Sortie géologique étudiante au Vésuve (7 au 11 juin 2021)


 AHLeGall    02/12/2020 : 10:16

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Bienvenue sur cette cagnotte qui à pour but de recolter des fonds dans le cadre d'une sortie géologique dans la région de Naples.

Nous sommes une quarantaine d'étudiant.es en Géosciences à l'université de Rennes 1 de niveaux allant de la Licence à la Thèse. Nous organisons une sortie afin de nous rendre dans la région du célèbre Vésuve, du 7 au 11 juin 2021, pour y découvrir la géologie associée et en apprendre plus sur le volcanisme.

Ce déplacement nécessite des fonds assez conséquents que nous n'avons pas encore pu réunir. Cette sortie est pour le moment principalement financée par la vente de livres écrits par un de nos professeurs, Philippe Boulvais, organisateur de cette excursion. Ces livres de vulgarisation sont d'ailleurs en vente sur demande directement via son adresse mail universitaire. Les fonds recueillis ne sont cependant pas suffisants, ce qui nécessite donc de trouver d'autres moyens de financement.

Cette sortie représente pour nous une opportunité unique de pouvoir découvrir cette région exceptionnelle en parallèle de nos études. Elle nous permet de découvrir et de comprendre une géologie spécifique, et est un moment privilégié pour les étudiants de tous niveaux de pouvoir se rencontrer et partager leur expérience. Un financement similaire nous avait permis en août 2020 d'organiser une excursion de quelques jours dans les volcans d'Auvergne, qui fut un grand succès !

Cet argent aura pour but de payer les billet de bus et d'avion, ainsi que l'hébergement et la nourriture en Italie.

Nous espérons avoir réussi à vous donner envie de faire un don, qui, quelle qu'en soit la somme, sera utile !

Nous vous en remercions par avance !



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Image par falco de Pixabay


>>> Pour participer, c'est ICI <<<


Persac au crétacé : une immersion dans l'univers des dinosaures et des crocodiles


 AHLeGall    27/11/2020 : 09:57

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Un site de fouille paléontologique unique en Europe

Un film de 20 minutes relate les travaux de recherche de Xavier Valentin (PALEVOPRIM, Laboratoire de paléontologie de l'Université de Poitiers). Lors de fouilles à Persac (86, Vienne), il a mis à jour un site unique en Europe de fossiles de plantes et de vertébrés du Crétacé, rares dans le registre paléontologique au niveau mondial, datant d'une centaine de millions d'années.

Romain Vullo (CNRS, Géosciences Rennes) collabore étroitement à cette fouille et apporte son expertise sur l'identification des espèces fossiles, notamment des mammifères, à partir de l'analyse des dents (à voir à partir de 14:30).








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Romain Vullo (CNRS, Géosciences Rennes) / @


Violences sexistes et sexuelles : agir et réagir ensemble


 AHLeGall    26/11/2020 : 08:49

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La Terre est bleue comme... de l'orange (Paul Eluard, adaptation libre...)

Tout au long de l’année, et plus particulièrement autour du 25 novembre, l’université et ses services s'engagent pour lutter contre la violence à l’égard des femmes.

Pour :

  • Se mobiliser en ligne pour soutenir la campagne de l'ONU #OrangeDay
  • Accompagner les étudiant·e·s et doctorant·e·s par la formation
  • Prévenir en s'appuyant sur la Recherche
  • Lutter contre le harcelement localement

>>> L'université de Rennes 1 se mobilise >>>





La plateforme CONDATE Eau de l'OSUR est solidaire de cette journée mondiale

Orange Day CONDATE EAU OSUR
De gauche à droite, de haut en bas :
Laurent Jeanneau, Virginie Vergnaud (animatrice de la plateforme), Eliot Chatton, Marine Liotaud, Camille Bouchez, Emilie Jardé, Luc Aquilina (resp. scientifique de la plateforme)... et bien sûr Thierry Labasque (resp. technique de la plateforme), absent sur la photo, car il a une bonne excuse... il prépare sa soutenance de thèse pour ce 27 novembre !!!



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Une plante et son microbiote rhizosphérique échangent-ils des microARNs pour communiquer ?



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Article dans Trends in Plant Science

Tout au long de leur vie, les plantes interagissent étroitement avec les microorganismes qui les entourent : ceux qui se trouvent dans la graine, puis ceux du sol et de l’air. Ainsi, au cours de leur développement, les plantes acquièrent un certain microbiote, comprenant bactéries, archées, champignons, et autres microorganismes. Ce microbiote peut varier avec les conditions de l’environnement et est spécifique à chaque organe végétal. La rhizosphère, interface entre la plante et son environnement souterrain, est définie comme la portion de sol qui entoure les racines et qui est sous une forte influence de la plante. Dans les sciences végétales et agronomiques, c’est un compartiment très étudié, du fait de son importance pour la nutrition de la plante : absorption des minéraux et de l’eau du sol, par exemple. La rhizosphère constitue également une zone d’interaction avec les microorganismes du sol.

