Planétologie - Université Paul Sabatier

université
Paul Sabatier
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juin 2004
1
Dossiers :
La planétologie
Nutrition et
Obésité
Université Paul Sabatier
118, route de Na rbonne - 31062 Toulouse cedex 4
www.ups-tlse.fr
édito
SCoM - Daniel Grenouillet
L’Université
Paul Sabatier…
…a décidé de se doter d’un magazine scientifique pour
mieux faire connaître ses équipes de recherche et
ses centres d’excellence ainsi que pour valoriser les activités de recherche réalisées en son sein et contribuer ainsi
à la diffusion de la culture scientifique.
En effet, d’une part, beaucoup de recherches de qualité
sont menées dans le cadre de laboratoires de l’Université et
il est indispensable que la place importante occupée par
l’Université, à coté des organismes de recherche, soit mieux
connue et mieux reconnue ; d’autre part, il n’est pas
suffisant, aujourd’hui, de réaliser des recherches de qualité,
connues des seuls spécialistes, pour justifier leur existence
et leur financement. Il faut donc expliquer aux décideurs
privés et publics ainsi qu’au public et à notre grande et
MAGAZINE UPS
N° 1- JUIN 2004
Illustration
de couverture :
Descente de la sonde
Huygens sur la surface
de Saturne
(vue d’artiste, ESA)
diverse communauté scientifique, la richesse et l’excellence de notre activité
de recherche. Nous avons aussi l’ambition que cette publication puisse aussi
servir de trait d’union entre les différents acteurs de la recherche à l’UPS et
favoriser ainsi la transdisciplinarité.
Les deux dossiers qui sont présentés dans ce premier numéro montrent
à la fois la richesse thématique de notre Université et la possibilité, aussi,
d’aborder des domaines pluridisciplinaires.
Le dossier, « la Planétologie », est un thème d’actualité en 2004 avec
Directeur
de la publication :
Jean-François Sautereau
Rédacteur en chef :
Daniel Guedalia
Assistant de rédaction :
François Carbonnel
Ont participé
à ce numéro :
Coordination dossiers
scientifiques :
Planétologie :
Sylvestre Maurice
Nutrition et obésité :
Louis Casteilla
Conception graphique
et impression
Ogham-Delort :
05 62 71 35 35 n°6295
les récentes missions sur Mars et aussi avec le lancement réussi de la
mission Rosetta pour l’étude des comètes ; le dossier « Nutrition et obésité »
permet de faire le point sur la connaissance scientifique sur ce qui est devenu
un sujet de société dans les pays développés.
Par ailleurs, le titre de la revue marque notre attachement au Scientifique
Paul Sabatier, prix Nobel de chimie, dont l’année, 2004, correspond
au 150e anniversaire de sa naissance ; ce titre a été choisi
parce qu’il est simple, connu, prestigieux et qu’il nous rassemble.
Je souhaite à cette revue une longue vie et un très grand succès que vous,
mes chères et chers Collègues, vous méritez.
dépôt légal : juin 2004
Jean-François SAUTEREAU
Président de l’Université
sommaire
Dossier
Planétologie
<< page 4 >>
Les métiers
techniques
de la recherche
<< page 10
Du côté
des doctorants
page 12 >>
La vie des laboratoires
> Distinctions
> Résultats marquants
<< page 14
Dossier
Nutrition et Obésité
<< page 16 >>
Si vous connaissez des personnes qui souhaitent recevoir ce magazine,
vous pouvez le signaler en écrivant à :
[email protected]
dOSSIER
Planétologie
Les enjeux
de la planétologie
La planétologie est un champ de recherche interdisciplinaire
en pleine expansion. Le développement des moyens spatiaux
à la fin du XXe siècle a permis d’envoyer des sondes
interplanétaires vers presque toutes les planètes du système
solaire, de survoler comètes et astéroïdes et d’approcher
les frontières qui séparent le système solaire du milieu
interstellaire. Au tournant du siècle, le champ d’action de la
planétologie s’est encore élargi, avec la découverte des
premières planètes extra-solaires : on en connaît plus de cent
vingt aujourd’hui, réparties dans un grand nombre de systèmes
planétaires.
La planétologie peut donc être définie aujourd’hui, comme
l’étude des systèmes planétaires, des objets qui les composent,
>>> Michel BLANC, astronome de l’OMP/UPS,
planétologue au CESR.
de leur origine, de leur formation, de leur évolution. On peut
distinguer plusieurs grands axes de recherche :
Les systèmes
planétaires :
Les planètes
telluriques :
origine, formation,
évolution
formation et évolution
Comment ont-ils émergé à partir
des nuages moléculaires géants
du milieu interstellaire ?
Comment se sont-ils structurés
en objets de types différents
(planètes géantes, planètes
telluriques, petits corps, anneaux
de gaz et de poussières, etc.) ?
L’objet de référence de cette
réflexion est bien sûr notre
système solaire, dont le scénario
de formation est progressivement
mieux cerné. Est-il un
« cas moyen » de système
planétaire, ou au contraire une
singularité ? Les petits corps
du système solaire, comètes et
astéroïdes, sont des témoins
précieux des conditions qui
régnaient à l’époque de la
formation des planètes, tout
comme les systèmes
des planètes géantes.
page 4
Les planètes du système solaire
interne (Mercure, Vénus et Mars)
sont des objets « rocheux »
comme la Terre, formés à partir
des matériaux les plus
réfractaires de la nébuleuse
pré-solaire et de compositions
chimiques initiales relativement
proches. Comment ont-elles
suivi des évolutions divergentes
pour aboutir aux planètes
si différentes que nous observons
aujourd’hui ?
C’est le questionnement central
de la « planétologie comparée »,
qui fait appel à l’ensemble
des sciences de la Terre et
de l’environnement. L’objet de
référence de cette réflexion, parce
que le plus proche de la Terre et
sans nul doute le plus fascinant,
est Mars, cible d’un vaste
programme d’exploration
impliquant les principales
agences spatiales.
Paul Sabatier - Le magazine scientifique - numéro 1
La vie dans le
système solaire
et au delà :
C’est le thème d’une nouvelle
discipline, l’exobiologie (ou
astrobiologie), qui s’interroge
sur l’origine de la Vie sur Terre
mais aussi sur la possibilité
de son émergence en
d’autres lieux.
Dans le système solaire,
ce questionnement amène
sur la piste des noyaux
cométaires, composés en partie
sans doute de matière organique
complexe synthétisée dans le
milieu interstellaire,
qui ont pu « ensemencer »
les environnements planétaires
primitifs au début de l’histoire
du système solaire. Il nous dirige
à nouveau vers Mars, qui a
peut-être offert au début de son
histoire des conditions propices
à l’émergence de la Vie et,
plus loin, vers Europe et Titan,
satellites des planètes géantes.
>>> Le système solaire (Illustration NASA)
Contact : [email protected]
Planétologie
dOSSIER
Les recherches
en planétologie
à l’UPS
>>> Sylvestre MAURICE, Astronome-adjoint
à l’OMP/UPS, planétologue au CESR
L’étude des corps du Système Solaire repose sur les moyens
d’observation à distance des astronomes, mais aussi sur les techniques
d’observation in situ de la physique des plasmas et des sciences
de la Terre. Ainsi pour le succès d’un projet de planétologie, il faut
rassembler un ensemble d’expertises scientifiques, les « savoirs »,
et une variété de compétences techniques, les « savoir-faire »,
qui peuvent avoir des origines bien différentes.
Les articles qui suivent présentent les « savoirs » propres à l’UPS,
qu’ils viennent de l’astronomie ou des sciences de la Terre. Le but
n’est pas de vouloir tout faire mais de se concentrer sur certaines
thématiques qui sont nées d’opportunités et d’une politique de
formation et de recrutement. Quant aux « savoir-faire », à Toulouse
comme ailleurs, il est souhaitable de développer l’ensemble des
compétences techniques qui permettent d’être des acteurs de premier
plan d’un grand projet de planétologie.
Contact : [email protected]
>>> Le Pôle de planétologie de l’UPS
Ces différentes contributions sont menées soit simultanément, soit
séquentiellement. L’interprétation scientifique est la finalité naturelle
de tous les efforts. L’ensemble des activités s’articule le plus souvent
autour d’un projet spatial des agences nationales et internationales
(CNES, ESA, NASA, etc.).
Le potentiel de l’UPS
A Toulouse, les projets de planétologie résultent de nombreuses thématiques : Géophysique planétaire interne
(géodésie, convection, oscillations des géantes) ; Surfaces planétaires (composition chimique et minéralogique,
géomorphologie et photométrie, pétrographie, champs magnétiques, analyses en laboratoire) ; Géophysique
planétaire externe (atmosphères denses, ionosphères, magnétosphères, physique des plasmas, expériences de
laboratoire) ; Origines (enveloppes cométaires, glaces, gravité des astéroïdes, exo-planètes).
