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CRPCENTRE DE RECHERCHE PUBLIC

GABRIEL LIPPMANN

2013RAPPORT D’ACTIVITÉS

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CRP - GABRIEL LIPPMANN

RAPPORT D’ACTIVITÉS 2013

RA

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RA CRP - GABRIEL LIPPMANN - RAPPORT D’ACTIVITÉS 2013

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P04 Introduction

P10 1. Département « Environnement et Agro‑biotechnologies »

P13 Présentation générale

P14 Faits marquants 2013 P16 1.1. Unité de recherche « Biomasse,

biopolymères et bioénergie »P18 1.2. Unité de recherche « Télédétection

et biosystèmes » P20 1.3. Unité de recherche « Risques

environnementaux et santé »P22 1.4. Unité de recherche « Changement

global et cycle de l’eau »P24 1.5. Unité de recherche « Plantes,

alimentation et nutrition »P26 1.6. Plate-forme en chimie analytiqueP28 1.7. Plate-forme en protéomique et

métabolomique végétalesP30 1.8. Observatoire du climat et

de l’environnement

P32 Publications majeures

P34 2. Département « Informatique, Systèmes et Collaboration »


P38 Faits marquants 2013


P42 3. Département « Science et Analyse des Matériaux »


P46 Faits marquants 2013P48 3.1. Unité « Analyse des Matériaux »P50 3.2. Unité « Instrumentation Scientifique »P52 3.3. Unité « Traitement de Surface »P54 3.4. Unité « Génie des Nanomatériaux »P56 3.5. Unité « Matériaux Ferroïques

Multifonctionnels »


P60 4. Organisation

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TABLE DES MATIÈRES

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RAPPORT D’ACTIVITÉS 2013RA

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INT

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Centre de Recherche Public


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CRP - GABRIEL LIPPMANN - RAPPORT D’ACTIVITÉS 2013

INTRODUCTION

RA

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Signature du contrat constitutif du groupement d’intérêt économique « Luxembourg Institute for Science and Technology » (LIST GIE)

INTRODUCTION

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L’année 2013 a été rythmée par le projet de regroupement avec le CRP Henri Tudor. Depuis son annonce le 19 avril 2012, ce projet a mobilisé de nombreux collaborateurs autour de réflexions et travaux préparatoires qui ont permis de dessiner les contours du nouveau centre.

Une étape clé du processus de regroupement a été franchie en janvier avec la création d’un groupement d’intérêt économique (GIE) mis sur pied pour accompagner et coordonner le processus de regroupement des CRP en un seul établissement public. Ce GIE a déjà pu apprécier le fruit des réflexions des premiers groupes de travail mis en place. Ainsi, l’ambition affichée pour le futur centre est de figurer dans le top 10 des « Research and Technology Organizations » (RTO) en Europe dans un nombre limité d’axes prioritaires, tout en jouant un rôle clé dans le développement socio-économique du Luxembourg.

Le texte reprenant le « Mission statement » du nouveau centre énumère les points suivants :

mission-driven fundamental and applied scientific research, knowledge and capability development in limited number of domains of importance to business, industry and society ;

experimental development, incubation and transfer of new technologies, products, services and approaches ;

scientific policy support to the Luxembourg government, business and society – aligning national research & development and socio-economic policy ;

core contribution to doctoral and post-doctoral training in partnership with key education actors as well as continuous training.

Loin de constituer un reniement, ces missions détaillent, et prolongent, ce qui était défini dans le contrat de performance 2011-2013 du centre : « Conjuguer finalité socio-économique et excellence scientifique dans ses domaines de compétence en privilégiant une approche pluri- et interdisciplinaire ». Préfigurant également la vision esquissée pour le nouveau centre, ce plan prévoyait de renforcer la visibilité scientifique du centre en focalisant les activités de recherche sur un nombre plus restreint de thématiques scientifiques choisies pour leur fort potentiel d’innovation et de valorisation à moyen terme.

C’est ainsi que le département Informatique, Systèmes et Collaboration (ISC) a entrepris de transférer vers le marché les activités qui avaient acquis un niveau de maturité suffisant, et n’avaient plus lieu de s’inscrire dans le cadre d’un centre de recherche. Des solutions pragmatiques ont été mises en œuvre pour assurer une reprise de ces activités par des acteurs externes, comme la spin-off Abacus Consulting & Solutions S.A. ou des sociétés tierces. En parallèle, le département a renforcé significativement son positionnement sur sa thématique scientifique principale : la visualisation. En témoignent notamment, sa participation au projet européen CAMOMILLE financé dans le cadre du programme CHRIST-ERA (European Coordinated Research on Long-term Challenges in Information and Communication Sciences & Technologies ERA-Net) et la mise sur le marché du logiciel Calluna®.