Ces derniers, en échange de biens et de services (produits de la photosynthèse, molécules végétales protectrices…), jouent un rôle essentiel dans la santé des plantes : dans leur développement, leur nutrition et la défense contre les stress biotiques et abiotiques. De par ces services primordiaux, le système plante-microbiote peut être décrit comme un « holobionte », c’est-à-dire une unité biologique qui constitue le résultat d’une co-évolution de l’ensemble des partenaires, formée par un organisme « macrobe » et l’ensemble des « microbes » associés. Cette structure coordonnée nécessite des échanges et des moyens de communication perceptibles par le monde végétal et microbien. Dans la rhizosphère, cette communication interrègne est possible à travers différentes molécules de communication : composés volatiles organiques, phytohormones, molécules de quorum-sensing et bien d’autres (Venturi & Keel, 2016).

Cet article d'opinion propose un canal de communication supplémentaire entre la plante et son microbiote rhizosphérique : via l’échange de microARNs. En effet, les microARNs (ou miARNs) font partie de ces petits ARNs non-codants qui ont pour rôle de réguler l’expression de gènes, dits « cibles ». Par complémentarité de séquences, les miARNs peuvent inhiber la traduction d’un ARNm en protéine : après s’être fixé à l’ARNm, induire sa dégradation directement, ou bien empêcher la lecture de ce dernier par la machinerie de traduction ribosomale.

Chez les animaux, il a été démontré que l’hôte et les bactéries du microbiote intestinal communiquent via des miARNs, contenus dans des vésicules extracellulaires (Liu, et al., 2016 ; 2019). Les miARNs de l’hôte peuvent être incorporés par les bactéries intestinales et influencer leur développement, et ceci de manière spécifique : un miARN peut avoir un effet développemental sur une bactérie, mais pas sur une autre. Ainsi les miARNs jouent sur la composition et l’activité du microbiote intestinal. Les points communs entre le microbiote intestinal et le microbiote racinaire ont été mis en avant par le passé (Ramirez-Puebla, et al., 2013), notamment par leur fonction et leurs interactions avec l’hôte. Tout comme les miARNs dans les intestins, une multitude de miARNs est sécrétée par la plante, dans la rhizosphère, véhiculée dans des vésicules extracellulaires (données pas encore publiées). De plus, il a été montré que les miARNs de plante sont efficacement importés et actifs, à la fois, dans des bactéries du microbiote intestinal, lorsque l’hôte ingère des aliments végétaux (Teng, et al., 2018), et à la fois, dans des phytopathogènes, comme stratégie de défense de la plante (Wang, et al., 2016).

Les miARNs sont donc des candidats à haut potentiel pour une nouvelle voie de communication interrègne : de par leur universalité et leur conservation à travers le vivant, ainsi que leur capacité à circuler entre les partenaires grâce aux vésicules. Ainsi, dans le contexte de co-évolution de l’holobionte plante-microbiote, cet article d’Opinion propose les miARNs comme un des vecteurs de la relation plante-microbiote rhizosphérique : plus précisément, de par la régulation de l’expression génétique, les miARNs de plante seraient potentiellement capables de jouer sur l’activité et la composition de son microbiote. En retour, les microorganismes de la rhizosphère pourraient sécréter des molécules « miARNs-like », qui une fois perçus par la plante, réguleraient des gènes cibles et agiraient sur la fitness de la plante. Ces hypothèses seront investiguées tout au long du projet Rizosfer par l’équipe de recherche d’Abdelhak El Amrani et de Cécile Monard et durant la thèse en cotutelle de Harriet Middleton, avec la participation de Virginie Daburon (CNRS) et Jessica Dozois (INRS), en collaboration avec l’INRS, au Québec et le LRSV, à Toulouse.

 

 

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Figure
: Modèle d’interactions interrègne, dans la rhizosphère, à travers l’échange de vésicules extracellulaire (EVs) contenant des petits ARNs (sRNA)



Référence
Middleton, Harriet, Étienne Yergeau, Cécile Monard, Jean-Philippe Combier, et Abdelhak El Amrani. « Rhizospheric Plant–Microbe Interactions: MiRNAs as a Key Mediator ». Trends in Plant Science, (Octobre 2020), S1360138520302727

 

Références citées

Liu, Shirong, Andre Pires da Cunha, Rafael M. Rezende, Ron Cialic, Zhiyun Wei, Lynn Bry, Laurie E. Comstock, Roopali Gandhi, et Howard L. Weiner. « The Host Shapes the Gut Microbiota via Fecal MicroRNA ». Cell Host & Microbe 19, no 1 (Janvier 2016): 32‑43. https://doi.org/10.1016/j.chom.2015.12.005.

Liu, Shirong, Rafael M. Rezende, Thais G. Moreira, Stephanie K. Tankou, Laura M. Cox, Meng Wu, Anya Song, et al. « Oral Administration of MiR-30d from Feces of MS Patients Suppresses MS-like Symptoms in Mice by Expanding Akkermansia Muciniphila ». Cell Host & Microbe 26, no 6 (Décembre 2019): 779-794.e8. https://doi.org/10.1016/j.chom.2019.10.008.

Ramírez-Puebla, Shamayim T., Luis E. Servín-Garcidueñas, Berenice Jiménez-Marín, Luis M. Bolaños, Mónica Rosenblueth, Julio Martínez, Marco Antonio Rogel, Ernesto Ormeño-Orrillo, et Esperanza Martínez-Romero. « Gut and Root Microbiota Commonalities ». Applied and Environmental Microbiology 79, no 1 (Janvier 2013): 2‑9. https://doi.org/10.1128/AEM.02553-12.