Ces activités sont portées par une trentaine de chercheurs (pour un équivalent-plein-temps ~15)
et une vingtaine d’ingénieurs et techniciens (pour un équivalent-plein-temps ~10).
Pour favoriser les échanges et faciliter l’émergence de projets communs et l’animation transverse, quatre
laboratoires : LA2T (UMR UPS/CNRS), CESR (UMR UPS/CNRS), LMTG (UMR UPS/CNRS/IRD) et LDTP (UMR
UPS/CNRS), ont créé le Pôle de Planétologie de l’OMP (Observatoire Midi-Pyrénées). Il est doté de moyens
particuliers (PPF, actions spécifiques des conseils scientifiques de l’OMP et de l’Université) qui lui permettent
de cibler des actions scientifiques et de financer certains équipements.
Cette année l’accent est mis sur Mars pour l’étude multi-satellite/multi-instrument de sa surface et
de son atmosphère, mais aussi sur la Lune.
page 5
dOSSIER
Planétologie
Environnements
Planétaires
>>> Instrument plasma réalisé au CESR
La couronne du Soleil s’étend dans tout le Système Solaire sous
pour les quatre satellites CLUSTER.
forme d’un flux de particules appelé vent solaire. L’interaction
du vent solaire avec les planètes et les petits corps est un
extraordinaire laboratoire de physique des plasmas. Son étude
représente une thématique prioritaire de la planétologie
toulousaine.
>>> Henri REME, Professeur à l’UPS,
planétologue au CESR
Contact : [email protected]
Dans le cas où le champ
magnétique de la planète dévie
le vent solaire, une magnétosphère
se crée. Dans cette immense cavité (10 à 100 fois le rayon
de la planète) se développent des
processus complexes de création,
de transport et de perte de
plasma. Ainsi autour des
planètes magnétisées (Mercure,
Terre, Jupiter, Saturne, Uranus et
Neptune), plusieurs générations
de satellites étudient les
environnements de particules
chargées et de champ
magnétique. Les chercheurs du
CESR ont réalisé récemment un
instrument pour CLUSTER, une
mission de l’ESA à quatre
satellites identiques séparés
par des distances ajustables, qui
permet pour la première fois de
séparer les variations spatiales et
temporelles. Les magnétosphères
des planètes géantes sont encore
plus riches à étudier. Voyager
1 et 2 nous ont donné une
première impression de ces
environnements. Le satellite
Galileo de la NASA est resté
presque 10 ans autour de
Jupiter pour en savoir plus.
Les chercheurs toulousains ont
longuement étudié les données
de ces trois sondes. Forts de cette
expérience, ils participent à la
science de 5 sur 12 instruments
de la mission Cassini (voir
encadré) qui explorera pendant
4 ans le système de Saturne.
Une atmosphère est un obstacle
moins solide au vent solaire.
La frontière qui dévie le vent
solaire est dans l’atmosphère ellemême, au niveau de la partie
ionisée appelée ionosphère.
Ce cas donne lieu à une
structure resserrée autour de l’obstacle, mais qui s’étend très loin
dans la direction antisolaire. On parle dans le cas bien
connu des comètes de queue de
plasma et de champ magnétique.
Le passage de Halley en 1986 fut
l’occasion de détailler cette interaction et de mettre en évidence
ses différentes frontières : choc,
frontière d’empilement magnétique, ionopause grâce à l’expérience du CESR à bord de la
sonde. Cette expérience a aussi
permis de découvrir que des
molécules organiques complexes
existaient déjà dans le milieu
interstellaire lorsque les comètes
se sont formées il y a
4,5 milliards d’années.
La mission Rosetta de l’ESA
vient d’être lancée vers une
comète.
Il lui faudra une
dizaine d’années pour arriver
à bon port et produire
de nouveaux résultats.
Par ailleurs l’expérience MAG/ER
embarquée sur le
satellite Mars Global Surveyor
a permis de montrer que
la planète rouge, non
globalement magnétisée,
avait une interaction
avec le vent solaire comparable
à une comète.
Mission Cassini/Huygens
>>> La satellite Cassini/Huygens
à l’approche de Saturne (vue d’artiste, NASA)
CASSINI est la mission la plus ambitieuse jamais entreprise
pour l’exploration du système de Saturne,
sous la direction de deux agences spatiales, l’ESA et la NASA. Les objectifs scientifiques du
projet sont nombreux : l’étude in situ de la magnétosphère de Saturne, le sondage à distance
de son atmosphère et l’exploration de ses anneaux et de ses satellites de glace. Le plus gros de
ses satellites, Titan, est un objet fascinant car il possède une atmosphère dense qui nous
cache sa surface. L’orbiteur Cassini le survolera plus de 40 fois. Grâce à son radar, nous saurons ce qu’il y a sous les nuages ; on imagine que la surface est en partie couverte d’un océan
d’hydrocarbures... De son côté, la sonde de descente Huygens aura à peine 3 heures de mesure pour tout nous apprendre de cette atmosphère qui ressemble à celle de la Terre à ses
débuts. Parti en 1997, le couple Cassini-Huygens est en vue de Saturne. La mise en orbite
aura lieu en juin 2004 et la descente de Huygens à la surface de Titan en janvier 2005. Puis
l’orbiteur Cassini restera au moins 4 ans autour de Saturne.
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Paul Sabatier - Le magazine scientifique - numéro 1
Planétologie
dOSSIER
Surfaces
planétaires
L’étude des surfaces est une clef en planétologie
pour placer des contraintes sur les théories de
formation et d’évolution des planètes et de leurs
>>> Carte du champ magnétique à la surface
de Mars obtenue par la mission Global Surveyor
avec la participation du CESR.
satellites. En effet, les surfaces intègrent au cours du temps l’histoire planétaire et les interactions
avec l’environnement. La connaissance récente des surfaces de la Lune, Mars, Vénus, Mercure, et
de quelques satellites des planètes géantes, quoique fragmentaire, progresse très rapidement et
>>> Lionel DUSTON, Directeur de recherche CNRS,
planétologie au CESR
devrait s’accroître nettement dans la décennie à venir, comme le montrent les observations
orbitales actuelles de Mars. L’image acquise à la fin du XXème siècle est que si la majorité des
processus connus sur Terre (volcanisme, tectonique, cratérisation, érosion, écoulements…) sont
partagés par les planètes telluriques, ils le sont à des degrés divers et conduisent à des résultats
très différents car les environnements (atmosphère, hydrosphère, champ magnétique…) et les
caractéristiques de ces planètes (taille, source d’énergie interne, distance au soleil, obliquité…)
diffèrent. La confrontation des situations observées conduit à une démarche comparée
>>> Patrick PINET, directeur de recherche CNRS,
planétologue au LDTP
>>> Régions géochimiquement et
minéralogiquement homogènes de la Lune,
obtenues à partir des données de Lunar Prospector
et Clementine (résultats du LA2T et du LDTP)
extrêmement riche qui permet de généraliser la compréhension des processus et in fine de
relativiser le cas terrestre.
Ces dernières années, le Pôle de
Planétologie de l’OMP/UPS a été
étroitement associé à l’étude
détaillée de la lune par les missions américaines Clémentine et
Lunar Prospector, en utilisant l’imagerie spectrale et la géochimie
orbitale pour documenter la
période la plus ancienne de l’histoire géologique des corps planétaires, comprendre les processus
de fabrication d’une croûte planétaire et le rôle des gros
impacts météoritiques. Les équipes du LDTP et du CESR sont
maintenant engagées sur la mission européenne Smart-1, déjà
en route vers la Lune. Dans le
même temps, les équipes du Pôle
de Planétologie participent à
l’exploration de Mars. Elles sont
présentes sur tous les fronts : à
ce jour, 3 orbiteurs (Mars Global
Surveyor et Mars Odyssey de la
NASA, Mars Express de l’ESA)
et 2 atterrisseurs mobiles
américains (Spirit et
Opportunity) collectent
des données remarquables de
physico-chimie, de minéralogie,
de photogéologie et de
photométrie. Des résultats
spectaculaires ont été obtenus :
découverte d’un champ magnétique rémanent, cartographie
d’énormes concentrations d’hydrogène traceur de glace d’eau,
etc. Les objectifs de ces missions
sont de découvrir la paléoclimatologie martienne et d’aborder de
façon comparée le rôle fondamental de l’hydrosphère et de la
cryosphère d’une planète dans
son évolution géologique et
vis-à-vis de l’émergence
d’une biosphère.
L’exploration des surfaces
planétaires est toujours
spectaculaire. Les images à haute
résolution de la glace d’Europe
autour de Jupiter, des volcans de
page 7
Vénus, ou de lits fluviaux
asséchés sur Mars
interpellent le scientifique et
font rêver tous les publics.
