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La télédétection au service de la santé animale

Avec Eléonore Wolff, Institut de Gestion de l'Environnement et d'Aménagement du Territoire

7 SEPT 2011

Peut-on prévoir, identifier ou encore suivre l'émergence et le développement de certaines maladies touchant les animaux d'élevage grâce aux images provenant de satellites d'observation de la Terre ? Le professeur Eléonore Wolff, géographe, a étudié la question dans le cadre d'un programme de recherche intitulé Epistis, soutenu par la Politique scientifique fédérale.

« Dans le cadre de ce projet, nous nous sommes intéressés à deux maladies susceptibles d'avoir un impact économique pour les éleveurs de moutons, en Italie, et de bovidés, en Afrique du Sud », explique le Pr Wolff, qui dirige le groupe de recherches Analyse géospatiale (ANAGEO) au sein de l'IGEAT, l'Institut de Gestion de l'Environnement et d'Aménagement du Territoire, à la Faculté des Sciences.

« A chaque fois, dans ces projets hautement interdisciplinaires, il s'agissait, sur base notamment d'images satellitaires à très haute résolution, de cartographier l'occupation des sols de manière détaillée. Cela devait nous permettre de mieux comprendre la distribution dans l'espace et dans le temps de ces maladies mais aussi de développer des outils destinés aux services locaux impliqués dans la santé animale ».

Les résultats en Afrique sont encourageants. Par contre, l'approche en Italie, concernant la maladie de la langue bleue, n'a pas connu le même succès.

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Régulation post-transcriptionnelle de l'expression des gènes

Avec Laure Twyffels, Institut de Biologie et de Médecine moléculaires

29 JUIN 2011

Au Laboratoire de Biologie moléculaire du gène, situé à l'Institut de Biologie et de Médecine moléculaires (IBMM – Biopark Charleroi), on ne rencontre pas que des médecins ou des biologistes. Laure Twyffels est bioingénieure et elle s'intéresse de près à la régulation de l'expression des gènes.

« Dans la machinerie cellulaire, les gènes sont à l'origine d'une multitude de protéines », rappelle la scientifique. « Cette expression des gènes et leur régulation est un des processus clés dans notre organisme. En cas de dérèglement, si les gènes expriment trop ou trop peu de certaines protéines, cela conduit à l'apparition de maladies, de pathologies ».

Les mécanismes de régulation de l'expression génétique sont complexes et interviennent à différents stades. L'expression des gènes démarre dans le noyau où a lieu la transcription des gènes en des « copies de travail », les ARN messagers. Ces ARN messagers subissent différentes étapes de maturation puis sont exportés hors du noyau. Une fois dans le cytoplasme de la cellule, ils peuvent être stockés, détruits ou traduits en protéines. Ces dernières étapes sont étroitement contrôlées et coordonnées entre elles afin d'assurer que seuls des ARN messagers de qualité soient traduits au bon endroit et au bon moment.

C'est ici que se situent les travaux de Laure Twyffels. Au sein du Laboratoire de biologie moléculaire du gène de la Faculté des Sciences, elle s'intéresse aux mécanismes qui contrôlent les ARN messagers et plus particulièrement les mécanismes pilotés par des séquences riche en adénines et en uridines : des séquences "AU riches".

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L'entropie des trous noirs

Avec Stéphane Detournay, Service de physique mathématique des interactions fondamentales

11 MAI 2011

Parmi les 4 interactions fondamentales, la gravitation est certainement celle qui nous semble la plus familière (les 3 autres interactions étant l'électromagnétisme et les 2 forces nucléaires). La gravité exercée par la Terre fait tomber les pommes sur le sol, celle du Soleil détermine les orbites des planètes, etc.

Il existe pourtant des situations où l'interaction gravitationnelle demeure très mal comprise, notamment lorsque l'on s'intéresse à la gravitation engendrée par les trous noirs.

C'est là le domaine de recherche de Stéphane Detournay, du Service de physique mathématique des interactions fondamentales, Faculté des Sciences. Il y travaille sur la compréhension de certaines propriétés microscopiques de l'interaction gravitationnelle, en particulier l'entropie des trous noirs.

« L'entropie d'un système est une mesure de son désordre », rappelle le chercheur, « Plus précisément, l'entropie compte le nombre de configurations microscopiques donnant lieu au même état macroscopique d'un système. Prenons l'exemple d'un verre d'eau. Macroscopiquement, l'eau contenue dans le verre est décrite par un petit nombre de quantités : sa température, sa densité, son énergie. Néanmoins, on sait que l'eau est constituée de nombreuses molécules qui peuvent s'arranger de nombreuses manières différentes pour donner à l'eau le même aspect macroscopique, c'est-à-dire la même température. C'est ce nombre que mesure l'entropie. Plus un système est compliqué, plus il y a de manières différentes d'organiser ses composantes pour lui donner le même aspect extérieur, et plus son entropie est grande ».

Avec les trous noirs, Stéphane Detournay tente de tenir le même genre de raisonnement. Mais les questions qui se posent sont alors: quels sont les constituants microscopiques du trou noir responsables de cette entropie ? Et quel est l'équivalent des molécules d'un verre d'eau pour un trou noir ?