Teng, Yun, Yi Ren, Mohammed Sayed, Xin Hu, Chao Lei, Anil Kumar, Elizabeth Hutchins, et al. « Plant-Derived Exosomal MicroRNAs Shape the Gut Microbiota ». Cell Host & Microbe 24, no 5 (Novembre 2018): 637-652.e8. https://doi.org/10.1016/j.chom.2018.10.001.

Venturi, Vittorio, et Christoph Keel. « Signaling in the Rhizosphere ». Trends in Plant Science 21, nᵒ 3 (Mars 2016): 187‑98. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2016.01.005.

Wang, Ming, Arne Weiberg, Feng-Mao Lin, Bart P. H. J. Thomma, Hsien-Da Huang, et Hailing Jin. « Bidirectional Cross-Kingdom RNAi and Fungal Uptake of External RNAs Confer Plant Protection ». Nature Plants 2, no 10 (octobre 2016): 16151. https://doi.org/10.1038/nplants.2016.151.





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Harriet Middleton (Université de Rennes 1, ECOBIO) / @
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @


Des effets cocktail d’antibiotiques sur le cycle de l’azote dans les sols



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Article dans Environmental Chemistry Letters

Mise en évidence d’effets cocktail d’antibiotiques sur le cycle de l’azote dans les sols

Céline Roose-Amsaleg et Anniet Laverman (CNRS, Université de Rennes 1, ECOBIO) s’intéressent à l’effet des antibiotiques sur les bactéries environnementales qui réalisent des services écosystémiques comme le recyclage de l’azote. Avec leurs collègues des UMR ECOSYS et METIS, elles viennent de publier un article dans la revue Environmental Chemistry Letters (numéro daté du 8 octobre 2020) sur les effets cocktails des antibiotiques dans les sols.

Sous le terme d’effet cocktail, est décrit l’effet conjoint de plusieurs molécules c’est-à-dire l’effet d’un mélange. Cet effet peut s’avérer différent de l’effet additionné des différentes molécules seules (additivité) en étant soit amplifié (synergie) soit diminué (antagoniste). Or jusqu’à présent les effets des antibiotiques ont surtout été observés molécule par molécule. Cependant, l’extrême diversité de molécules antibiotiques détectées dans tous les environnements a incité ces chercheuses à tester des mélanges d’antibiotiques.

Une autre originalité de l’approche réside dans le fait que l’impact de l’antibiotique a été recherché sur une activité microbienne essentielle du sol : la dénitrification. Cette respiration anaérobie permet la réduction du nitrate, trop souvent en excès dans les milieux naturels, en composés gazeux : N2 et N2O (Figure 1).

 

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Figure 1
 : Résumé graphique de l’étude


Ainsi, quatre antibiotiques parmi les plus rencontrés dans les sols (tétracycline, ofloxacine, sulfamethoxazole, tylosine) ont été appliqués à des solutions de sol enrichies en bactéries dénitrifiantes. C’est la réaction de réduction d’oxyde nitreux en diazote, dernière étape de la dénitrification qui a été ciblée. En effet, si elle est réalisée, elle contribue au retour à l’atmosphère de l’azote ; si elle ne l’est pas, à des émissions d’oxyde nitreux, un puissant gaz à effet de serre. Les enrichissements de sol été exposés soit à un mélange de 3 antibiotiques soit aux antibiotiques seuls. Deux niveaux d’observations ont été effectués : au niveau de la capacité à réduire l’oxyde nitreux et des gènes codant pour l’enzyme réduisant l’oxyde nitreux (quantifications d’abondances gènes nosZ).

Ont été déterminées des concentrations minimales inhibitrices des enrichissements (CMI-E) ainsi que des concentrations effectives à 50% (CE50-exp) expérimentales et modélisées dans le cas où il n’y aurait pas d’effet cocktail soit juste une additivité des effets (CE50-A).

Ces auteurs ont pu confirmer leur hypothèse selon laquelle un mélange d’antibiotiques avait un effet synergique sur la capacité à réduire l’oxyde nitreux. La tétracycline était le seul antibiotique testé seul qui entrainait une inhibition de la capacité à réduire l’oxyde nitreux (CMI-E de 64 mg/L). En revanche, pour tous les mélanges testés, l’inhibition observée surpassait toujours celle estimée en cas d’additivité des effets (CE50-exp < CE50-A).

Ce résultat majeur est illustré en Figure 2 où de plus faibles concentrations en antibiotiques sont nécessaires en mélange (42 mg/L de tetracycline, 7,7 mg/L de sulfamethoxazole et 37,4 mg/L d’ofloxacine) pour inhibiber la capacité à dénitrifier. En effet, la sulfamethoxazole et l’ofloxacine n’avait pas montré d’inhibition quand appliquée individuellement et ce jusqu’à 128 mg/L.

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Figure 2
 :Capacité de dénitrification des enrichissements de sol (ronds vides), observée à la fin du bio-essai, en présence d’un seul antibiotique (A, tetracycline, B, sulfamethoxazole and C, ofloxacine) ou du mélande correspondant (D). Les courbes doses-réponses, les CMI-E et les EC50-exp sont représentées quand ils ont pu être calculés.

 

Afin d’aller plus loin, ces auteurs ont observé si cette inhibition était due à une diminution du nombre de micro-organismes. Ainsi, le nombre de micro-organismes a été estimé en comptant le nombre de gènes codant pour l’enzyme réalisant la réduction de l’oxyde nitreux (N2O). Ces gènes sont de deux types : nosZ I et nosZ II. La distinction en deux types repose sur le fait que les nosZ I sont dans la plupart des cas des dénitrifiants complets c’est-à-dire qui produisent et réduisent le N2O alors que les nosZ II sont généralement uniquement des réducteurs de N2O.