Par ailleurs, les résultats des équipes de recherche du centre, dans le cadre de l’appel CORE 2013 du Fonds National de la Recherche (FNR), restent à un très bon niveau avec un taux de réussite dépassant les 30 %. De plus, les efforts entrepris en 2012 ont permis d’obtenir le financement d’un nouveau projet dans le cadre du FP7.

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INTRODUCTION

RA

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Enfin, la mise en place d’une nouvelle unité de recherche sur les matériaux multiferroïques au sein du département Science et Analyse des Matériaux (SAM) a été retenue par le FNR pour un financement de 5 millions d’euros dans le cadre de son programme PEARL. En créant cette unité complémentaire, le département a accéléré le recentrage de ses activités autour des matériaux innovants. Par ailleurs, la renommée du nouveau directeur, ainsi que l’équipe qui va le rejoindre dans le cadre de ce programme, permettront d’encore renforcer la visibilité internationale du département.

L’excellence scientifique du centre s’est également traduite par des résultats exceptionnels en matière de publications scientifiques référencées (202) et d’encadrement de thésards (46).

En outre, comme prévu dans le plan 2011-2013, le CRP - Gabriel Lippmann a continué à porter en 2013 une attention toute particulière à l’aspect « valorisation » de ses activités et à leur finalité socio-économique. Ainsi, le nombre de brevets déposés et le nombre de prototypes et processus développés dépassent les objectifs fixés.

Dans ce cadre, l’unité « Instrumentation Scientifique » du département SAM a mené trois projets phares en collaboration avec des fabricants d’instruments (FEI, Carl Zeiss, Cameca), tous leaders mondiaux dans leur secteur. Le but est de combiner la spectrométrie de masse avec trois techniques microscopiques à très haute résolution spatiale, et donc de concevoir et de développer un tout nouvel instrument d’analyse offrant des performances jamais atteintes.

L’unité « Traitement de Surface » a mis au point une méthode de dépôt par plasma permettant la production

d’un film pouvant changer de couleur en fonction d’un stimulus extérieur comme des amines volatiles formées lors de la dégradation microbienne de denrées riches en protéines, pour vérifier la qualité de certains produits alimentaires (poisson, viandes). Deux brevets ont été déposés dans ce cadre.

Un projet à fort impact socio-économique, et qui constitue de plus un bel exemple de collaboration interdisciplinaire entre les départements EVA et SAM, est le projet FIELDSPEC. Il s’agit d’un projet « proof-of-concept » financé par le FNR comme projet-pilote dans le cadre du programme du même nom. Il vise la mise au point d’un spectromètre de masse portable présentant un potentiel d’applications significatif dans différents domaines économiques.

Enfin, les activités de support technologique pour les gestionnaires de stations de production de biométhane du département EVA connaissent toujours un grand intérêt au niveau de toute la Grande Région, et au-delà. La surveillance de la qualité de l’air grâce au véhicule de surveillance environnementale pour les administrations et les communes, le suivi des maladies et des ravageurs des principales cultures agricoles et viticoles, ainsi que la mise en place d’un programme de surveillance et de monitoring de la biodiversité au Luxembourg sont autant d’autres activités de « policy support » du département.

Au vu de ses excellents résultats, et à moins d’un an de son regroupement avec le CRP Henri Tudor pour former le « Luxembourg Institute of Science and Technology » (LIST), le CRP - Gabriel Lippmann apparait plus que jamais prêt pour le lancement de ce nouvel RTO luxembourgeois.

