Plein Sud

Près d’une vingtaine de laboratoires* de l’Université Paris-Sud abritent des équipes dont les travaux de recherche sont liés à l’environnement. Ces compétences sont désormais réunies au sein d’un réseau, le Groupe d’Enseignement et de Recherche en Environnement de l’Université Paris-Sud (GEREPS) qui s’est réuni pour la première fois le 22 octobre dernier. L’occasion pour nous de découvrir quelques exemples de thématiques développées.

La conscience internationale des problèmes liés à l’environnement est en progression considérable. Après plus de 15 ans de débats, l’assemblée générale de l’ONU a déclaré, en juillet 2010, « que le droit à une eau potable propre et de qualité et à des installations sanitaires est un droit de l’homme, indispensable à la pleine jouissance du droit à la vie ». Le 10 décembre dernier, le sommet de Cancun de l’ONU sur  l’environnement et le développement durable s’est donné un objectif de limitation des températures et la création d’un « fonds vert ». De nombreux acteurs industriels et agricoles ont intégré des actions de protection de l’environnement dans leur politique de développement durable. En Europe, le  développement du programme REACH** a permis aux pays membres de mobiliser leurs forces pour prévenir les atteintes environnementales et sanitaires liées aux produits chimiques. Biodiversité, génie de l’environnement, trames verte et bleue, services éco-systémiques, analyse de cycle de vie des produits sont autant d’exemples de domaines en développement. Les sciences et technologies environnementales ont largement accompagné cet essor. A l’Université Paris-Sud, ces thématiques environnementales concernent des chercheurs et enseignants-chercheurs qui peuvent être notamment chimistes, biologistes, géologues, juristes ou pharmaciens ; c’est l’avantage d’être dans une grande université pluridisciplinaire ! De leurs différentes rencontres, au départ informelles, est née en 2006, la mention de master « Environnement » interdisciplinaire et inter-composantes qui rassemble des spécialités liées à la chimie, la physique, la santé, l’économie, l’écologie, le droit, la géologie. Cette offre complète originale et unique en France remporte un vif succès auprès des étudiants. L’insertion aisée des promotions montre que ces formations répondent à un besoin grandissant du marché de l’emploi. Cette expérience collective trouve aujourd’hui son prolongement naturel avec la mise en place d’un réseau de recherche pour ce panel de compétences scientifiques de haut niveau. Le GEREPS s’est donné pour mission de faciliter les échanges et d’impulser de nouvelles collaborations transverses internes et externes à l’Université. Le groupe réuni des compétences dont la vocation est, tout en restant attachées à leur discipline et à leur laboratoire, de développer leur recherche et leurs enseignements en relation avec les problématiques majeures de l’environnement. Il offre également à tous les partenaires de l’Université qu’ils soient du secteur public ou privé, décideurs ou représentants de la société civile, étudiants ou employeurs, une visibilité claire de toutes les compétences liées à l’environnement susceptibles de les intéresser. Les perspectives d’évolution du paysage de l’enseignement et de la recherche du sud francilien vont en outre permettre le développement des collaborations entre les acteurs majeurs du territoire. La première réunion du GEREPS organisée le 22 octobre dernier a permis aux personnes concernées de se rencontrer et de présenter leurs travaux. Le GEREPS est un groupe ouvert, rejoignez-le, contactez-le.

*Une vingtaine laboratoires de l’Université Paris-Sud abritent des équipes affichant des travaux de recherche liés à l’environnement (effectifs):
- IDES : Intéractions et Dynamique des Environnements de Surface (59);
- ESE : Ecologie, Systématique et Evolution (60);
- ICMMO : Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d’Orsay (30);
- LCP : Laboratoire de Chimie Physique (15);
- CSNSM : Centre de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse (10);
- IPN : Institut de Physique Nucléaire (8);
- LPGP : Laboratoire de Physique des gaz et des plasmas (20);
- FAST : Fluides Automatiques et Systèmes Thermiques (5);
- LMO : Laboratoire de Mathématiques d’Orsay (3);
- SGV : Station de Génétique Végétale (10);
- LIMSI : Laboratoire d’Informatique pour la Mécanique et les Sciences de l’Ingénieur (8);
- LPPM : Laboratoire de Photo-Physique Moléculaire (7);
- LPS : Laboratoire de Physique du Solide (5);
- LEGS : Laboratoire Evolution, Génomes et Spéciation (6);
- CEI : Collège d’Etudes Internationales (5);
- IEDP :  Institut d’Etudes de Droit Public;
- CRDPCN : Centre de Recherche en Droit du Patrimoine Culturel et Naturel;
- ADIS : Analyse des Dynamiques Industrielles et Sociales;
- LSPE : Laboratoire de Santé Publique et Environnement (5)
auxquels il faut ajouter une thématique « Economie des territoires et environnement » développée à Sceaux.