Contact : [email protected] et
[email protected]
>>> Découverte d’eau au pôle de la Lune,
obtenue par la mission Lunar Prospector et
la participation du LA2T.
dOSSIER
Planétologie
Les météorites
Petits corps et
origine du Système
Solaire
Les systèmes planétaires se forment à partir de la contraction
d’un disque de gaz et de poussières autour d’une étoile jeune.
Au centre du disque, où la température est élevée, les grains
s’agglomèrent et forment des « planètésimales ». Au bout de
quelques millions d’années, ces objets ont atteint des centaines
de kilomètres de diamètre. C’est à partir de leurs collisions que
>>> Michel FESTOU, directeur de recherche CNRS,
planétologue au LA2T
les planètes telluriques (Mercure, Vénus, Terre, Mars) se sont
formées. A l’extérieur du disque, comme il fait beaucoup plus
froid, l’eau se condense et enrichie les planètésimales en glace.
C’est à partir d’elles que se sont formées les planètes géantes
(Jupiter, Saturne, Uranus, Neptune).
>>> Comète LINEAR observée par le télescope spatial Hubble.
Le noyau de la comète s'est fragmenté en plusieurs morceaux.
(Space Telescope Institute).
Contact :
[email protected]
page 8
Dès que Jupiter s’est formée, la
planète qui aurait dû se former
entre les orbites de Mars et de
Jupiter n’a pu s’agglomérer car
les perturbations de Jupiter
empêchaient ce processus d’aller
à son terme. C’est ainsi que
sont nés les astéroïdes. Enfin,
au delà de l’orbite de Neptune,
la densité de matière est
insuffisante et les objets qui se
forment sont faits de glaces et
de roches. Ce sont
principalement les comètes et
des milliers d’objets « transneptuniens » qu’on commence
à découvrir.
L’étude des petits corps
(astéroïdes, comètes, transneptuniens) permet donc de
comprendre l’origine du Système
Solaire il y a 4,56 milliards
d’années. L’OMP/UPS participe
au développement de cette
thématique par divers moyens :
spectroscopie des petits corps
(LA2T), structure interne des
astéroïdes (LDTP), observations
télescopiques des comètes (LA2T)
et analyses in situ des chevelures
cométaires par notre
participation aux sondes Giotto
(CESR) et Rosetta (CESR, LA2T,
LDTP).
Paul Sabatier - Le magazine scientifique - numéro 1
Pendant longtemps considérés
comme des objets exotiques, les
trois dernières décennies ont vu
un développement important de
l’étude des météorites en
laboratoire. Des analyses
pétrologiques, minéralogiques et
géochimiques très poussées ont
fait avancer notre compréhension
de la formation du Système
Solaire et ont même permis
de déterminer son âge de
4,56 milliards d’années. On a
appris à les classer d’après leur
appartenance à des corps parents
hypothétiques, notamment grâce
à la mesure de leur composition
isotopique en oxygène : la
confrontation des études en
laboratoire avec les résultats des
mission humaines sur la Lune et
des mission robotiques sur Mars
nous ont appris que parmi les
météorites recueillies sur le sol
terrestre, se trouvaient des pierres
de Lune et très probablement des
roches martiennes!
Parmi les nombreuses analyses
de météorites menées au LMTG,
la composition isotopique du fer
par spectrométrie de masse à
source à plasma a montré que la
Lune avait une composition
isotopique de fer plus lourde que
la Terre. Pour expliquer cette
observation il faut imaginer que
la Lune est passée par une étape
partiellement fondue, voire
gazeuse, au cours de son
histoire. Seul un phénomène
cataclysmique, comme la
collision entre deux planètes,
peut fournir l’énergie nécessaire
à la vaporisation partielle d’une
planète. Ces résultats isotopiques
sur le fer étayent donc l’idée que
la Lune s’est formée à la suite
d’un extraordinaire impact
d’une planète sur la Terre !
Contact :
Franck POITRASSON, Chargé
de recherche CNRS au LMTG
[email protected]
Planétologie
>>> Vue d’artiste de l’instrument MALIS
réalisant la mesure de la composition
d’une roche martienne.
Des projets pour le futur…
Malis
A l’heure où les robots américains mettent en évidence des traces d’eau salée, il est plus que
jamais nécessaire de décrire rapidement et précisément les environnements chimiques des
prochaines missions mobiles à la surface de Mars.
Depuis de nombreuses années, la
technique LIBS (Laser Induced
Breakdown Spectroscopy) a été
développée en laboratoire pour
l’étude de roches, sols, minerais et
plastiques. Cette spectroscopie est
basée sur l’émission atomique
d’un plasma foré par ablation
laser et excitation. Le spectre
d’émission (180 – 850 nm) est
caractéristique de la composition
élémentaire de la cible.
Comment devenir
planétologue
L’UPS dispose de filières
de formation bien adaptées
à la vision pluridisciplinaire
d’un planétologue.
Après une Licence scientifique,
il faut préparer un Master de
Sciences de l’Univers (SDU),
soit dans la spécialité
« Astrophysique, Sciences de
l’Espace et Planétologie »,
soit dans la spécialité
« Sciences de le Terre et
des Planètes Solides ».
Ensuite, la préparation d’un
doctorat dans un des quatre
laboratoires du Pôle de
Planétologie de l’UPS,
permet d’acquérir le bagage
nécessaire pour poursuivre
une carrière d’enseignant
chercheur ou de chercheur
CNRS.
Le projet MALIS (Mars Analysis
via Laser Induced Spectroscopy)
consiste en la spatialisation d’une
expérience de laboratoire éprouvée
pour un budget de ressource
minimal (< 5kg, < 6 W).
Les atouts du concept sont :
mesure à distance (jusque 12 m)
sans déplacement du rover,
nettoyage de la poussière
à la surface des cibles, pénétration
en profondeur de la cible
(jusque mm), analyse rapide
(~2 mn/mesure), composition
élémentaire détaillée, imagerie
simultanée de la cible.
La meilleure opportunité
de voler pour cet instrument
serait de l’embarquer sur un rover
martien à l’horizon 2009.
MALIS est un nouveau type
d’instrument, original et
ambitieux. Avec l’aide du CNES,
ce projet est en cours
de développement dans le Pôle
de Planétologie de l’OMP/UPS.
Plusieurs laboratoires français,
dont le CIRIMAT à l’UPS, et
étrangers participent
à l’aventure.
dOSSIER
Contact : [email protected]
Neige autour de Mars
Le mot NEIGE est l’acronyme de
« Network Ionosphere and
Geodesy Experiment », et est le
sigle d’une expérience de géodésie
planétaire imaginée par l’équipe
de Géodésie Spatiale de
l’UMR5562 « Dynamique
Terrestre et Planétaire » de
l’Observatoire Midi-Pyrénées, en
collaboration avec l’Observatoire
Royal de Belgique, dans le cadre
d’une mission de science dite
« de réseau » sur Mars, c’est à
dire impliquant plusieurs microstations à la surface de cette
planète. L’expérience NEIGE,
observera l’orientation de Mars,
considéré comme une
gigantesque toupie, par rapport
aux étoiles. On peut en effet
démontrer que l’évolution
temporelle de l’orientation de la
toupie Mars est gouvernée par la
structure interne de la planète
(taille du noyau et état, solide ou
liquide de celui-ci) et par les
variations climatologiques à sa
surface (cycle saisonnier des
calottes glaciaires). Ce sont les
phénomènes de précession (de
période 175 000 ans), de
nutations (variations métriques
de l’inclinaison de l’axe de
rotation) et de variation de la
longueur du jour (quelques
millisecondes par an). Pour cela,
l’expérience NEIGE mesurera les
décalages Doppler affectant deux
liens radio : l’un d’un orbiteurrelais vers les micro-stations,
l’autre de cet orbiteur-relais vers
la Terre. Ces décalages Doppler
sont en effet causés par les
variations relatives des vitesses
de ces mobiles par rapport aux
étoiles. La précision de ces
mesures est quasi-incroyable: on
est capable d’estimer ces vitesses
relatives, de l’ordre de plusieurs
kilomètres par seconde, avec une
précision de 0.05 mm/s, soit une
précision de l’ordre de 10-9 …
Contact :
Jean-Pierre BARRIOT,
Ingénieur CNES au LDTP
[email protected]
page 9
>>> Microstation déployée sur la surface de Mars,
dans le cadre de l’expérience NEIGE (Vue d’artiste).
Métiers Techniques de la Recherche
Nous présentons dans cette rubrique deux entretiens avec des ingénieurs
travaillant dans les laboratoires de l’Université, qui nous parlent avec
passion de leurs métiers.
>>> Marie-Ange DUPONT
Comment
avez-vous été
attirée vers un
métier technique
de la recherche ?
Lors de la préparation de mon
DEA, j’ai pris goût au travail
dans un laboratoire. J’ai aimé
l’ambiance, la vie en équipe, le
plaisir de manipuler et d’apprendre tous les jours. J’ai découvert
la nécessité de qualités telles
que la patience ,la rigueur,
la minutie, l’obstination pour
la reproductibilité des manips.