Les micro-organismes dénitrifiants portant le gène nosZ I n’ont pas été affectés (107-108 copies/ng ADN) par les applications d’antibiotique même en mélange au contraire de ceux portant le gène nosZ II. De plus, ceux portant le gène nosZ II ont vu leur nombre diminué à des concentrations en antibiotiques inférieures à celles montrant un effet sur l’activité (Figure 3).



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Figure 3 :
Nombre de copies des gènes nosZ clade I (barres blanches) et clade II (barres grises) (moyenne +/- écart-type, n=6) à la fin du bioessai d’expostion des enrichissements dénitrifiants soit à un antibiotique seul (A tetracycline, B sulfamethoxazole, C ofloxacine) ou à son mélange (D)

 

 

Cette étude apporte un nouvel éclairage sur les effets écotoxicologiques des antibiotiques en mélange sur les communautés dénitrifiantes du sol, des acteurs clés de cycle de l’azote. Des effets inhibiteurs importants ont été observés en mélange alors que les molécules simples n’en montraient pas ou en montraient de plus légers. Les micro-organismes reduisant le N2O de type II ont montré une plus grande sensibilité aux antibiotiques en mélange ou non ; ceci pouvant avoir des conséquences néfastes sur la capacité de puits des sols concernant le N2O.



Référence
Roose-Amsaleg, C., David, V., Alliot, F. et al. Synergetic effect of antibiotic mixtures on soil bacterial N2O-reducing communities. Environ Chem Lett (2020)





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Céline Amsaleg (CNRS, ECOBIO) / @
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GeoFablab : un projet de Tiers Lieu pour expérimenter la « Terre vivante »



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Un nouveau concept pour répondre aux enjeux de la transition énergétique et environnementale

La Terre et son environnement sont soumis à des changements rapides et profonds directement et indirectement provoqués par les activités anthropiques. Au cœur d’une société où le réchauffement climatique et les pénuries en ressources ou leurs mauvaises exploitations, menacent les écosystèmes et la société elle-même, les étudiants et le monde socio-économique ont toute leur place pour devenir des acteurs à part entière de la transition énergétique et environnementale. Répondre aux enjeux de la transition énergétique et environnementale requiert la formation d’experts capables d’analyser de manière intégrée le fonctionnement de la Terre, de proposer des démarches scientifiques issues de nouvelles recherches, ainsi que des solutions d’ingénierie et des techniques innovantes aux problématiques environnementales.


Un outil pédagogique innovant

Dans cette perspective, le projet de Tiers Lieu proposé par le laboratoire Géosciences Rennes de l’OSUR à l’université de Rennes 1 - baptisé « GeoFablab » - vise donc à créer un espace ouvert et d’échanges autour de la modélisation expérimentale, de la réalité virtuelle et des capteurs à bas-coût en Environnement et Sciences de la Terre. Le GeoFablab vise notamment à favoriser les échanges de pratiques et de compétences entre étudiants, enseignants, chercheurs, personnels techniques et le grand public. Cet espace permettra à ses usagers, à l’image des incubateurs de startup, de maturer leurs projets et de les confronter à des “experts” et aux lois régissant la dynamique des milieux naturels. Ce Tiers Lieu permettra aussi aux étudiants de participer à des projets de recherches expérimentales en les plaçant dans une position de formation active et collaborative. En outre, le GeoFablab pourra servir de lieu privilégié pour accueillir des TPs expérimentaux. Des dispositifs de réalité virtuelle permettront aux participants de se projeter sur des terrains géologiques, de visualiser des échantillons de roche et de réaliser des mesures. Dans un contexte économique difficile où les formations universitaires doivent se renforcer et se réinventer, le GeoFablab permettra ainsi d’augmenter l’attractivité et la visibilité des formations en Sciences de la Terre et Environnement . Cette structure unique en France représentera une “tête d’affiche” pour nos formations, en s'adossant à un savoir-faire autour de la mesure et de l’expérimentation, représentant une marque de fabrique historique de la recherche à Rennes en Sciences de la Terre.


De nouveaux liens avec les acteurs socio-économiques, de la formation et de la médiation

Mais ce projet doit pouvoir dépasser la formation académique et toucher des publics au-delà de l’université. Pour ce faire, notre ambition partenariale est grande : nous envisageons de renforcer notre collaboration déjà étroite avec la Maison pour la Science avec qui nous travaillons déjà depuis une dizaine d’années, avec des formations à destination des professeurs des écoles et des enseignants du secondaire qui pourront fortement bénéficier d’un tel lieu d’expérimentation, qui est tout à fait central dans leur démarche pédagogique (voir ci-dessous la vidéo "L'eau du robinet, ça coule de source ?"). Un partenariat avec l’ Espace des Sciences de Rennes (le CCSTI de Rennes) ainsi qu’avec l’antenne rennaise de l’association Les Petits débrouillards est fortement envisagé : il s’appuiera sur plus de deux décennies d’échanges et de co-productions pédagogiques.