INTRODUCTION

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RAPPORT D’ACTIVITÉS 2013

EVA

RA

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P10 1. Département « Environnement et Agro‑biotechnologies »



P16 1.1. Unité de recherche « Biomasse, biopolymères et bioénergie »

P18 1.2. Unité de recherche « Télédétection et biosystèmes »

P20 1.3. Unité de recherche « Risques environnementaux et santé »

P22 1.4. Unité de recherche « Changement global et cycle de l’eau »

P24 1.5. Unité de recherche « Plantes, alimentation et nutrition »

P26 1.6. Plate-forme en chimie analytique

P28 1.7. Plate-forme en protéomique et métabolomique végétales

P30 1.8. Observatoire du climat et de l’environnement


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DÉPARTEMENT « ENVIRONNEMENT ET AGRO-BIOTECHNOLOGIES »

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RA

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Présentation des activités du département au Salon International de l’Aéronautique et de l’Espace à Paris (Le Bourget)


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Présentation générale

Né de la Cellule d’Hydrobiologie créée en 1988, le département « Environnement et Agro-biotechnologies » (EVA) a connu une belle croissance et compte aujourd’hui plus de 110 chercheurs et techniciens. Le département s’est développé en se faisant l’écho des enjeux majeurs du développement durable, en particulier sur le plan national. Depuis plus de vingt-cinq ans, le département accompagne les acteurs impliqués dans la mise au point d’un système de gestion durable des ressources et des risques naturels.

En 1995, la Cellule d’Hydrobiologie étend ses activités au domaine des biotechnologies et prend le nom de « Cellule de Recherche en Environnement et Biotechno-logies » (CREBS). Rebaptisé « Environnement et Agro-bio technologies », le département se caractérise aujourd’hui par des démarches thématiques et pluri-disciplinaires. La nature de ses objets de recherche conduit à faire appel aux sciences du vivant et aux sciences de la terre, mais également de plus en plus souvent aux sciences de l’homme et de la société afin d’avoir une vision à plus long terme.

EVA a ainsi développé un pôle de compétences pluridisciplinaires dans les secteurs « environnement » et « agro-biotechnologies ». En 2012, le département a mis en oeuvre un plan d’implémentation des

grandes orientations de recherche et d’innovation à l’horizon 2020, avec une focalisation sur deux axes stratégiques afin d’atteindre une masse critique et une visibilité suffisantes pour devenir un acteur au niveau international. Les deux axes retenus sont les suivants :

sciences, gestion et technologies de l’environnement avec une focalisation sur l’eau, comprenant un programme sur l’étude de l’impact des changements globaux sur les ressources naturelles et un programme sur la compréhension du devenir des nanomatériaux dans l’environnement et de leurs effets toxicologiques ;

plantes et biotechnologies vertes avec trois programmes de valorisation des ressources végétales pour la production d’aliments sains et sûrs, de biopolymères et de bioénergie.

La déclinaison des axes met en avant le souci d’accroître les connaissances en vue d’une maîtrise du vivant et de l’environnement. Elle exprime également l’intérêt du département EVA pour la production de connaissances afin de gérer les risques liés à cette maîtrise dans une perspective de développement durable. La stratégie d’EVA est de conjuguer excellence scientifique et finalité socio-économique.

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CRP - GABRIEL LIPPMANN - RAPPORT D’ACTIVITÉS 2013RA

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Faits marquants 2013

L’année 2013 a, de nouveau, permis de développer les compétences du département, par exemple dans le développement de nouveaux senseurs environnementaux, en nanotoxicologie, en nutrition, dans le développement d’outils de surveillance adaptés aux nouveaux défis en matière de santé environnementale, dans l’application de techniques de modélisation spatiale, de distributions d’espèces et de qualité de leurs habitats dans un but de conservation de la biodiversité, dans la prédiction des modifications de répartition géographique des espèces en réponse aux changements climatiques.

Parmi les quelques 69 projets menés en 2013, il faut notamment signaler :

le démarrage de plusieurs projets importants, parmi lesquels un projet FP7 de l’ERANET CORE-Organic sur les légumineuses et un International Training Network en écohydrologie également financé dans le cadre du FP7 ;

les projets financés par le Fonds National de la Recherche (FNR), dans le cadre du programme CORE « Gestion durable des ressources naturelles » : trois nouveaux projets dans lesquels le département EVA est coordinateur ont passé le processus de sélection en 2013, soit un taux de réussite de 38% ;

la participation d’EVA dans des projets du programme INTER du FNR, notamment avec la Politique Scientifique fédérale de la Belgique (BELSPO) dans les domaines de la télédétection et avec la Deutsche Forschungsgemeinschaft ;

plusieurs projets en télédétection obtenus dans le cadre de projets avec l’Agence Spatiale Européenne (ESA) ;

le projet pilote sélectionné par le FNR ayant comme objet le développement, en collaboration avec le département SAM, d’un specromètre de masse portable pour la mesure à haute fréquence d’isotopes stables.