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Chimie théorique

Avec Anne De Wit, Laboratoire de chimie physique non linéaire

30 MARS 2011

« La chimie théorique ? C'est une manière d'aborder des phénomènes complexes », explique le Pr Anne De Wit, du service de Chimie physique et Biologie théorique, en Faculté des Sciences. Cette scientifique travaille sur des phénomènes "non linéaires", sur des événements où survient une "brisure de symétrie".

Du chinois ? Quand le Pr De Wit détaille ses travaux, tout devient limpide. « La chimie théorique n'est pas déconnectée de nos préoccupations quotidiennes », dit-elle. « Grâce à elle, on peut expliquer les dessins irréguliers qui apparaissent sur le pelage de certains animaux ou encore les motifs différents qui ornent les ailes des papillons ».

Les travaux du Pr De Wit portent également sur des modélisations en prise directe avec les préoccupations environnementales actuelles. Comme la séquestration du carbone par exemple. Capter le CO2 lié aux activités humaines pour éviter qu'il ne se répande (trop) dans l'atmosphère signifie également qu'un stockage lui fasse suite. En modélisant ce stockage dans les couches géologiques, le Pr De Wit tente de déterminer sous quelles conditions le CO2 piégé risque de migrer dans la roche et éventuellement de rejoindre l'une ou l'autre poche d'eau souterraine.

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La biochimie, théâtre de la vie

Avec Cédric Govaerts, Laboratoire Structure et Fonction des membranes biologiques

16 MARS 2011

Les protéines, cela vous dit quelque chose ? Pour Cédric Govaerts, chercheur qualifié FNRS du Laboratoire Structure et Fonction des membranes biologiques en Faculté des Sciences, l'étude de certaines de celles-ci (il en existe des milliers dans un organisme humain) est devenue une priorité. Celles qui l'intéressent surtout se situent à la surface des membranes cellulaires.

« Nos cellules sont délimitées par une membrane » explique-t-il, « Cette membrane est composée de lipides et de protéines. Ce sont ces protéines qui sont responsables de la communication entre le monde extérieur et l'intérieur de la cellule ».

Comment la vie fonctionne-t-elle dans ses composantes les plus intimes ? Voilà donc la question qui se trouve au cœur des travaux du chercheur.

« Comprendre le fonctionnement de la vie à l'échelle cellulaire passe par l'identification et la détermination du rôle de ces protéines. Faisons un parallèle avec le théâtre ou le cinéma » propose-t-il, « Les lipides et les sucres, qui sont très importants dans une cellule, ce sont les décors ou encore les costumes. L'ADN ? C'est le scénario ! Mais ce scénario n'a de sens que s'il est bien interprété. Et les interprètes, les acteurs de la vie, ce sont précisément les protéines » !

Les travaux menés par le chercheur et son groupe sont de nature à la fois fondamentale et appliquée. Les protéines membranaires constituent en effet des cibles de choix pour toute une série de médicaments.

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Catalyse et dépollution

Avec Thierry Visart de Bocarmé, Laboratoire de Chimie Physique des matériaux

2 MARS 2011

Le phénomène de catalyse en chimie est extrêmement répandu. Ce processus permet de transformer de multiples molécules en d'autres composés aux propriétés plus intéressantes. « Plus de 80% des composés mis au point par l'industrie chimique font intervenir un phénomène de catalyse », explique Thierry Visart de Bocarmé, chercheur et assistant-professeur au laboratoire de Chimie Physique des matériaux, catalyse et tribologie, de la Faculté des Sciences.

Au cours de ce processus, on fait appel à des surfaces dopées de certains éléments pour dissocier en atomes les molécules d'origine et ensuite « réaménager » ces mêmes atomes en molécules de plus grand intérêt.

Un exemple ? Le fameux pot d'échappement catalytique des voitures. Dans ce cas précis, le processus de catalyse se déroule dans un réseau de très fins capillaires sur la surface desquels ont été déposés certains éléments chimiques. Quand les gaz d'échappement du moteur rencontrent cette surface, ses éléments polluants sont transformés en agents moins nocifs pour l'environnement.

Mais les travaux de Thierry Visart ne se limitent pas à mettre au point de nouvelles surfaces catalytiques de ce genre. Le chercheur veut aussi comprendre de manière plus fondamentale comment certains « arrangements » d'atomes jouent bien ce rôle de catalyseur et d'autres moins.

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Neutrinos

Avec Daniel Bertrand, Institut interunivesitaire des hautes énergies

2 FÉVR 2011

Au Pôle Sud, plus précisément à côté de la base scientifique américaine Scott-Amundsen, les physiciens viennent de terminer la construction d'un nouveau et gigantesque télescope, fruit d'une vaste collaboration internationale : Ice Cube.

Sa particularité ? Il s'agit d'un instrument « enterré » ou plus exactement enfoui dans la calotte polaire. Composé de chaînes de photomultiplicateurs coulés dans la glace à des profondeurs variant entre 1400 et 2400 mètres, Ice Cube ne tente pas d'observer des étoiles ni des galaxies mais bien des particules élémentaires quasi insaisissables appelées neutrinos.