L’aspect "Terre vivante" du GeoFablab, par son lien avec le musée de Géologie, jouera le rôle de « démonstrateur » auprès du grand public pour illustrer l’importance grandissante des processus géologiques et environnementaux sur nos sociétés (risques, ressources, gestion du territoire). Nous souhaitons aussi associer le GeoFablab aux réseaux des fablabs français et rennais, mais aussi au réseau international OPEnS ( Openly Published Environmental Sensing), pionnier en matière de développement ouvert de capteurs environnementaux. Un projet de recherche/action pour développer et déployer des réseaux de capteurs environnementaux intelligents a d’ores et déjà été labellisé à Géosciences Rennes/OSUR : TERRA FORMA, porté par Laurent Longuevergne, est lauréat 2020 du dispositif "Com'Lab" de soutien aux projets de médiation scientifique du CNRS. Les deux projets - complémentaires - se nourriront naturellement l’un l’autre.



Rejoignez-nous !

Le projet GeoFablab est un projet ambitieux, original, en devenir, mais surtout à co-construire, avec de multiples partenaires d’horizons très différents. Cette diversité sera sa richesse.


Ce projet vous intéresse ?
Contacter Philippe Steer, le porteur du projet : @






L'eau du robinet, ça coule de source ? Une co-réalisation Maison pour la Science / OSUR






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Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @


Malgré le contexte sanitaire, le projet pilote du Lac au Duc continue d'avancer



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Interreg CPES « Channel Payments for Ecosystem Services »

L’année 2020 aura été une année de tous les rebonds liés à l’épidémie mondiale du Covid-19. La crise sanitaire a fortement ralenti le processus de construction des premiers contrats PSE sur le territoire entamé lors de la réunion de Guilliers le 13 décembre 2019. Les confinements et restrictions sanitaires ont empêché les équipes de terrain d’aller à la rencontre des agriculteurs, élus, et entreprises.


L’équipe du projet a néanmoins continué à travailler à distance et a avancé sur au moins 5 points :

  1. Construction d'un carnet d’adresse d’entreprises susceptibles de financer le dispositif PSE « Lac au Duc ». Les réunions avec les entreprises reprendront à partir du déconfinement, les contacts sont lancés.
  2. Identification avec la Chambre de Commerce et d’Industrie de Bretagne (CCI) et de l’Association Bretonne des Entreprises de l’Agroalimentaire (ABEA)  des critères favorables à l’engagement des entreprises dans le financement du  dispositif PSE « Lac au Duc »
  3. Lauréats de l'Appel à Projet « PSE » lancé par l’Agence de l’Eau Loire-Bretagne, ce qui permet à la Chambre Régionale d’Agriculture de Bretagne et à l’association Alli’Homme de rejoindre le consortium Interreg pour la mise en place concrète de contrats PSE sur un sous-bassin versant pilote du Lac au Duc, le Rézo. Nous travaillons aujourd’hui main dans la main pour le déploiement du dispositif sur le territoire.
  4. Évaluation des attributs sélectionnés pour améliorer la qualité de l’eau (implantation de haies et de couverts végétaux permanents) du point de vue de leur capacité à stocker du carbone dans les sols. Il s’agit au travers de ce travail de réfléchir à la construction d’une offre PSE reposant non pas uniquement sur le service eau mais aussi sur d’autres services comme le climat (stockage de carbone), voire la biodiversité, et ainsi d’élargir de panel des entreprises susceptibles de financer le dispositif PSE « Lac au Duc »
  5. Travail sur une boîte à outil permettant de répliquer les méthodes de travail

Du fait de la crise sanitaire, le projet, qui devait initialement se terminer au 31 décembre 2020, sera prolongé jusqu’à la fin avril 2021 afin de permettre aux équipes d’avancer dans la contractualisation de PSE sur le territoire du Lac au Duc et d’assurer la pérennité des engagements en faveur de l’environnement et de la biodiversité. 


>>> Source CPES : Malgré le Covid-19, le projet pilote Lac au Duc continue d'avancer >>>




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Mélanie Poulain-Jamiloux (CNRS, Géosciences Rennes) / @


TERRA FORMA, Lauréat 2020 du dispositif "Com'Lab" de soutien aux projets de médiation scientifique du CNRS



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Un projet de recherche/action pour développer et déployer des réseaux de capteurs environnementaux intelligents

TERRA FORMA est un projet de recherche déposé dans le cadre de l'appel à projet PIA3 EQUIPEX +. Il est porté par Laurent Longuevergne (CNRS, Géosciences Rennes) et Arnaud Elger (ECOLAB/OMP) et rassemble une centaine de chercheurs et d'ingénieurs de toute la France. Le projet TERRA FORMA propose de développer et déployer des réseaux de capteurs intelligents, ce qui implique l'adaptation de nouvelles technologies pour l'environnement et la production massive de données hétériogènes. Ce réseau de capteurs intelligents questionne en particulier l'habitabilité de la Terre à l'heure de l'Anthropocène. Dans l'attente du résultat de l'AP du PIA3, le projet est d'ores et déjà été sélectionné par la Dircom du CNRS dans le cadre du dispositif "Com'Lab", un dispositif de soutien aux projets de médiation scientifique.



Le projet, porté par les infrastructures de recherche OZCAR (Observatoires de la Zone Critique : Application et Recherche) et RZA (Réseau des Zones Ateliers), repose grandement sur la co-construction avec les divers utilisateurs et les citoyens : aussi bien du point de vue de la conception, que de la réalisation, de l'utilisation, de la formation, de la communication etc..