En 2013, le département a mené pas moins de 27 projets compétitifs financés par le FNR. L’acquisition du financement sur base compétitive, ainsi que les 144 publications remplissant les critères du contrat de performance avec un facteur d’impact total de 397, soit une augmentation de 62 % par rapport à 2012, témoignent de l’excellence scientifique du département, reconnue au-delà des frontières. Le nombre de publications internationales, le facteur global d’impact de ses publications, ainsi que le taux de citation des articles des chercheurs du département EVA le placent toujours premier laboratoire luxembourgeois au niveau production scientifique. La bonne participation des chercheurs étrangers aux congrès internationaux organisés par EVA, les nombreuses responsabilités internationales des collaborateurs et les deux doctorats soutenus en 2013 ne font que renforcer cette constatation.

Les résultats des recherches menées en 2013 ont trouvé comme par le passé leurs applications dans différents domaines que sont l’agriculture et la viticulture, la production d’énergie renouvelable à partir de biomasse végétale agricole, les technologies de l’environnement en vue d’une gestion durable des ressources aquatiques et pédologiques, la production durable d’eau potable, la gestion de la biodiversité et des ressources génétiques, la gestion et la prévision des risques naturels, notamment des inondations.


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Le nouvel axe « biopolymères » avec un projet relatif à l’optimisation du processus d’encapsulation sur base d’alginates pour des applications médicales et agro-alimentaires, et un autre projet, sur l’étude de la dynamique de la paroi végétale en utilisant une approche de biologie intégrative, a produit les premiers résultats.

Au niveau valorisation des résultats, trois brevets luxembourgeois déposés par le département EVA ont été délivrés en 2013 et une demande internationale pour un brevet supplémentaire a été déposée.

L’intérêt socio-économique des activités du département EVA est concrétisé par de nombreux contrats avec différents acteurs publics luxembourgeois, ainsi qu’avec des PME issues des secteurs de la bioénergie, agricoles, de la production d’eau potable. L’assistance technique pour les gestionnaires de stations de production de biométhane connaît toujours un grand intérêt au niveau de toute la Grande Région, voire au-delà, au même titre que la surveillance de la qualité de l’air grâce à la camionnette de surveillance environnementale pour les administrations et les communes, le suivi des maladies et ravageurs des principales cultures agricoles et

viticoles, ainsi que la mise en place d’un programme de surveillance et de monitoring de la biodiversité au Luxembourg. La volonté du département de développer ses activités vers une valorisation dans le secteur privé est aussi documentée par la forte implication de ses collaborateurs au niveau des clusters nationaux Ecoinnovation, Biohealth et Space coordonnés par Luxinnovation.

Le département EVA a ainsi progressivement mis en place une série de compétences dans le domaine de l’environnement et de la valorisation des ressources naturelles reconnues au-delà des frontières comme en témoignent notamment ses nombreuses prestations pour les Agences de l’Eau françaises, les contrats avec l’Agence Spatiale Européenne ou encore ceux avec le Centre International de la Pomme de Terre et le Bioversity Institute. En 2013, EVA a continué à proposer ses formations continues à succès sur l’utilisation des diatomées comme bioindicateurs de la qualité de l’eau. De nouvelles formations, notamment autour de la biométhanisation, ont été élaborées.

Chiffres clés

Nombre de projets : 69

Nombre de partenaires : 157

Nombre de publications : 250

Nombre de thèses en cours : 19

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La recherche d’alternatives aux hydrocarbures en tant que source d’énergie ou de matériaux pousse à considérer l’utilisation industrielle de la biomasse végétale comme une ressource possible. Au travers de ses différents domaines de compétence, les activités de l’unité de recherche ont trait aux thématiques de recherche autour de la valorisation de la biomasse végétale pour la production de bioénergie et de matériaux biosourcés.