Sans oublier la créativité et
l’imagination pour adapter
des outils qui n’existaient
pas encore.
Quel a été votre
parcours ?
J’ai eu la chance de débuter avec
un jeune Professeur à Bordeaux
qui créait un laboratoire de
Cytologie avec pour technique
principale la Microscopie
Electronique (M.E.), qui était
en 1967 une technique
de « pointe ». Il forma une
petite équipe avec un Assistant,
un Chargé de Recherche CNRS et
moi-même comme Collaborateur
Technique.
Nous étions enthousiastes et
ne comptions pas notre temps.
>>> Marie-Ange DUPONT, Ingénieur d’Etudes HC
en Biologie de l’UPS à l’Institut d’Exploration
Fonctionnelle des Génomes (IFR 109, UPS/CNRS)
page 10
J’ai passé une thèse de 3e Cycle,
puis je suis venue à Toulouse où
j’ai enrichi mes connaissances
techniques et scientifiques en
collaborant avec différentes
équipes et en faisant différents
stages dans ma spécialité en
France et à l’étranger.
Quelle est votre
fonction dans votre
laboratoire ?
Je suis responsable du Microscope
électronique Jeol1200 EX. La préparation de l’échantillon est essentielle en M.E. :fixation, déshydratation ,imprégnation et inclusion
dans la résine adéquate Puis il y a
un long passage devant l’ultramicrotome afin d’obtenir de bonnes
ultracoupes (épaisseur de
800 A°) que l’on recueille sur des
grilles en Ni, Au ou Cu en
fonction de l’expérience engagée
(Immuno. Cytochimie,
observation ), ce qui demande
en moyenne une quinzaine
de jours !
Votre service
a évolué vers
un Plateau
Technique ...
En effet, en 2000, à la demande
de mes supérieurs hiérarchiques,
j’ai été amenée à ouvrir un
Plateau Technique de
Microscopie Electronique,
au service de l’IFR109 dont
nous faisons partie.
Comment
se situent vos
relations avec
les chercheurs ?
Les relations sont bonnes, mais
le bémol a mettre est la place de
l’ITARF au sein d’une équipe :
est-il considéré a part entière
avec sa spécialité ?; valorise t’on
son travail ?; sa promotion estelle le reflet de son travail ?.
Paul Sabatier - Le magazine scientifique - numéro 1
Des questions qui, mal traitées,
contribuent à le démotiver petit
a petit. La situation actuelle de
pénurie de débouchés pour les
docteurs va peut être aider a
prendre conscience du problème.
Les jeunes docteurs n’hésitant
plus a postuler sur les postes
d’Ingénieur.
Ce qui vous
passionne le plus
dans votre métier ?
C’est d’avoir affaire à des équipes différentes qui ont des problématiques et du matériel
variés Ce qui oblige à faire la
bibliographie du sujet et donc
à s’enrichir de connaissances et
de savoir faire nouveaux.
Les techniques de M.E. m’ont
toujours intéressée ainsi que
la vision qu’elles donnent
de la biologie.
Contact :
[email protected]
Métiers Techniques de la Recherche
>>> Serge MOUYSSET
Comment
expliquez-vous
votre choix vers un
métier technique
de la recherche ?
Mes études universitaires et différents stages effectués dans des
laboratoires de recherche, notamment le LGC, ont renforcé ma
passion pour la création et l'innovation. De plus, j'ai toujours
été attiré par l'évolution des
techniques et des appareils dans
tous les domaines.
Quel a été votre
parcours ?
J’ai été recruté au CNRS en
1977. Le stockage de l'énergie
solaire, les procédés
électrochimiques,
l’électrosynthèse organique ont
été mes domaines d'activité
successifs pendant une douzaine
d'années. Ma formation de
spécialiste en méthodes
instrumentales me réoriente
logiquement vers une activité
plus transversale dans le
Laboratoire par la création d'un
petit service d'analyses centré
autour d'une torche à plasma.
Lorsque le Laboratoire opte pour
un regroupement et une
mutualisation de certaines
ressources humaines et
instrumentales afin de répondre
aux sollicitations internes et
externes, je me porte volontaire
pour participer au projet de
Plate-Forme en Génie des
Procédés du Laboratoire,
dont je suis le responsable
technique.
Avez-vous déjà eu
une expérience
de mutualisation
de moyens ?
Oui, j’avais déjà une expérience
dans ce domaine, puisque je suis
à l'origine, avec deux collègues
chercheurs, du projet de Module
de Haute-Technologie qui a été
créé sur l'Université Paul
Sabatier.
Comment se
situent vos
relations avec les
chercheurs ?
Plus particulièrement spécialisé
dans la Spectroscopie
d'Emission, avec la torche à
plasma, j'ai des contacts
nombreux et permanents avec les
chercheurs et les responsables de
projets du Laboratoire.
Vous travaillez
aussi pour des
entreprises
extérieures ?
Les contacts que je prends avec
des entreprises extérieures dans
le cadre de contrats sont
également très enrichissants en
raison de la multiplicité des
interlocuteurs et de la diversité
des thèmes abordés. Ma fonction
de Responsable Technique de la
Plate-Forme en Génie des
Procédés ne correspond peut-être
pas à l'image type du métier
d'un Ingénieur d'Etude.
Management des ressources de la
Plate-Forme (équipements,
personnels, espaces de travail,
page 11
suivi scientifique), relations
internes et externes font partie
des attributions de ce poste.
Il n'est donc pas toujours aisé
de mener de front les différentes
tâches, mais encore une fois la
diversité et le côté novateur de
mes activités sont
particulièrement attractifs."
Pouvez-vous
nous rappeler les
circonstances
qui ont amené à
l’attribution du
Cristal du CNRS ?
A la suite de la destruction du
Laboratoire de Génie Chimique, en
septembre 2001 lors de la
catastrophe de l’AZF,
l’investissement pour
l'installation dans les nouveaux
locaux et le travail fourni pour le
redémarrage des activités
scientifiques ont valu à l’ensemble
des personnels techniques du LGC,
à titre collectif, l'attribution du
Cristal du C.N.R.S.
>>> Serge MOUYSSET,
Ingénieur d’Etudes CNRS au Laboratoire
de Génie Chimique (UMR UPS/CNRS/INPT 5503).
Contact :
[email protected]
Du côté des doctorants
Les doctorants, malgré leur statut précaire, sont des acteurs importants
de l’activité scientifique des laboratoires. Nous sommes allés à leur
rencontre …
>>> Ivane PAIRAUD
>>> Ivane PAIRAUD, doctorante en 2e année
au Laboratoire d’Aérologie (UMR 5560 UPS/CNRS)
Quel a été le déclic
pour aller vers
la recherche ?
Je me sens donc parfaitement
intégrée dans mon équipe, tant
sur le plan professionnel
que personnel.
Par le passé, les grands explorateurs comme Christophe Colomb
faisaient rêver le monde.
Aujourd’hui ce sont en grande
partie les chercheurs qui occupent ce rôle. Notre vie de tous les
jours est indissociable des découvertes d’hier. Petite, je me
demandais déjà comment fonctionnaient les choses. C’est cette
curiosité et la vision de la
recherche comme un métier fait
de petites et, parfois de grandes
avancées, qui a d’abord orienté
mon choix.
En dehors
de votre travail
de recherche,
quels autres
bénéfices pouvezvous évoquer au
niveau de votre
formation ?
Quel est votre sujet
de thèse ?
Ma thèse en océanographie côtière porte sur les transferts externe/interne de l’océan du point de
vue de la marée, de l’énergie …Je
modélise les ondes de gravité
dans le Golfe de Gascogne.
Etes-vous satisfaite
de votre intégration
dans l’ équipe de
recherche ?
J’ai la chance d’être dans une
équipe de recherche qui est très
soucieuse des conditions de travail et d’encadrement des doctorants, ainsi que de leur devenir.
page 12
En fait, je ne vois pas la thèse
comme une simple formation,
c’est aussi une expérience professionnelle puisque le doctorant
produit des savoirs et des
savoirs-faire On apprend beaucoup sur soi, sur son potentiel et
sur ses propres limites durant la
thèse. C’est aussi une étape
importante ou l’on se constitue
un carnet d’adresses pour la
suite.
Et vos projets
après la thèse ?
Je souhaite m’orienter vers la
recherche publique ou privée.
Mon choix dépendra des opportunités et de l’intérêt des postes
proposés. Toutefois, je pense de
plus en plus à partir faire un
post-doc à l’étranger. Je dirais
qu’il est très difficile de se
projeter dans le futur en
Paul Sabatier - Le magazine scientifique - numéro 1
cette période de doutes
sur la recherche en France.
Vous êtes aussi
responsable du
CDT. Quel est le
rôle de ce Collectif ?