L'ULB, et en particulier l'Institut interuniversitaire des hautes énergies (IIHE, Faculté des sciences) participe à cette nouvelle grande aventure scientifique.

Pourquoi noyer des centaines de photomultiplicateurs dans un cube de glace d'un kilomètre de côté ? Comment ce télescope fonctionne-t-il ? Que sont les neutrinos que les chercheurs espèrent ainsi étudier et que peuvent-ils leur révéler ? Le professeur Daniel Bertrand (IIHE), impliqué dans ce projet de grande envergure, lève un coin du voile sur ces particules élémentaires et les enjeux liés à Ice Cube.

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Rythmes du vivant

Avec Albert Goldbeter, Service de chimie physique et de biologie théorique

18 JANV 2011

L'alternance du jour et de la nuit, la division cellulaire, le cœur qui bat, les saisons qui inlassablement se succèdent : tout est rythmes, cycles, oscillations, y compris (surtout) la vie.

Le Professeur Albert Goldbeter (Faculté des sciences, ULB) a consacré sa vie à l'étude de ces rythmes, principalement en biologie, au niveau cellulaire et supra-cellulaire. Ses travaux l'ont amené à s'intéresser à des rythmes très rapides, comme les oscillations du cycle cellulaire chez les grenouilles et plus particulièrement les douze premiers cycles de division observés dans ses embryons. Ce chimiste mène aussi des recherches sur des phénomènes de périodes plus longues, tel le rythme circadien, d'une période de 24 heures environ et qui cadence notre cycle veille-sommeil.

Le chercheur, qui dirige l'Unité de chronobiologie théorique, travaille également à la modélisation du mécanisme moléculaire qui sous-tend ces oscillations. L'étude de ces modèles contribue ensuite à mieux comprendre l'origine de ces rythmes qu'il s'agisse de gènes, de protéines comme des récepteurs ou des enzymes, etc. Et bien entendu, il se passionne aussi pour le couplage entre ces diverses oscillations du vivant.

Albert Goldbeter nous précise par ailleurs sa vision du chaos. Un phénomène irrégulier qui ne résulte pas d'une quelconque interférence extérieure mais bien d'un comportement spontané du système lui-même. « Le chaos survient quand un comportement périodique devient instable », dit-il.

Des rythmes neuronaux qui se produisent en une fraction de seconde aux oscillations pluriannuelles qui marquent par exemple le retour de certaines épidémies voire... l'émergence massive tous les 13 ou 17 ans de certaines espèces de cigales en Amérique du Nord, cette rencontre offre un large tour d'horizon sur une discipline initiée jadis par Ilya Prigogine et approfondie depuis par celui qui vient d'obtenir le Prix quinquennal du Fonds national de la recherche scientifique (FNRS-FRS) pour les sciences exactes fondamentales.

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Paroles de chercheurs

Les podcasts de la recherche à l'ULB

Des glaces du Groenland à une nécropole de Louxor, des neurosciences à l’intelligence artificielle, les podcasts "Paroles de chercheurs" invitent les auditeurs à découvrir la recherche autrement.

Tous les 15 jours, un chercheur de l’ULB vous présente ses travaux dans une conversation à bâtons rompus avec un journaliste scientifique. En une dizaine de minutes et avec des mots simples, il vous fait entrer au cœur même de sa recherche et en décrit les perspectives concrètes.

À écouter quand vous voulez, où vous voulez...

Dernier podcast

Le boson de Brout, Englert et Higgs poussé dans ses derniers retranchements

Avec Barbara Clerbaux, Physique des particules élémentaires

21 SEPT 2011

Quelque 75 chercheurs belges sont directement impliqués dans l'expérience CMS (Solénoïde compact à muons), installée sur le LHC, le gigantesque accélérateur de particules du Cern, à Genève. Et plusieurs d'entre eux relèvent de l'ULB. C'est le cas du Pr Barbara Clerbaux, du Service de Physique des particules élémentaires de la Faculté des Sciences.

Ces dernières semaines, les physiciens impliqués dans l'expérience CMS rongent leur frein. Un résultat majeur de l'expérience est à leur portée. L'existence (ou la non-existence) du boson de Brout, Englert et Higgs est sur le point d'être établie. Prévu par la théorie du « Modèle Standard », qui décrit le monde des particules, ce fameux boson n'a encore jamais été observé.

« Le Modèle Standard fonctionne parfaitement si on y ajoute un mécanisme que les physiciens désignent sous le nom de "brisure de symétrie" », indique le Pr Clerbaux. « Cela introduit la possibilité que les particules ont une masse. Et cette masse serait le fait du boson de Higgs, Brout et Englert. La théorie fonctionne très bien mais on n'a toujours pas découvert ce boson… ».

Pour faire le point sur cette prochaine "découverte" attendue à Genève, les partenaires internationaux de la collaboration CMS se sont donné rendez-vous à Bruxelles pour une vaste réunion scientifique. Ici aussi, il s'agissait d'une "première"... pour les physiciens de l'ULB.

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