1. Bioénergies et développement d’une assistance technique pour les gestionnaires de stations de biométhanisation

De nombreux résultats ont été obtenus pour l’évaluation du pouvoir méthanogène de substrats d’origine agricole ou agro-alimentaire. Ces résultats sont généralement très appliqués, et donc utilisables directement par les agriculteurs ou associations d’agriculteurs, ainsi que par les installations de production de biométhane. En outre, l’unité s’est d’ores et déjà forgé une place incontournable en ce qui concerne l’appui scientifique et technique pour les unités de biométhanisation au Luxembourg, dans la Grande Région, et même jusqu’en Bretagne. Afin de diminuer le temps nécessaire pour évaluer le potentiel en biométhane à partir des plantes énergétiques, différents projets ont mis en œuvre des technologies innovantes allant du proche infrarouge jusqu’à la télédétection hyperspectrale. De nouveaux outils de suivi du processus de biométhanisation ont été testés. Par ailleurs, l’équipe s’attache au recyclage d’éléments nutritifs à partir des digestats ou d’autres matières organiques en vue de fermer le cycle biomasse végétale - biodéchets - bioénergie - nutriments, ces derniers pouvant à nouveau être utilisés pour la production de biomasse végétale.

2. Matériaux biosourcés

Les premiers projets de recherche sur les matériaux biosourcés ont commencé à produire de nombreux résultats importants pour les applications futures. Plusieurs projets s’intéressent particulièrement aux polymères d’origine végétale, en particulier les fibres de la paroi végétale. La paroi végétale renferme la plus grande partie des biopolymères structuraux, principalement de nature polysaccharidique (cellulose, hémicellulose, pectines) et de nature complexe polyphénolique (lignine). En dépit de son importance économique et malgré de nombreuses études sur le sujet, la dynamique de la paroi cellulaire végétale demeure largement inconnue, notamment au niveau moléculaire. C’est pour pallier cette insuffisance qu’une étude en biologie intégrative est réalisée. La stratégie mise en place s’appuie sur l’analyse et la modélisation de l’interaction entre environnement et données issues de la biologie intégrative : métabolomique, protéomique, transcriptomique, imagerie cellulaire, etc. Cette stratégie permet de moduler la synthèse des biopolymères végétaux.

Ce thème de recherche à vocation appliquée vise à acquérir des connaissances scientifiques permettant d’améliorer les productions végétales (forestières, agricoles ou horticoles) pour des objectifs diversifiés, et notamment en vue du développement de nouveaux matériaux d’origine végétale ou encore de production de biomasse à vocation bioénergétique (biogaz, bioéthanol, biodiesel).

UNITÉ DE RECHERCHE « BIOMASSE, BIOPOLYMÈRES ET BIOÉNERGIE »

1.1


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Un nouveau suivi des gaz à effet de serre

Traditionnellement, le suivi des gaz à effet de serre (GES : CH4, CO2, N2O) est réalisé à l’échelle de la parcelle, soit quelques mètres carrés, à l’aide de la chromatographie en phase gazeuse (GC) associée à la prise d’échantillons gazeux au niveau de chambres statiques ou dynamiques. A plus grande échelle, une autre technique est utilisée. Elle est basée sur la Eddy-Covariance et l’usage d’une tour pour la mesure des flux gazeux par des senseurs extrêmement sensibles.

Dans le cadre du projet TILMAN-ORG, ERA-NET Core-Organic II, l’équipe a mis à profit son expertise en mesure de flux gazeux pour développer une technologie innovante pour suivre les émissions de GES à l’échelle de la parcelle. Cette technologie est basée sur un spectromètre LASER pour la mesure du CO2, CH4, N2O, et NH3 en faible concentration dans l’air, de chambres statiques ventilées autonomes, et d’un échantillonneur automatisé et géré par informatique pour l’analyse des échantillons d’air.

Les deux derniers équipements ont été entièrement conçus et montés au CRP - Gabriel Lippmann. Comparativement à la méthode conventionnelle basée sur la prise d’échantillon en fioles maintenues sous vide et l’analyse de l’air par GC, cette nouvelle technique simplifie et réduit drastiquement le temps nécessaire au suivi des émissions de GES et permet potentiellement un suivi en continu des émissions sur le terrain. En sus des mesures de flux sur les sols agronomiques, cette technologie permet aussi de suivre les flux de GES en stations d’épuration d’eaux usées, et de détecter des fuites diffuses de biogaz sur les installations de biométhanisation.

La firme qui construit le LASER est intéressée par une collaboration avec le CRP - Gabriel Lippmann sur la fabrication et la commercialisation de la chambre et de l’échantillonneur automatique développés par le centre afin de répondre plus spécifiquement aux besoins des utilisateurs orientés vers le suivi environnemental.