Le projet repose entièrement sur le principe de la recherche/action et propose la construction d'une infrastructure sociale qui s'appuie sur les développements instrumentaux.


L'apport de la Dircom porte sur l'établissement d'une identité visuelle, de supports de communication, ainsi que sur l'élaboration de la stratégie de communication et de projets de sciences participatives.

Ce dispositif, qui ne comprend pas de soutien financier,  propose de mettre toutes les compétences des équipes de la Direction de la communication pour :

  • Soutenir en amont la conception d'une action de médiation à partir d'un contenu scientifique susceptible d'éveiller l'intérêt du plus grand nombre  (appui à la conception et au montage du projet) :
    • Aide à l'élaboration du projet
    • Étude de la faisabilité
    • Aide à la planification budgétaire
    • Recherche de subventions (aide sur les appels à projets ANR, européens, etc.)
    • Élaboration du plan de communication
  • Soutenir le développement d'une action déjà éléborée, ayant déjà obtenu un financement ANR, européen, régional, etc. (apport en production et relais en termes de communication nationale) :
    • Aide à la mise en œuvre de l'opération
    • Recherche de partenaires
    • Expertise web
    • Réalisation et/ou conseils à la réalisation graphique
    • Réalisation et/ou conseils à la réalisation audiovisuelle
    • Réalisation du plan de communication
  • Donner une envergure nationale à des projets, de l'élaboration à la mise en oeuvre finale.




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Résumé du projet

L'Anthropocène, nouvelle période géologique où les actions humaines modifient l'habitabilité de la Terre pour toutes les formes de vie, pose de nouveaux défis que des approches fragmentées ne peuvent résoudre. En effet, en raison des interactions complexes entre les humains et son
environnement, sur les territoires, nous devons développer une approche holistique à une échelle pertinente pour une recherche et une action territorialisées. La compréhension de la variabilité des SES implique un grand nombre de variables de nature diverse et une fréquence d'acquisition spatiale et temporelle élevée pour capturer les points et les moments “chauds”.

TERRA FORMA vise à concevoir et tester des observatoires in-situ apportant une nouvelle vision multi-messagers, couplant les points de vue des capteurs sur les dynamiques humaine, biotique et abiotique. Ce projet s'appuie sur les dernières avancées technologiques (capteurs optiques, impression 3D, Internet des objets, intelligence artificielle) pour concevoir et tester un réseau évolutif de capteurs intelligents. Le WP2 consiste à développer une nouvelle génération de capteurs intelligents, connectés, bas-coût, socialement intégrés et adaptés au terrain sur des sites parfois difficiles, consacrés à la mesure du comportement, du métabolisme et des trajectoires des SES, émergeant des états et des flux de matière du vivant. Le WP3 implique le développement d'une infrastructure de communication modulable et économe en énergie, avec une puissance de calcul pour traiter en ligne les observations générées par des capteurs hétérogènes et alimenter des bases de données quasiment en temps réel. Le WP4 consiste à construire une boîte à outils pour assurer l'appropriation du matériel scientifique par les acteurs du territoire. La qualification des observatoires nécessitera un effort de co-déploiement sur 3 sites pilotes dans des systèmes contrastés (montagne, plaine agricole, littoral) (WP5). La phase d'exploitation (WP6) consiste à diffuser les outils développés sur 12 sites complémentaires pour échantillonner la diversité des observatoires français sur différents territoires en France et à l’étranger. Enfn, la coordination (WP1) est assurée par une équipe interdisciplinaire de chercheurs et est structuré autour d’axes transversaux (données, industrialisation, IA).

Les observatoires de TERRA FORMA sont des points de convergence entre les communautés scientifiques et les acteurs, dont la mise en oeuvre offrira des services pour répondre à la fois à des questions scientifiques fondamentales et à des demandes des gestionnaires concernant le capital sol, les ressources en eau, l'état chimique, la biodiversité et l'intégrité des paysages. Ces observatoires relèvent le défi de caractériser les processus et trajectoires internes des territoires avec une pertinence et une précision inégalées. De plus, ces nouvelles technologies contribueront à la définition de «variables essentielles» pour les systèmes territoriaux et à l’évaluation de la capacité descriptive et prédictive des modèles.

TERRA FORMA rassemble des scientifiques, dans un effort interdisciplinaire au carrefour des sciences de la Terre, naturelles, technologiques, informatiques et sociales et s'appuie sur deux infrastructures de recherche (IR) : les Zones Ateliers et les observatoires de la Zone Critique. Tous deux partagent des sites et ont développé des approches complémentaires : une approche socio-écologique et une approche incluant la profondeur du sol et les dimensions géologiques à long terme. Les observatoires renforcent les infrastructures existantes en tant que plates-formes expérimentales in situ et la collaboration internationale (chercheurs eLTER/ILTER, plateformes technologiques et industrielles, télédétection). Ces collaborations seront favorisées par des bases de données structurées, interopérables et ouvertes. L'homogénéisation des jeux de données qui en résultent ouvriront la voie au big data dans les sciences de l’environnement.





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Laurent Longuevergne (Géosciences Rennes) / @
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @


Le calcium contrôle la capacité des agrégats fer-matière organique à piéger les polluants : exemple de l’arsenic



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Article dans Journal of hazardous materials

Anthony Beauvois, Martine Bouhnik-Le Coz, Charlotte Catrouillet et Mélanie Davranche (Université de Rennes 1, CNRS, Géosciences Rennes) et leurs collègues Jacques Jestin (CEA Saclay), Delphine Vantelon, Valérie Briois, Thomas Bizien (Synchrotron SOLEIL) publient en février 2021 dans le Journal of hazardous materials un article sur le contrôle du calcium sur la capacité des agrégats fer-matière organique à piéger les polluants, notamment de l’arsenic.


