliqués à d'autres espèces partageant notre environnement et contribueront à identifier une gestion plus efficace de celles-ci.

I. Planas-Sitjà, M. O. Laurent Salazar, G. Sempo & J.L. Deneubourg
Emigration dynamics of cockroaches under different disturbance regimes do not depend on individual personalities.
Scientific Reports, 7,Article number: 44528

Mardi l 16-05-2017
Nouvelle estimation des ressources forestières

La surface occupée par les forêts dans les zones arides est plus étendue que l'on ne le pensait précédemment. C'est la conclusion d'une étude menée par Jean-François Bastin, chercheur associé à l'Université libre de Bruxelles et consultant à l'Organisation des Nations unies pour l'agriculture et l'alimentation (FAO), en collaboration avec Google et publiée dans Science.

Malgré leur importance pour l'environnement et les populations locales, les forêts arides sont largement méconnues, comme en témoigne la diversité des chiffres publiés dans la littérature concernant leur superficie, qui varie de 100 à 542 millions d'hectares.

Ceci est dû aux difficultés que rencontrent les approches classiques de cartographie lorsque l'on s'intéresse aux biomes arides. Ces approches se basent sur le signal spectral ré-émis par la terre et enregistrées par un capteur optique à moyenne résolution (30 à 250 m) équipé dans certains satellites (exemple : Landsat, MODIS). Sur base de ce signal, on utilise des algorithmes pour distinguer la végétation de la non-végétation. Cependant, la végétation en présence en zone aride présentent différentes spécificités qui limitent cette approche :

- Les forêts en présence ont tendance à être fragmentées, ce qui implique que le signal spectral perçu correspond à un signal composite de végétation et de sol nu. Il y est donc difficile d'y quantifier la couverture de végétation.

- Les espèces en présence sont adaptées aux conditions environnementales arides, elles y répondent par différentes stratégies qui impactent directement l'information spectrale enregistrée par le capteur : la perte de feuilles durant la saison sèche, une composition et une morphologie des feuilles et du houppier qui limitent l'évapotranspiration (se traduisant par un signal spectral différent).

Pour pallier à ces problèmes, les chercheurs ayant participé à cette étude ont développé une nouvelle méthode combinant de manière créative les données satellites optiques à très haute résolution spatiale (inférieur à 1m) mises à disposition gratuitement par Google, une nouvelle méthode de photo-interprétation développée par la FAO et une expertise participative coordonnée entre plus de 200 opérateurs locaux. Cette méthode permet de ne pas être dépendant de la détection automatique d'un signal de végétation, et l'utilisation d'image satellite à très haute résolution permet de distinguer les arbres du sol nu.

Avec cette approche, les chercheurs ont découvert que les forêts arides couvrent 1079 millions d'hectares, soit 400 à 500 millions de plus que les chiffres précédemment rapportés. Les différences sont particulièrement importantes en zone semi-aride, particulièrement abondantes en Afrique et en Australie, où les chiffres sont doublés. À l'échelle de la planète, cela correspond à une augmentation de la superficie mondiale des forêts d'au moins 9%, une surface équivalente à la forêt amazonienne.


Ces résultats apportent de nouvelles informations pour mieux comprendre les incertitudes actuelles dans le bilan carbone de la planète, et permettent le développement d'actions nouvelles pour la conservation et la restauration des forêts, et par conséquent, pour la lutte contre la désertification et le changement climatique.

Lundi l 15-05-2017
Exposition : Explorons l'invisible au CCS

Du 22 mai au 3 septembre 2017 à Charleroi, le CCS (Centre de Culture Scientifique) de l'ULB vous invite, au travers d'une exposition ludique et insolite, à explorer l'invisible...

Aujourd'hui, le microscope et le télescope nous ont permis de dépasser les limites du visible. De l'infiniment petit à l'infiniment grand, des mondes inconnus se sont ouverts à nous et ce, pour le plus grand bonheur des scientifiques. Pendant cette exposition, le Centre de Culture Scientifique offre une sélection d'images d'une réalité que nous ne connaissons que très peu qui ne manqueront pas d'interpeller le public tant par leur esthétisme que par leur mystère.

Une exposition réalisée grâce à la collaboration de «Sciences et Techniques au Carré» de l'UMons, d'InforSciences de la Faculté des Sciences de l'ULB et du CMMI du BioPark à Gosselies.

>Infos pratiques
Date : Du 22 mai au 3 septembre
Lieu : Centre de Culture Scientifique (CCS) de l'ULB (Rue de Villers 227 - 6010 Charleroi)
Plus d'informations et horaires d'ouverture du CCS

Mercredi l 10-05-2017
Unifying the fundamental forces of nature

Massimo Taronna is a researcher at the Department of Theoretical and Mathematical Physics of the Faculty of Science, that is headed by Marc Henneaux, since 2015. Mr. Taronnas has recently been awarded a European Marie Skłodowska-Curie grant which will allow him to spend two years at the Princeton University In the United States, before returning to Brussels for a year.