**Le règlement REACH (Registration, evaluation and authorisation of chemicals) adopté par le Parlement européen le 18 décembre 2006 doit permettre de mettre en place un système intégré unique d’enregistrement, d’évaluation et d’autorisation des substances chimiques dans l’Union européenne.

Contact
contact.gereps@u-psud.fr
Descriptif de la mention de master sur le site : http://environnement.u-psud.fr

De l’impact des nanotechnologies sur l’environnement

La nanomédecine est un domaine en pleine expansion. A l’Institut des Sciences Moléculaires d’Orsay, le groupe Nanomédecine a montré que l’association de nanoparticules métalliques avec un traitement de hadronthérapie (faisceaux de protons ou carbone) constitue une méthode fortement prometteuse pour le traitement du cancer*. Toutefois, le développement rapide de méthodes basées sur l’utilisation de nanoparticules nécessite une meilleure connaissance de l’impact de ces composants sur les organismes vivants et l’environnement en général. En sus du développement de nouveaux procédés pour la médecine, le groupe s’intéresse donc aux effets des nanoparticules métalliques sur les biosystèmes, de l’échelle moléculaires à l’échelle cellulaire et mène ces travaux en collaboration avec des chercheurs de l’Institut de Génétique et Microbiologie (IGM) et de SOLEIL.

* Porcel, E., et al., Platinum nanoparticles : apromising material for future cancer therapy? Nanotechnology, 2010. 21: p. 085103 (7pp).

Contacts
sandrine.lacombe@u-psud.fr ; confalonieri@igmors.u-psud.fr

Comprendre les mécanismes d’évolution pour mieux préserver la biodiversité

Les angiospermes, ou plantes à fleurs, forment le groupe de plantes le plus diversifié des zones émergées du globe terrestre. La fleur, innovation clé, a certainement contribué de façon significative à cet immense succès évolutif. Si l’organisation générale de la fleur est très conservée, on observe en revanche d’infinies variations de forme, de taille ou encore de couleur. Le laboratoire « Ecologie Systématique et Evolution » et l’UMR de Génétique Végétale du Moulon joignent depuis quelques années leurs compétences respectives autour d’un projet commun centré sur l’étude des modalités d’évolution de la forme de la fleur. La complémentarité des approches moléculaires et morphologiques, replacées dans un cadre phylogénétique, permet de mettre en évidence à la fois les tendances dans l’évolution des formes florales, et les gènes impliqués dans ces changements de forme.

Contacts
sophie.nadot@u-psud.fr ; damerval@moulon.inra.fr

Chimie verte

La chimie moderne se doit de se préoccuper des retombées environnementales de son activité. Au sein de l’Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d’Orsay (ICMMO), dans le cadre de l’axe transversal « chimie et environnement », plusieurs équipes développent de nouvelles méthodes de synthèse intégrant les principes de la chimie verte. Une des sources importantes de la pollution atmosphérique est l’émission de Composés Organiques Volatils (COV) liée à l’utilisation de solvants. La réduction de ces émissions, souvent classées cancérigènes, mutagènes et reprotoxiques doit être de préférence traitée à la base en utilisant des conditions alternatives. Nos efforts dans ce domaine consistent à développer des synthèses sans solvant, en milieu aqueux, ou des solvants non volatils comme les liquides ioniques ou les polyéthylènes glycols. Un des axes importants de la chimie verte est la catalyse car elle permet de réduire considérablement les quantités de matière utilisées pour effectuer les transformations chimiques. Dans ce cadre, des chercheurs de l’ICMMO développent des catalyseurs sélectifs et recyclables, complexes de métaux de transition ou de terres rares, mais également des catalyseurs organiques.