Les agrégats organo-minéraux fer-matière organique (Fe-MO) sont très rependus dans l’environnement. Leur forte affinité pour les polluants, leur taille sub-micromètrique et leur faible masse en font des vecteurs majeurs des polluants métalliques. Ils sont produits dans de nombreux systèmes naturels tels que les zones humides, les tourbières et, plus récemment, via la fonte des pergélisols. Le changement climatique, en provoquant une augmentation de la fréquence des événements pluvieux extrêmes et donc des processus d’érosion des sols ainsi que l’augmentation des températures responsable de l’amplification de la fonte des pergélisols, a drastiquement augmenté leur production dans l’environnement.

La capacité de piégeage des polluants par les agrégats Fe-MO est contrôlée par leur organisation structurale. Dans le cas de l’arsenic (As), cette capacité dépend de la disponibilité des fonctions chimiques de surfaces des nano-hydroxydes de Fe et de leurs interactions avec la matière organique. En combinant des techniques d’analyse de pointe (telles que l’imagerie haute résolution, la diffusion des rayons X et neutrons à petits angles ou encore la spectroscopie d’absorption des rayons X), il a récemment été montré que ces agrégats Fe-MO possèdent une organisation structurale complexe. La matière organique se lie au fer ce qui inhibe la croissance des hydroxydes de Fe. Ainsi, le Fe s’organise sous forme d’oligomères (taille inférieure à 1 nanomètre) et de nano-hydroxydes (taille de l’ordre de quelques nanomètres). Les nano-hydroxydes sont soit isolés, soit agrégés et enchevêtrés dans un agrégat de MO formant un agrégat globale dont la taille est de l’ordre de la centaine de nanomètres1.

Cette organisation structurale complexe varie en fonction de la composition géochimique des eaux naturelles et notamment la concentration en cation majeurs. Parmi ces cations majeurs, nous avons montré que le calcium (Ca) crée des ponts cationiques entre les molécules de MO et permet la formation d’un réseau organique de taille micrométrique dans lequel sont enchevêtrés les oligomères et les nano-hydroxydes de fer2. Le calcium, lié à la matière organique, contrôle non seulement la répartition oligomères/nano-hydroxydes mais aussi la taille des nano-hydroxydes de Fe et leur taux de recouvrement par la matière organique, contrôlant ainsi la disponibilité de leurs sites de surface qui sont responsables du piégeage des polluants.

Dans le cas de l’arsenic, la transition structurale entre agrégats fer-matière organique (faible concentration de calcium) et formation du réseau micrométrique (forte concentration en calcium) induit une augmentation du pourcentage de nano-hydroxydes de Fe qui entraine une augmentation de la capacité d’adsorption globale des agrégats Fe-MO (Figure 2a) bien que l’affinité des nano-hyrdoxydes de Fe pour l’As décroisse (Figure 2b). En effet, en règle générale, les oligomères de Fe ont plus d’affinité pour l’arsenic que les nano-hydroxydes de fer



Anthony Beauvois Fig1

Figure 1 – Evolution de (a) la capacité d’adsorption des agrégats Fe-MO et (b) l’affinité du Fe pour l’As en fonction du pourcentage de Fe distribué sous forme de nano-hydroxyde.



Le Ca, en formant des complexes Ca-MO et en limitant partiellement les interactions Fe-MO, a deux conséquences majeures :
- les oligomères de Fe peuvent croître et se transformer en nano-hydroxydes ;
- les sites de surface des nanoparticules de Fe sont moins recouverts par la MO.
Le Ca entraine donc une augmentation de la disponibilité des sites de surface des phases ferriques et donc de leur capacité d’adsorption. L’ensemble de ces résultats est schématisé Figure 2.



Anthony Beauvois Fig2

Figure 2 – Schématisation de l’effet du calcium sur l’organisation structurale des agrégats Fe-MO et les conséquences pour leur capacité d’adsorption. Pour de faibles teneurs en Ca, les phases de fer sont liés à la MO et organisées sous forme d’oligomères de Fe(III), de nano-hydroxydes isolées (image a) ou agrégées et enchevêtrées dans un agrégat de MO (image b). Pour les plus fortes teneurs en Ca, ce dernier crée des ponts entre les molécules organiques menant à la formation d’un réseau micrométrique (image c) dans lequel sont enchevêtrés les oligomères et les nano-hydroxydes moins recouverts par la MO donc avec des sites d’adsorption plus disponibles.



Cette étude offre une nouvelle vision du rôle des agrégats Fe-MO dans la mobilité des éléments chimiques. En présence de fortes concentrations en Ca, la structure des agrégats Fe-MO évolue vers un réseau micrométrique ayant de plus fortes capacités d’adsorption et donc de piégeage des polluants. S’ils étaient considérés, jusqu’à présent, comme des piégeurs de polluants, leur petite taille et leur faible masse en faisait également des facteurs majeurs de leur dissémination dans l’environnement (transport par les flux d’eau). Or notre étude démontre que ça n’est pas le cas, puisqu’en présence de fortes concentrations en calcium, ils se transforment en réseau micrométrique et restent très probablement piégé dans la porosité des sols.