Le Collectif de Doctorants
Toulousain (association loi
1901) regroupe des doctorants,
des étudiants de DEA et
des docteurs en situation
précaire. Il existe depuis 1996 et
vise à informer les jeunes
chercheurs et à les représenter
dans les conseils des universités
et d’une manière plus générale à
œuvrer pour la mise en place
d’un statut du doctorant et pour
faciliter l’insertion des docteurs.
Le CDT est membre de la
confédération des jeunes
chercheurs (CJC) qui fédère
34 associations locales.
La CJC est l’interlocuteur
privilégié du Ministère sur la
question des jeunes chercheurs et
dispose d’un siège au CNESER.
Contact :
[email protected]
Du côté des doctorants
>>> Pierre-Antoine GOURRAUD
Quel élément
vous a attiré vers
la recherche ?
Plutôt que la recherche, c’est la
démarche scientifique qui m’a
attiré. Déjà en classes préparatoires j’avais fait un séjour à la
station de génétique végétale de
l’INRA qui m’avait beaucoup
éclairé. Cela a certainement
contribué à mon entrée à l’ENS
de Lyon et de là, j’ai continué à
me frotter de près à la recherche
dans de nombreux stages.
C’est capital pour bien choisir
un sujet de thèse et son
encadrement.
Quel est votre sujet
de thèse ?
>>> Pierre-Antoine GOURRAUD,
doctorant en 2e année dans l’unité INSERM 558
«Epidémiologie et analyses en santé publique»
Ma thèse s’intitule «Utilisation
d’analyses génétiques dans
l’organisation de la filière de la
transplantation en cellules
souches hématopoïétiques».
L’idée est vraiment d’articuler
des connaissances en génétique
des populations avec leurs
conséquences envisageables en
santé publique. Je m’explique,
l’indication thérapeutique des
leucémies et d’un bon nombre de
désordres hématologiques malins
est la transplantation en cellules
souches hématopoïétiques ou
greffe de moelle osseuse. On la
pratique exclusivement du vivant
du donneur. Quand il n’y a pas
de donneurs compatibles au
niveau des gènes dits « HLA »
dans la famille, on en recherche
un sur des registres de
volontaires. Je montre qu’on peut
avoir un point de vue sur la
constitution de ces registres en
faisant de la génétique et
imaginer des moyens d’améliorer
l’efficacité du recrutement des
donneurs.
Etes-vous satisfait
de votre intégration
dans l’ équipe
de recherche ?
Quand on choisit un labo, c’est
pour le meilleur et pour le
pire…J’ai la chance d’avoir les
possibilités de prendre des
initiatives. Mon directeur de
thèse n’hésite pas à me proposer
de participer à des congres
internationaux. Il y a des
difficultés «structurelles» comme
on dit, j’essaie de les prendre
comme autant de chances d’être
plus attentif à chacun. Que
seraient mes soi-disant qualités
«scientifiques», si celles-ci sont
constamment limitées par des
problèmes humains ou matériels?
Avez-vous aussi de
l’enseignement à
faire à l’UPS ?
Avec le monitorat, je plonge dans
l’enseignement de l’autre coté des
amphis, je joue sur ma jeunesse
pour dynamiser mon auditoire.
page 13
Ca prend un temps fou à
préparer. On se sent parfois un
peu seul face aux étudiants mais
c’est passionnant !
Et vos projets
après la thèse ?
Ah oui! Le contexte actuel,
devrait me rendre pessimiste au
possible … Je le suis. Surtout
parce que je ne vois pas bien
comment notre communauté
acceptera les nécessaires
changements des réformes
auxquels nos difficultés
journalières devraient nous faire
aspirer. Lors de ma première
année de thèse j’ai séjourné en
Angleterre et au Japon en tant
qu’invité (avec l’aide d’une
bourse ATUPS de notre
Université) C’était intéressant et
très productif. De même qu’en
participant à des congrès, j’ai
vraiment eu la chance de
mesurer les qualités de notre
formation et en même temps les
limites de leurs déploiements.
Contact :
[email protected]
distinctions
Vie des Laboratoires
Médaillés de Bronze du CNRS
Deux médailles de bronze du CNRS sont venues récompenser en 2003 les travaux
de deux jeunes chercheurs affectés à des laboratoires de l’Université Paul
Sabatier.
Sébastien CHEVROT
>>> Sébastien CHEVROT,
Chargé de recherche CNRS Laboratoire
« Dynamique Terrestre et Planétaire »
(UMR CNRS/UPS 5562)
Sébastien Chevrot intégre le CNRS en 2000, après un
post-doc au M.I.T. S’appuyant sur sa formation en
physique et en traitement du signal, ce jeune
géophysicien s’attaque à l’analyse de la propagation
des ondes sismiques dans la Terre. « Les discontinuités
sismiques du manteau constituent des thermomètres
naturels, ce qui explique leur rôle fondamental dans
l’étude de la structure interne de la Terre », raconte
S. Chevrot. En analysant les ondes converties,
il a montré que les estimations antérieures
Didier BARRET
>>> Didier BARRET,
Chargé de recherche CNRS
Centre d’Etudes Spatiales du Rayonnement
Didier Barret a préparé le DEA d’Astrophysique de
Toulouse, dont il sort major. Après un passage en
post-doc il entre au CNRS en 1997, au CESR,
Département de Hautes Energies. Il s’intéresse
aux binaires X, objets stellaires composés d’une
étoile à neutrons ou d’un trou noir et d’une étoile
compagnon de type solaire. Dans ces systèmes, la
matière arrachée au compagnon chute vers l’astre
compact dans un disque d’accrétion.
Grâce aux observations du rayonnement X,
de la topographie de ces discontinuités étaient
2 à 3 fois supérieures à la réalité. Aimant
travailler sur plusieurs thèmes, Sébastien Chevrot
a également développé des méthodes d’analyse
de la biréfringence des ondes de cisaillement, qui
permettent de remonter à l’anisotropie sismique des
roches du manteau terrestre. Une avancée dans le
domaine de l’imagerie anisotrope haute résolution.
Contact :
[email protected]
il a montré que les binaires X avec une étoile
à neutrons ou un trou noir partageaient
des nombreuses similarités. « Leurs champs
gravitationnels sont similaires et les propriétés
observées sont celles du disque d’accrétion » nous
rappele D. Barret. Outre ses travaux d’observation
et de modélisation, ce jeune chercheur développe
de nouveaux détecteurs pour l’astronomie X.
Contact :
[email protected]
(UMR CNRS/UPS 5187)
>> Shéma d’un Trou Noir (vue d’artiste)
page 14
Paul Sabatier - Le magazine scientifique - numéro 1
Vie des Laboratoires
résultats
marquants
A la recherche
des premières étoiles
Une équipe du Laboratoire d’Astrophysique (UMR 5572
CNRS/UOPS) composée de Roser Pello (astronome-adjoint),
Jean-François Leborgne (astronome), Daniel Schaerer (CR CNRS,
actuellement détaché à l’Observatoire de Genève), Johan Richard
(doctorant), et Jean-Paul Kneib (CR CNRS, actuellement détaché au
Caltech) a battu un record mondial en découvrant la galaxie
la plus éloignée connue à ce jour.
Elle s’appelle Abell 1835 IR1916, et se trouve à environ 13,23
milliards d’années-lumière de la Terre. Grâce au VLT, le télescope dont
dispose l’European Southern Observatory (ESO) à Paranal (Chili),
cette galaxie a été observée à une époque où l’Univers n’était âgé que
de 470 millions d’années, soit à peine 3% de son âge actuel.
Cette découverte remarquable illustre le potentiel des puissants
télescopes terrestres dans le domaine du proche infrarouge pour
l’exploration de l’Univers primordial. En effet, à la manière des
paléontologues qui s’intéressent au passé en fouillant la Terre, les
astrophysiciens tentent de scruter toujours plus loin dans l’Univers.
La quête ultime: trouver étoiles et galaxies qui se seraient formées
juste après le Big Bang, qui a eu lieu il y a environ 13.7 milliards
d’années.
L’équipe toulousaine a justement réussi cette percée, en utilisant
ISAAC, un instrument infrarouge très sensible du VLT ainsi que des
effets d’amplification gravitationnelle. Dans ce phénomène, prédit par
la théorie de la relativité d’Einstein, des amas de galaxies, par leur
masse gravitationnelle, infléchissent le trajet de la lumière et, comme
une loupe, amplifient la lumière des objets lointains situés derrière eux.
Ce qui permet ainsi aux astronomes de voir ces derniers. Dans le cas de
cette nouvelle galaxie, la lumière a été amplifiée de 25 à 100 fois.
Nous avons interrogé R. Pello sur les attendus
de cette découverte..
Comment peut-on découvrir une galaxie si lointaine ?