One of the fundamental problems of quantum field theory is to map the space of the scale-invariant fixed points of the renormalisation group flow. This is a key question for understanding the landscape of quantum field theories. Further importance stems from the relation between fixed points of the renormalisation group flow and critical phenomena, and through gauge/gravity duality to quantum gravity.

The bootstrap program was developed to study solutions to the associativity constraint in fig.1 (attachment) at the basis of conformal field theories and has its roots in the S-matrix approach to the nuclear force. It is based on the idea that general principles (symmetry and quantum mechanics) should suffice to uniquely fix the dynamics of quantum field theories. Although the idea was first proposed by A. Polyakov in the 1970s, only recently has it led to striking results for unitary conformal field theories in d>2, such as the Ising model in 3d.

During this project I intend to develop new systematic tools both numerical and analytical, tailored to carve out the space of non-supersymmetric conformal field theories in generic dimension and their bulk dual in Anti-de-Sitter space-time via methods initially developed in the context of higher-spin theories.

The greater control over the conformal bootstrap would also provide new tools to achieve a deeper understanding of quantum gravity via holography, indicating when a local space-time can emerge as we traverse the conformal field theory landscape. Indeed, a crucial physical question in the holographic reconstruction program is the emergence of bulk locality. This is particularly relevant for theories of higher-spin fields whose interactions involve an arbitrary number of derivatives. Gauge/gravity duality provides a framework to investigate the locality properties of such theories, which can be studied systematically using the tools which will be developed.

Fig 1.jpg

Jeudi l 04-05-2017
Un réseau européen autour des ondes gravitationnelles

L'action COST "Ondes gravitationnelles, trous noirs et physique fondamentale" a pour but de comprendre les sources de la radiation gravitationnelle et la science encodée dans leur signal. L'objectif est également de façonner un réseau interdisciplinaire collaboratif européen, de former la prochaine génération de physiciens maîtrisant la radiation électromagnétique et gravitationnelle, et, enfin, de disséminer la science des ondes gravitationnelles dans la société et les médias.

Trois groupes de travail ont été formés qui adressent les questions clés suivantes: (1) Quelles sont les sources d'ondes gravitationnelles et comment sont-elles distribuées; (2) Comment modéliser l'émission d'ondes gravitationnelles; (3) Quelle est la science encodée dans ces ondes. Ces questions fondamentales sont accompagnées de deux objectifs concrets: (I) développer, partager et disséminer la connaissance du domaine à une communauté européenne large, menant à un réseau européen interdisciplinaire; (II) créer et maintenir un catalogue public de modèles d'ondes gravitationnelles pour la relativité générale et des théories modifiées.

Le réseau belge comporte des équipes de l'ULB - Service de physique mathématique des interactions fondamentales - et plus largement le département de physique ainsi que des équipes de la KUL. 17 pays européens ont joint l'action.


Crédit image: the Simulating eXtreme Spacetimes (SXS) project (http://www.black-holes.org)
https://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/

Jeudi l 04-05-2017
Fanny Lajarthe lauréate du HERA 2017

Fanny Lajarthe, diplômée en 2016 du master en sciences et gestion de l'environnement (IGEAT, Faculté des Sciences) est la lauréate 2017 du HERA (Higher Education & Research Awards) Master's Thesis Award - Sustainable & Responsible Finance de la Fondation pour les Générations Futures pour son mémoire sur le mouvement de désinvestissement des énergies fossiles (sous la direction de prof. Edwin Zaccai).

Le jury, composé de membres indépendants issus du secteur bancaire, académique et associatif, et présidé par Luc Van Liedekerke (Professeur à l'Université d'Anvers et à la KULeuven, où il est responsable pour le BASF-Deloitte-Elia Chair on Sustainability)"applaudit ce mémoire qui ouvre des perspectives concrètes et applicables [...]. Fanny Lajarthe s'est intéressée à une piste en plein développement et en a identifié les facteurs-clés, sans tomber dans les travers d'une militance peu objective. Le jury a apprécié qu'elle se place au cœur du débat actuel, notamment en faisant le lien entre désinvestissement et réinvestissement."

Dans son mémoire de fin d'études sur le mouvement de désinvestissement des énergies fossiles, Fanny Lajarthe a d'abord expliqué les fondements et les caractéristiques de ce mouvement, qui vise à convaincre les investisseurs institutionnels (banques, fonds de pension, universités etc.) de retirer leurs actifs investis dans les entreprises impliquées dans l'extraction et l'exploitation d'énergies fossiles dans le but de limiter le réchauffement climatique. Elle a ensuite tenté d'expliquer son succès, en revenant notamment sur les outils mis en place pour garantir la mobilisation. Enfin, en prenant l'exemple de la timide diffusion du mouvement en Belgique, elle a souhaité illustrer les contraintes liées à la transnationalisation de ce mouvement d'origine américaine.

Pour en savoir plus, vous pouvez également consulter l'article « Le mouvement de désinvestissement des énergies fossiles : une nouvelle phase de mobilisation pour le climat ? » (co-écrit avec Edwin Zaccai à partir du mémoire) paru dans la revue académique VertigO en mars 2017.