1 H. Guénet, M. Davranche, D. Vantelon, J. Gigault, S. Prévost, O. Taché, S. Jaksch, M. Pédrot, V. Dorcet, A. Boutier and J. Jestin, Characterization of iron–organic matter nano-aggregate networks through a combination of SAXS/SANS and XAS analyses: impact on As binding, Environmental Science: Nano, 2017, 4, 938–954
2 A. Beauvois, D. Vantelon, J. Jestin, C. Rivard, M. Bouhnik-Le Coz, A. Dupont, V. Briois, T. Bizien, A. Sorrentino, B. Wu, M.-S. Appavou, E. Lotfi-Kalahroodi, A.-C. Pierson-Wickmann and M. Davranche, How does calcium drive the structural organization of iron–organic matter aggregates? A multiscale investigation, Environ. Sci.: Nano, 2020, 7, 2833–2849



Référence
Anthony Beauvois, Delphine Vantelon, Jacques Jestin, Martine Bouhnik-Le Coz, Charlotte Catrouillet, Valérie Briois, Thomas Bizien, Mélanie Davranche, How crucial is the impact of calcium on the reactivity of iron-organic matter aggregates? Insights from arsenic, Journal of Hazardous Materials, 404, Part A, 2021, 124127, doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124127



Contact OSUR
Anthony Beauvois (Université de Rennes 1, Géosciences Rennes, Synchrotron SOLEIL) / @
Mélanie Davranche (Université de Rennes 1, Géosciences Rennes) / ahlegall@;univ-rennes1.fr
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @


Croiser les sciences pour lire les animaux



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Se rapprocher des gorilles. Histoire x primatologie

L'ouvrage collectif "Croiser les sciences pour lire les animaux" (Éditions de la Sorbonne) sous la direction d'Eric Baratay est paru en octobre 2020. Violette Pouillard (CNRS, LARHRA) et Nelly Ménard (CNRS, ECOBIO, Station biologique de Paimpont) y ont contribué avec un article intitulé "Se rapprocher des gorilles. Histoire x primatologie".



Présentation de l'ouvrage "Croiser les sciences pour lire les animaux"

Plus aucune science ne peut penser les animaux à elle seule, ni prétendre pouvoir faire le tour de la question : pour mieux lire les animaux, il faut croiser les sciences. C'est devenu une évidence entre les différentes sciences de la nature, où des croisements ont déjà donné naissance à des hybrides devenus disciplines à part entière, telle l’écologie comportementale ; c’est aussi vrai entre les sciences humaines, qui ont investi, depuis quelques décennies, le versant humain des relations avec les animaux.

Cet ouvrage propose un troisième croisement, novateur, difficile, car peu pensé, peu usité, entre les sciences dites « de la nature » et les sciences dites « humaines ». Il s’agit de montrer que les questions, les concepts et les méthodes de ces dernières peuvent apporter beaucoup à la connaissance des animaux eux-mêmes, à l’étude de leurs capacités qui sont de plus en plus reconnues comme étant riches et complexes. Il y a profit – et donc un besoin – à croiser les sciences de la vie – génétique, physiologie, éthologie, écologie, neurosciences – avec les sciences de l’homme – archéozoologie, histoire de l’art, histoire, littérature, anthropologie, sociologie, ethnologie – pour décrypter, saisir et penser davantage les animaux – en somme, passer sur le versant animal.

Rassemblant des spécialistes de ces disciplines, ce livre s’adresse aux archéologues, aux historiens, aux géographes, aux littéraires, aux anthropologues, aux sociologues, aux philosophes, comme aux généticiens, aux zoologues, aux éthologues, aux écologues, aux vétérinaires.

Et aux passionnés d’animaux.

>>> En savoir plus avec les Editions de la Sorbonne >>>




Présentation de l'article "Se rapprocher des gorilles. Histoire x primatologie", avec Violette Pouillard (CNRS, LARHRA) et Nelly Ménard (CNRS, ECOBIO, Station biologique de Paimpont)

Cette contribution croise deux regards, l’un éthologique et l’autre historique, celui de Violette Pouillard, sur des opérations de capture de gorilles de l’Est (Gorilla beringei) menées au Congo belge, particulièrement bien documentées par les sources historiques produites par la « machine scientifico-coloniale ». Le cas a déjà été abordé par l’historienne dans des recherches antérieures sur les effets disruptifs, pour les individus et les sociétés de gorilles, d’incursions violentes. Pour comprendre la portée de la geste coloniale et des gestes des capteurs, ces recherches avaient expérimenté un croisement solitaire, en exploitant la bibliographie de primatologie sur les dynamiques sociales des gorilles de l’Est.

Ce nouvel exercice de croisement revisite ce travail avec l’appui d’une éco-éthologue et primatologue, celui de Nelly Ménard, qui dispose d’une longue expérience de recherche sur les dynamiques sociales des gorilles de plaine de l’Ouest (Gorilla gorilla gorilla) dans leur milieu, dans le parc national d’Odzala-Kokoua en République du Congo. Ses travaux portent sur l’histoire démographique des individus et des groupes de deux populations de gorilles observées pendant quinze ans.

Nelly Menard Gorilles Ecology Juin2019





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Nelly Ménard (CNRS, ECOBIO, Station biologique de Paimpont) / @
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