Publication : Pello, R., Schaerer,
D., Richard, J., Le Borgne, J.-F., &
Kneib, J.-P. 2004,. "ISAAC/VLT
observations of a lensed galaxy
at z = 10.0". Astronomy &
Astrophysics 416, L35
Contact :
[email protected]
Nous sommes parvenus à déterminer le « décalage vers le rouge »
(redshift) pour une galaxie fortement amplifiée par un amas de
galaxies. A cause de l’expansion de l’Univers, les galaxies semblent
s’éloigner les uns des autres à des vitesses croissantes en fonction de
leur distance. Plus un objet est éloigné de nous, plus son « redshift »
est important. Nous ne voyons pas les objets tels qu’ils sont, mais tels
qu’ils étaient au moment où les photons ont été émis. Nous avons
déterminé le « redshift » de l’objet, d’abord grossièrement, en utilisant
sa distribution spectrale en énergie photométrique, et nous l’avons
confirmé ensuite par une mesure précise de la position d’une raie,
la raie Lyman alpha. Le «redshift», symbolisé par un chiffre, est donc
d’autant plus grand que l’objet est éloigné et jeune par rapport à
l’observateur.
page 15
Roser PELLO
Astronome-adjoint
au Laboratoire d’Astrophysique
(UMR UPS/CNRS), OMP.
Et quel est ce chiffre dans
le cas de votre découverte ?
Dans notre cas, le «redshift» est
aussi grand que 10. Par
comparaison, celui de la galaxie
dont la découverte a été
annoncée à Seattle le 16 février
dernier, se situe entre 6,6 et 7,1.
Quels enseignements
peuvent être déduits,
suite à ce record ?
Les astronomes ont pu déduire
de leur travaux que cette galaxie
vivrait actuellement une période
intense de formation d’étoiles.
Réunies, celles-ci seraient
environ 10000 fois moins
massives que notre galaxie dans
son entier, la Voie lactée.
Autrement dit, les astronomes
assistent à la naissance d’une
des briques impliquées dans la
formation des grandes galaxies.
En effet, selon les théories
actuelles, celles-ci se seraient
formées par accrétion de
plusieurs de ces briques
primitives de jeunes et petites
galaxies. Et ces résultats vont
exactement dans ce sens.
dossier
Nutrition et Obésité
page 16
L’obésité,
une épidémie des
temps modernes
Depuis 1998, l’obésité est reconnue par l’OMS
comme une épidémie, principalement dans les
pays industrialisés mais, et ce n’est pas le moindre
des paradoxes, également dans les pays en voie de
développement.
En France, sur 48 millions de
personnes de 15 ans et plus, les
résultats de l’enquête ObEpi
2003 montrent que 42 % sont
obèses ou en surpoids. Cette
progression qui représente un
gain moyen de 1,7 kg en 6 ans
touche, certes à des niveaux
différents, toutes les tranches
d’âge, les classes sociales et les
régions. Si l’obésité n’est pas en
soit une pathologie, les
conséquences directes, même des
formes modérées de l’obésité,
sont une augmentation des
facteurs de risque des maladies
cardiovasculaires tels que le
diabète, l’hypertension artérielle
et l’excès de cholestérol.
Comprendre les mécanismes à la
base des anomalies associées au
développement de l’obésité
représente donc un enjeu majeur
de santé publique. Des
mécanismes d’ordre différents
sociaux, psychologiques,
génétiques et biologiques
interagissent entre eux dans une
complexité parfois difficile à
décrypter. Toutefois, l’impact
nutritionnel sur cette pathologie
est considérable. Si le tissu
adipeux est considéré, en général,
de manière négative, il ne faut
pas oublier qu’il est
indispensable à la survie de
l’organisme et que son absence
conduit à des problèmes de santé
tout aussi grave que son excès.
Les études menées dans ce champ
thématique nutrition/obésité ont
permis de faire des avancées
spectaculaires ayant eu des
répercussions dans le domaine
général de la biologie. Ainsi les
études sur la cellule adipeuse ont
permis de proposer des modèles
généraux sur les facteurs
moléculaires et cellulaires
impliqués dans le métabolisme et
la différenciation cellulaire en
général, la découverte de la
leptine, une hormone produite
par le tissu adipeux, a mis en
lumière le rôle endocrine
insoupçonné de ces tissus. On
peut citer également le
renouveau des études sur la
régulation nerveuse de la prise
alimentaire, les recherches sur
l’aliment et ses valeurs
hédoniques et nutritives. Enfin
un pan entier se développe, celui
des cellules du tissu adipeux en
thérapie cellulaire ou
reconstructrice. La recherche
française excelle dans ces
domaines et la région MidiPyrénées se classe parmi les deux
ou trois régions de pointe.
Paul Sabatier - Le magazine scientifique - numéro 1
Contact :
• Dominique Langin, DR INSERM
Directeur de l’U586 (IFR 31)
[email protected]
• Luc Penicaud, DR1 CNRS,
Directeur de l’UMR UPS/CNRS
5018 (IFR 31).
[email protected]
• Bertrand Perret, Professeur
responsable d’équipe
U326 (IFR 30)
[email protected]
Nutrition et Obésité
Le « French paradox »
à Toulouse
De tout temps, la physiologie « toulousaine » s’est intéressée à la nutrition et
aux pathologies associées. L’activité de recherche avait lieu à l’Institut de
Physiologie qui hébergeait en son sein aussi bien les activités de recherche que
les activités d’enseignement dédiés à la nutrition.
>>> Louis CASTEILLA PR, UMR 5018 CNRS/UPS, IFR31
Responsable d’équipe : Plasticité fonctionnelle et
cellulaire des tissus adipeux
>>> Philippe. VALET PR, U 586 Inserm-UPS, IFR31
Responsable d’équipe :
Productions adipocytaires et adipogénèse.
Le potentiel à l’UPS
et en Midi-Pyrénées
Le pôle de Rangueil est
composé de deux unités
mixtes, regroupant
50 permanents au sein de
l’Institut Louis Bugnard
(IFR31).
L’autre pôle se situe
à Purpan, sur trois équipes
des IFR30 et IFR126 d’une
dizaine de permanents.
Ces équipes se trouvent
intégrées au niveau
régional dans le Pôle
Aliment-Santé :
L’évolution des activités de
recherche a conduit à un
éclatement de cette structure et
à une large éclipse de cette
thématique aussi bien au niveau
national qu’au sein de l’UPS.
Seules, les obésités et la biologie
des tissus adipeux ont continué à
être étudiées. Progressivement,
les investigations ont été
effectuées de plus en plus en
relation avec le milieu médical
avec un renouveau de l’étude des
impacts nutritionnels sur
l’obésité.
Actuellement, on trouve deux
pôles : l’un, sur le site de
l’hôpital de Rangueil, a pour
thématique principale les
relations qui existent entre
nutrition, métabolisme et
obésité. Leurs compétences vont
de l’étude in vivo des flux
métaboliques dans des modèles
expérimentaux à l’étude à
grande échelle du transcriptome
y compris chez l’homme. L’autre
pôle d’activité lié à l’UPS se
trouve sur le site de Purpan et
a comme préoccupation les
aspects d’absorption des lipides
et l’étude des facteurs de risques
associés à l’obésité. Ces équipes
sont des membres actifs des
associations nationale et
européenne d’études et de
recherche sur l’obésité (AFERO,
EASO).
Au niveau régional, ces
structures sont intégrées
dans un pôle Aliment-Santé
Midi-Pyrénées qui regroupe
laboratoires du secteur public et
privé (voir encadré ).
Par ailleurs, les recherches
dans le domaine de la nutrition
et de l’obésité peuvent s’appuyer
sur le centre INRA
IFR31 (UPS-INSERM-CNRS)
http://www.toulouse.inserm.fr
Coupe histologique de tissu adipeux. Les adipocytes
représentent la plus grande part du volume. Ils sont
gorgés de lipides. A l’intérieur du cercle rouge se trouve
un adipocyte. L’enveloppe beige clair correspond
à la membrane plasmique et au cytoplasme,
l’espace interne à une seule gouttelette de lipides.
de Tournefeuille ainsi que
sur un centre d’investigation
clinique au sein duquel des
études de recherche clinique
peuvent être conduites.
Contact :
[email protected] et
[email protected]
IFR30 et IFR 126
(Inserm-UPS-CNRS-INRA)
http://www.toulouse.inserm.fr
Nutrition, tissu adipeux, obésités complications
métaboliques et vasculaires
-> Unité mixte de recherches sur les obésités
(UMR 586 INSERM)
-> Unité mixte de recherche Neurobiologie,
plasticité tissulaire et métabolisme
énergétique (UMR 5018 CNRS-UPS)
Métabolisme lipidique et régulations,
Nutrition, complications cardio-vasculaires
-> Département Lipoprotéines et Médiateurs
Lipidiques (U563 INSERM)
-> Eq. de Pharmacologie moléculaire (UR 66 INRA)
-> Eq. d’épidémiologie cardiovasculaire (U558 INSERM)
Pôle régional aliment-santé
http: www.insa-tlse.fr/gba/aliment-sante
En interface entre les différents partenaires,
il fédère les laboratoires de recherches, PME et groupes
internationaux de midi-pyrénées dans les domaines de
l’agronomie, la nutrition et la médecine)
Département INSA
Génie biochimique et alimentaire
http://www.insa-tlse.fr
page 17
INRA
Industries régionales
Agro-alimentaires,
biotechnologies
dOSSIER
Nutrition et Obésité
Le poids : tout se passe
dans le cerveau !