FOCUS

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L’unité a pour mission d’étudier le fonctionnement et la structure des écosystèmes naturels, anthropisés ou artificiels. Un accent particulier est mis sur l’utilisation de données de télédétection. Outre la production de nouvelles connaissances sur ce sujet, les activités de recherche et de développement de l’unité trouvent des applications concrètes dans des domaines divers tels que la gestion intégrée des ressources hydriques, la gestion de la biodiversité ou la surveillance des cultures agricoles.

L’unité s’est investie en 2013 de manière importante dans la réalisation de plusieurs projets :

sur l’utilisation de la télédétection pour le suivi de la biomasse agricole et son potentiel en biogaz (HYPERSPEC) ;

sur l’extraction des paramètres utilisés pour effectuer des inventaires forestiers en combinant des données hyperspectrales avec des systèmes LiDAR terrestres ou aéroportés (HYPERFOREST, issu du programme STEREO II, et financé par BELSPO et le programme INTER du FNR) ;

visant une estimation tridimensionnelle du carbone organique dans le sol (SOC-3D) ;

sur l’utilisation de la télédétection combinée à la communication par satellite et le positionnement par satellite pour la surveillance de la qualité de l’eau (SAVEWATER), respectivement dans le contexte de l’écotourisme de zones naturelles protégées (SENSA). Il s’agit de deux projets ESA dans le cadre du programme IAP (Integrated Applications Promotion).

En outre, grâce à l’acquisition d’une nouvelle caméra, l’unité a démarré ses activités en imagerie dans le domaine thermique infrarouge. Avec cet appareil, une première campagne a été réalisée en septembre 2013.

L’unité a poursuivi ses activités de R&D dans le domaine de la surveillance de l’environnement naturel terrestre. Dans la lignée des précédents, le projet de recherche BIODIV IIB a visé à mettre en place, sur le territoire luxembourgeois, un programme de surveillance de la biodiversité basé sur une méthodologie scientifique solide permettant de détecter et de prédire les effets à moyen et long termes de perturbations telles que la fragmentation des habitats ou le changement du climat (MOBIMO, BUTTACCLIM). Cette activité de recherche se fait en étroite collaboration avec différents acteurs luxembourgeois impliqués dans la conservation de la nature et la préservation de l’environnement naturel tels que le Ministère du Développement durable et des Infrastructures et le Musée National d’Histoire Naturelle.

L’unité de recherche a par ailleurs poursuivi ses activités de surveillance de la qualité des eaux de surface (FLORALIE, TAXODIA). Dans ce domaine, elle a réalisé de nombreuses missions de consultance pour le compte d’administrations ou d’organismes de contrôle de la qualité de l’environnement luxembourgeois et français. Par ailleurs, des formations spécialisées ont été dispensées dans le domaine de la bioindication à l’aide de diatomées.

UNITÉ DE RECHERCHE « TÉLÉDÉTECTION ET BIOSYSTÈMES »

1.2


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De nouvelles applications innovantes faisant appel à la télédétection

Depuis plusieurs années, le département EVA est actif dans le développement de nouveaux outils de gestion des ressources naturelles faisant appel à la télédétection. Il participe ainsi, en collaboration avec différentes entreprises privées luxembourgeoises et européennes, à plusieurs projets financés par l’Agence Spatiale Européenne, pour développer de nouveaux services dans les domaines de la gestion des inondations, de la qualité des eaux, de l’agriculture de précision ou de l’écotourisme. Ces applications innovantes font appel à de l’imagerie spatiale, mais aussi de plus en plus à des images obtenues par des drones.

En 2013, le département a poursuivi sa démarche de collaboration avec le secteur privé, en signant une convention de collaboration avec la société DroneLAB spécialisée dans la prise de vues, de films et de mesures aériennes via l’utilisation de drones. Cette nouvelle collaboration public-privé a pour but de favoriser l’utilisation de drones

pour différentes applications d’observation et de surveillance de l’environnement, notamment pour des applications en agriculture et en viticulture. Les partenaires développeront de nouveaux types de senseurs embarqués sur les drones. Les nouvelles solutions spécifiques feront l’objet de formations et de publications scientifiques.