Contact
marie-christine.scherrmann@u-psud.fr

Expériences physico – chimiques pour traquer les polluants

Au sein du Laboratoire de Physique des Gaz et des Plasmas, DIREBIO est une équipe d’expérimentateurs, utilisant des modèles de décharges homogènes et développant des outils numériques pour aider à l’interprétation des expériences. Elle collabore avec des équipes de modélisateurs pour décrypter les phénomènes physico-chimiques les plus complexes. DIREBIO est une équipe de physiciens et de chimistes travaillant en particulier sur les décharges électriques hors-équilibre (plasmas froids) à pression atmosphérique ou voisine (0,1 – 10 bars) et leurs applications au domaine biomédical et à l’environnement. Il s’agit par exemple de mener des expériences pour la réduction des émissions polluantes, la décomposition des COV dans les effluents gazeux, le déclenchement de la combustion, ou encore la conversion des hydrocarbures. Des décharges pré-ionisées (photodéclenchées) sont ainsi utilisées pour des études fines de cinétique plasma dans les mélanges de gaz atmosphériques contenant des traces de polluants (COV et hydrocarbures).

Contact
stephane.pasquiers@u-psud.fr

L’aval du cycle électronucléaire

Le Groupe de Radiochimie de l’Institut de Physique Nucléaire d’Orsay travaille sur des problématiques environnementales en lien avec l’aval du cycle électronucléaire. Par exemple, l’étude de la sorption (fixation ou libération) des éléments radiotoxiques (en particulier l’oxocation uranyle UO22+) sur des surfaces minérales modèles du milieu géologique (oxydes, phosphates) ou plus représentatives (kaolinite, argiles), en présence de composés organiques (acides mono ou dicarboxyliques à courte chaîne, matières organiques naturelles), ou en fonction de la température. Dans ces travaux, plusieurs approches complémentaires sont mises à profit : une approche thermodynamique pour obtenir la spéciation de l’ion en solution aqueuse et les constantes d’équilibre des réactions impliquées ; une approche moléculaire avec l’apport de techniques spectroscopiques (ATR-FTIR, fluorescence laser, XPS, faisceaux d’ions, etc.) pour identifier les entités sorbées, et enfin une approche avec l’aide des calculs de chimie théorique (calculs DFT), toujours confrontés aux résultats expérimentaux.

Contact
mercier@ipno.in2p3.fr

L’étude des débâcles du fleuve la Lena en Sibérie

La Yakoutie centrale comporte un pergélisol (sol gelé en permanence) particulièrement sensible aux variations climatiques. La Lena constitue l’un des principaux hydrosystèmes fluviaux de la Sibérie. Au printemps, lors de la fonte de la neige et de la carapace de glace, le débit de la Lena augmente brutalement, entraînant des risques lourds pour les populations yakoutes : des villages sont menacés par la destruction des berges. En 2002, une débâcle catastrophique liée à un printemps précoce suite à un hiver rigoureux a ravagé une partie de la ville de Yakoutsk (ville regroupant plus d’un million d’habitants). Le laboratoire Interactions et Dynamique des Environnements de Surface (IDES) a signé un accord officiel de coopération en proposant un programme de recherche commun avec le Permafrost Institut de Yakutsk sur plusieurs années concernant une étude conjointe de la dynamique fluviale de la Lena. Les premiers résultats montrent clairement l’impact du réchauffement climatique récent sur l’efficacité du processus d’érosion thermo-dynamique exercée à l’encontre des berges.

Contact
francois.costard@u-psud.fr

Changements globaux et impact sur les écosystèmes

Parmi les changements globaux que l’Homme fait subir à la planète, la contamination des compartiments de l’environnement n’a jamais connu, dans son histoire, un tel niveau et une telle diversité de contamination par des résidus de tout ce que la chimie moderne a su développer essentiellement depuis les années 1940. En particulier, les milieux aquatiques sont soumis à une pression de contamination par des mélanges de pesticides, plastifiants, solvants, engrais,  hydrocarbures, médicaments… Le laboratoire Ecologie, systématique, évolution (ESE) développe des voies d’approche intégrées inter-disciplinaires en  écophysiologie végétale, en génétique évolutive ou en écologie des populations. L’évaluation des effets et des risques sur la faune (intégrant l’Homme) et la flore soumises à une exposition continue aux mélanges de contaminants, nécessite des développements intégrant les approches toxicologiques et de comportement de la cellule à l’organisme et de l’organisme à la population et aux communautés. Le groupe Santé-environnement de la faculté de Pharmacie de Châtenay-Malabry a ainsi récemment rejoint l’équipe écologie des populations et des communautés de ESE pour l’évaluation des expositions et des effets liés aux traces de micropolluants organiques dans les eaux usées, les eaux continentales et les eaux potables. Sont notamment étudiés les polluants persistants, les mélanges de micropolluants à effets perturbateurs endocriniens, les flux de résidus de médicaments et de drogues illicites.

Contact
yves.levi@u-psud.fr