Le maintien du poids corporel met en jeu une régulation fine des entrées
(prise alimentaire) et des dépenses d’énergie (métabolisme de base, activité
physique, production de chaleur) dans laquelle le système nerveux joue un
rôle de « centrale de coordination ». Il régule de manière complémentaire à
>>> Luc PENICAUD , DR1 CNRS,
Directeur de l’UMR UPS/CNRS 5018 (IFR31)
certaines hormones, l’activité métabolique des tissus adipeux blancs qui
stockent et libèrent l’énergie en fonction des besoins, et des tissus adipeux
bruns impliqués dans la dépense d’énergie sous forme de chaleur.
>>> Les deux principaux types de cellules du système nerveux central en culture,
marqués par un anticorps spécifique : les astrocytes, en rouge, les neurones en vert.
Du cerveau au
tissu adipeux :
des signaux
nerveux
Les laboratoires toulousains ont
tous fortement contribué à la
meilleure compréhension des
mécanismes nerveux qui régulent
les voies métaboliques des
adipocytes. Ainsi les rôles
respectifs de certains récepteurs
aux catécholamines ont été mis
en évidence dans la régulation de
la lipolyse (dégradation des
stocks et donc fonte du tissu
adipeux) en particulier chez
l’homme par l’U586 (UMR
Inserm-UPS). Ils ont démontré
que le système sympathique
contrôlait négativement la
page 18
différenciation des adipocytes
blancs et positivement celle des
adipocytes bruns. Ces effets
peuvent en cas d’altération,
comme au cours de l’obésité,
aboutir à une augmentation du
nombre des mauvaises cellules
adipeuses (blanches) et à une
diminution des bonnes cellules
adipeuses (brunes).
Des tissus adipeux
au cerveau :
des signaux
métaboliques et
hormonaux
Les modifications du statut
énergétique et donc du poids
corporel vont en retour être
Paul Sabatier - Le magazine scientifique - numéro 1
détectées par certaines zones
du système nerveux central
qui contrôle le système nerveux
sympathique. Dans les
conditions normales, ceci permet
le maintien du poids corporel.
Les signaux mis en jeu sont
principalement d’ordre hormonal
(leptine, insuline) ou
métabolique (glucose, acides
gras). Les équipes de l’UPS ont
été parmi les premières à
montrer que la détection du
glucose par certains neurones
mettait en jeu des mécanismes
moléculaires présents dans un
autre type cellulaire, capable de
détecter des variations de
glucose, la cellule sécrétrice
d’insuline du pancréas. Ces
mécanismes peuvent être altérés,
ce qui aboutit à des troubles de
la régulation du métabolisme ou
Ces données principalement
d’ordre fondamental peuvent et
ont abouti, pour certaines
d’entre elles, à l’identification de
nouvelles cibles thérapeutiques.
On peut souligner ici les fortes
relations des unités du pôle
toulousain avec les industries
pharmaceutiques et plus
récemment agro-alimentaires.
Contact :
[email protected]
Nutrition et Obésité
>>> Les précurseurs présents dans les tissus adipeux
peuvent être isolés et mis en culture. Dans des conditions appropriées, ils vont différencier et se charger en
lipides comme ils peuvent le faire dans l’organisme.
Sur cette photo apparaissent des adipocytes en début
de différenciation qui accumulent de petites goutelet-
Les tissus adipeux :
de l’obésité à la
thérapie cellulaire
tes de lipides.
Dans les tissus adipeux, les adipocytes sont les
cellules, spécialisées dans la gestion des stocks
d’énergie sous forme de lipides. Pendant longtemps,
elles furent les seules cellules étudiées pour leur
métabolisme et leur sensibilité à l’insuline, plus
récemment pour leurs fonctions endocrines. La
maîtrise des conditions de culture in vitro a permis
de mettre en évidence l’existence d’une population
de précurseurs, les préadipocytes, présents quel que
soit l’âge de l’individu. Ils sont responsables de
La plasticité des
tissus adipeux :
une plasticité
envahissante
dOSSIER
l’apparition de nouveaux adipocytes qui participent
au développement normal ou pathologique des
tissus adipeux.
fassent de même. De plus, les
préadipocytes peuvent dans des
conditions adéquates acquérir la
majorité des caractéristiques des
macrophages. Ces résultats
revêtent d’autant plus
d’importance que le lien qui existe
entre tissu
adipeux/obésité/inflammation
vient d’être clairement établi par
plusieurs travaux dont une étude
à paraître de l’U586 (InsermUPS) qui montre qu’une hormone
sécrétée par l’adipocyte, la leptine,
favorise le recrutement de
macrophages au sein du tissu
adipeux.
Du préadipocyte au macrophage :
de l’inflammation à l’obésité
Un des principaux résultats est d’avoir montré que les préadipocytes
pouvaient phagocyter des micro-organismes comme des cellules mortes.
Ces activités augmentent au cours de l’inflammation et de l’obésité.
Ces propriétés sont caractéristiques des macrophages qui jouent un
rôle majeur dans l’inflammation, l’immunité et le remodelage
cellulaire. Par analogie, nous avons proposé que les préadipocytes
Par ailleurs, les préadipocytes
peuvent acquérir in vitro comme
in vitro le phénotype de cellules
endothéliales fonctionnelles. Enfin,
de manière spectaculaire, certaines
cellules peuvent se différencier et
acquérir les principales
caractéristiques fonctionnelles de
cellules souches du sang ainsi que
celles du coeur. Ce travail est
complémentaire des études menées
au sein de l’U586 qui montre
aussi la présence d’une population
de cellules progénitrices
vasculaires au sein du tissu
adipeux humain ainsi que la
sécrétion de puissants facteurs de
croissance vasculaire par
l’adipocyte.
Ainsi, ces résultats et savoir-faire
permettent de concevoir de
nouvelles hypothèses de travail
pour comprendre le développement des tissus adipeux
(cf. figure) mais aussi de concevoir
les cellules des tissus adipeux
comme des cellules d’intérêt pour
la thérapie cellulaire.
Contact :
[email protected]
>>> Shéma des tissus adipeux
page 19
dOSSIER
Nutrition et Obésité
Des souris transgéniques,
modèles d’obésité humaine :
de la génomique à
l’exploitation fonctionnelle
L’avancée des techniques de transgénèse ainsi que
des approches d’exploration fonctionnelle chez le
petit animal a pris un essor formidable et permet
d’étudier l’importance spécifique des gènes à
l’échelle de l’organisme.
>>> Souris transgéniques
Les laboratoires toulousains
développent et étudient de
nombreux modèles murins
capables de reproduire les divers
types de surcharge pondérale
allant jusqu’à l’obésité et les
pathologies associées (diabète,
maladies cardiovasculaires,
dyslipidémies…) telles qu’on
peut les rencontrer chez
l’homme. Les objectifs sont de
comprendre les processus de
développement du tissu adipeux
chez l’homme, l’importance des
composantes nutritionnelles
associées à la prise de poids et
page 20
d’offrir de nouvelles pistes de
traitements. Un des exemples
caractéristiques de cette
approche est la génération de
souris transgéniques obèses
exprimant les récepteurs
humains capables d’intégrer,
dans les cellules adipeuses, les
signaux hormonaux et nerveux.
Les souris ainsi « humanisées »
pour les récepteurs à l’adrénaline
et noradrénaline présentent une
importante surcharge pondérale
lorsqu’elles sont soumises à un
régime supplémenté en lipides.
Par ailleurs, nous avons, par
Paul Sabatier - Le magazine scientifique - numéro 1
génomique fonctionnelle,
identifié certains gènes
adipocytaires dont l’expression
est modifiée avant même
l’apparition de l’obésité et serait
révélatrice d’une meilleure
susceptibilité à la prise de poids.
Enfin, l’étude in vivo des flux
métaboliques menée par l’UMR
5018 CNRS/UPS) permet de
mieux comprendre les désordres
métaboliques associés.
Nos laboratoires mènent des
recherches complémentaires et
combinées : L'étude des réponses
intégrées de ces animaux
(exploration fonctionnelle)
mais aussi des conséquences
sur l'expression des gènes
de facteurs neuroendocrines,
nutritionnels et environementaux
(génomique fonctionnelle) ont
amélioré notre connaissance de le
physiopathologie du tissu adipeux
et, ainsi, ouvrent des perspectives
prometteuses en offrant de
nouvelles cibles dans la lutte
contre l'obésité et les pathologies
associées (diabète, hypertension
artérielle...)
Contact :
[email protected]
Nutrition et Obésité
Recherches
sur la nutrition et
l’obésité
chez l’homme
>>> Dominique LANGIN, DR Inserm,
Directeur de l'unité de recherches
sur les obésités Inserm-UPS U586 (IFR31)
Aucun traitement, pharmacologique ou non, visant
une réduction à long terme de la masse adipeuse
n'est pleinement satisfaisant à l'heure actuelle. La
mise en place de nouveaux outils dont ceux de
génomique est essentielle pour une prise en charge
nutritionnelle et un traitement individualisé des
patients.
quantification des taux
d'ARNm, utilisés par les
différents laboratoires
toulousains, révèlent de
nouvelles voies biologiques
associées à l’obésité et aux
changements nutritionnels,
comme la régulation de gènes de
l’inflammation et de l’immunité.
Ces approches devraient
également permettre d'identifier
des prédicteurs de l’évolution du
poids corporel ou des
complications liées à l’obésité ou
de biomarqueurs de l’état
nutritionnel des sujets qui
pourraient conduire à la mise
aux points de tests diagnostics.
dOSSIER
Il s’agit de déterminer comment
l’homme réagit aux apports
alimentaires en fonction de son
âge, de son genre, de son
patrimoine génétique, de sa
situation hormonale et de son
état de santé.. Cette approche
passe par l’étude des gènes du
métabolisme, des mécanismes
d’action des nutriments et de la
variation de l’expression génique
sous l’influence de facteurs
nutritionnels et par l’étude des
fonctions biologiques associés à
ces gènes du traitement de
l’obésité. Les programmes de
recherche visent également à
élaborer des recommandations
pour une prise en charge
individualisée des sujets obèses.
Les protocoles cliniques sont
réalisés dans le Centre
d’Investigation Clinique InsermHôpitaux de Toulouse et au
laboratoire franco-tchèque de
recherche clinique sur l’obésité
créé en 2003 à Prague en
partenariat avec la 3ème faculté
de médecine de l'université
Charles. L'effort de recherche
s'inscrit dans le cadre d'un
réseau français de génomique
fonctionnelle de l'obésité. Les
travaux récents du laboratoire
sur la mobilisation des lipides
du tissu adipeux ont conduit à
l'identification d'une nouvelle
voie, la lipolyse stimulée par les
peptides natriurétiques. Les
récepteurs de ces peptides
constituent une nouvelle cible
pharmacologique. Les approches
de puces à ADN et de
Contact :
[email protected]
>>> Partie d’une puce contenant 40000 ADN. Chaque point correspond à un gène.
Deux situations sont comparées ; dans ce cas, les effets d’un régime hypocalorique sur
l’expression génique dans le tissu adipeux. Les gènes plus exprimés après le régime sont
rouges, ceux moins exprimés sont verts. Les points jaunes correspondent à une absence de
changement. L’intensité de chaque point est proportionnelle au niveau d’expression du gène.
page 21
dOSSIER
Nutrition et Obésité
>>> Bertrand PERRET, PU/PH
(U563 Inserm/UPS)
Les
lipides
sont
des
nutriments
majeurs
représentant de 30% à 40% de l’apport calorique. Ils
jouent un rôle essentiel dans la structure des
membranes cellulaires et en tant que substrats
>>> Jean-Bernard RUIDAVETS, PH
(U556 Inserm/UPS)
>>> Xavier COLLET, DR Inserm
(U563 Inserm/UPS)
Les filières
de formation
Parallèlement au renouveau
de ces thématiques,
les filières d’enseignement
se sont restructurées en
s’appuyant sur toutes
les forces de recherche
toulousaine concernées.
C’est ainsi que des
enseignements spécifiques
au niveau du Master M1
(modules Nutrition, santé,
métabolisme et
physiopathologie) ont été
crées et que ces thématiques
ont trouvé naturellement et
de manière complémentaire
leur place dans les nouveaux
masters soit en spécialité
recherche : Innovation
pharmacologique
(resp. B. Fransces & P. Valet),
Physiopathologie cellulaire
moléculaire et intégré (resp :
J.-F. Arnal & L. Casteilla), soit
en spécialité professionnelle :
Bioingénierie (resp. P. Valet)
page 22
Lipides et Nutrition :
De la bonne maîtrise des flux
énergétiques.
Par ailleurs, les lipides
alimentaires fournissent des
vitamines essentielles (A, D, E,
K). Cependant, les lipides en
excès participent à diverses
pathologies et notamment à
l’obésité, caractérisée par
l’accumulation de lipides dans le
tissu adipeux, ainsi qu’à ses
complications, maladies cardiovasculaires et diabète. On relève
une fréquence croissante du «
syndrome métabolique »,
associant obésité, augmentation
des lipides sanguins, troubles du
métabolisme des sucres, et
hypertension artérielle, qui
affecte déjà 18% de la
population en France. Il est donc
crucial de bien comprendre les
mécanismes qui régulent les
entrées et sorties de lipides.
L’absorption intestinale des
lipides est la voie d’entrée de ces
molécules dans l’organisme, où
elles sont ensuite prises en
charge par les lipoprotéines, dans
la circulation sanguine. A titre
d’exemple, l’absorption du
cholestérol met en jeu plusieurs
transporteurs dont le niveau
d’expression peut expliquer de
grandes variations d’absorption
entre les individus. Ces
transporteurs représentent donc
des cibles de premier ordre en
vue de moduler l’absorption
intestinale. A l’autre extrémité
du circuit, certaines lipoprotéines
jouent un rôle essentiel dans
l’élimination du cholestérol par
le foie et la sécrétion biliaire.
Nous avons récemment purifié le
récepteur hépatique de la
protéine majeure de ces
lipoprotéines ce qui permet de
mieux comprendre le turn-over
de ces lipides (publication dans
Nature, 2003).
Ces travaux fondamentaux
s’appuient sur les compétences
des plateformes toulousaines, en
matière d’exploration
fonctionnelle, d’analyse des
médiateurs lipidiques et d’étude
des interactions moléculaires
(IFR 30 et 31). Ils sont
complémentaires des enquêtes
nutritionnelles, menées par
l’équipe d’épidémiologie
cardiovasculaire (Pr J. Ferrières,
U558), auprès d’échantillons
représentatifs de la population
régionale et de populations plus
spécifiques. Ces études
permettent des estimations
précises et qualitatives des
Paul Sabatier - Le magazine scientifique - numéro 1
nutriments ingérés (graisses
saturées et insaturées,
antioxydants etc .) et servent de
base à la définition de nouveaux
indicateurs biologiques,
mesurables sur un échantillon
sanguin.
Contact :
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[email protected]
La Recherche à l’UPS
Le Potentiel de Recherche de l’Université Paul Sabatier se répartit
sur 80 laboratoires reconnus au niveau national, la plupart unités mixtes
avec le CNRS, l’INSERM, l’IRD, l’INRA, le CNES…
Approximativement 2000 chercheurs et enseignants-chercheurs et
1000 ITA/IATOS travaillent dans ces laboratoires.
1450 doctorants sont inscrits à l’UPS, répartis dans 9 Ecoles Doctorales.
Les grands domaines de recherche sont :
> Mathématiques : 3 laboratoires mixtes et 1 Fédération .
> Sciences physiques : 4 laboratoires mixtes ; 1 unité CNRS ; 1 Fédération.
> Sciences de l’Univers : 7 laboratoires mixtes ; 1 Observatoire
> Chimie : 5 laboratoires mixtes ; 1 unité CNRS ; 1 EA ; 1 JE ; 1 Fédération
> Sciences de la vie : 8 laboratoires mixtes ; 1 EA ; 2 IFR
> Biologie et santé : 6 laboratoires mixtes ; 6 unités INSERM ; 14 EA ; 3 IFR
> Sciences pour l’Ingénieur : 4 laboratoires mixtes ; 3 EA ; 2 Fédérations
> Sciences et Technologies de l’information et de la communication :
1 laboratoire mixte ; 1 unité CNRS ; 2 EA ; 1 ERT ; 1 Fédération.
> Sciences Ecologiques : 3 laboratoires mixtes ; 1 Fédération
> Sciences Humaines et Sociales : 6 EA ; 1 ERT
Vos encouragements, vos critiques, vos suggestions
sur ce magazine scientifique nous intéressent.
Vous pouvez les adresser à :
[email protected]
Les MASTERS à L’UPS
rentrée 2004
Domaines
de
formation*
* En cours d’habilitation
> sciences de la modélisation, de l’information et
des systèmes (4 mentions)
> sciences et techniques de la matière et
de l’énergie (6 mentions)
> sciences de l’univers (4 mentions)
> sciences de la vie et de la santé (9 mentions)
> sciences humaines et sociales (1 mention)
> gestion (2 mentions)
Le cursus master comporte en 2ème année une centaine de spécialités
« recherche » et « professionnelle ». Un certain nombre de ces spécialités sont
cohabilitées avec d’autres universités et établissements de la région
toulousaine.
Université Paul Sabatier