Du 17 au 23 juin 2013, le département EVA a participé au 50e Salon International de l’Aéronautique et de l’Espace (SIAE) de Paris « Le Bourget », le premier et le plus grand événement au monde consacré à l’industrie aéronautique et spatiale. Lors de ce dernier, le département EVA a pu présenter ses activités dans le domaine de l’utilisation de données de télédétection par satellites et par drones. Ce fut également l’occasion pour le Directeur scientifique du département EVA d’exposer les multiples activités dans le domaine de l’observation de la terre à Son Altesse Royale le Grand-Duc Héritier et Son Altesse Royale la Grande-Duchesse Héritière, ainsi qu’au Ministre de l’Économie, Étienne Schneider et au Ministre de la Défense, Jean-Marie Halsdorf, présents à Paris.

FOCUS

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13

L’unité a pour mission l’évaluation des risques engendrés par les contaminants émergents pour la santé humaine et pour les écosystèmes. Les activités de recherche sont focalisées sur les nanomatériaux, les xénobiotiques et les microorganismes pathogènes. L’attention est essentiellement portée sur les compartiments « air » et « eau ». Outre la production des nouvelles connaissances nécessaires à l’analyse des risques (mécanismes d’action des contaminants dans les organismes, interactions entre les contaminants et les matrices environnementales, développement de nouvelles techniques d’analyses, etc.), les activités de recherche et de développement de l’unité trouvent des applications concrètes dans des domaines divers tels que la gestion du risque liée à la production d’eau potable à partir de ressources naturelles, la biosurveillance humaine ou la surveillance de la qualité de l’air dans les communes soumises à un trafic intense. A propos de cette dernière thématique, aucune analyse de l’effet des conditions météorologiques extrêmes sur la santé n’existait pour le Luxembourg avant l’étude pratiquée par l’unité au cours de l’année 2013. L’effet des stress thermiques sur la morbidité et la mortalité a été modélisé. Les résultats

obtenus révèlent que même dans un contexte de climat se réchauffant, les vagues de froid continueront de se produire, mais leur fréquence, durée et intensité devraient décroître, ce qui aura un effet sur la santé.

Les projets menés par les collaborateurs de l’unité ont touché à la toxicologie environnementale (NANEAU II, REARISK, NANION, SMALL), la biosurveillance humaine (COPHES, DEMOCOPHES), la dispersion des polluants dans une perspective hydrogéochimique (BEDLOAD, NUTREX), ou encore la microbiologie environnementale (ACTIOM, HYPOCAMP). De nouvelles technologies pour le traitement des eaux sont par ailleurs en développement dans le cadre du projet ENZO.

Ces thématiques de recherche présentent un angle multidisciplinaire qui est notamment assuré par la collaboration entre les départements SAM et EVA. L’unité de recherche a en effet encore plus affirmé sa collaboration avec SAM dans le secteur des nanotechnologies et des propriétés de désinfection des plasmas à l’encontre de micro-organismes pathogènes résistants.

UNITÉ DE RECHERCHE « RISQUES ENVIRONNEMENTAUX ET SANTÉ »

1.3


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Un modèle d’évaluation des effets des nanoparticules industrielles sur les poumons

Dans le cadre du projet NANSENS, un modèle pour l’étude de la toxicité alvéolaire a été développé. Ce système comprend des cellules épithéliales d’alvéoles pulmonaires humaines, des cellules endothéliales humaines et des cellules modélisant le système immunitaire : des mastocytes et des cellules mimant les macrophages. Les cellules épithéliales d’alvéoles ont montré une capacité à produire du surfactant au niveau de l’interface air-liquide. Ce modèle in vitro, développé au CRP - Gabriel Lippmann, est l’un des deux seuls modèles au monde capable de produire du surfactant qui, in vivo, présente des propriétés protectrices, et est donc d’un intérêt primordial pour imiter in vitro des conditions in vivo.

De plus, ce système a la capacité de survivre plusieurs jours en situation d’interface air-liquide, permettant son exposition à des aérosols. Il s’agit bien d’une amélioration fondamentale pour l’étude de la toxicité pulmonaire de nanomatériaux sous leur forme native. Les macrophages présents au sein du modèle montrent une activité phagocytaire et les cellules mastocytaires produisent une grande quantité d’histamines comme attendu in vivo.

Les premiers tests de polluants atmosphériques sur le système ont été effectués. L’exposition de la face alvéolaire du système à de faibles quantités de particules de gaz d’échappement de diesel a induit un effet sur les profils d’expression de gènes dans les cellules endothéliales qui n’ont pas subi d’exposition directe à l’aérosol chargé en particules. Ceci représente une importante avancée dans la compréhension des mécanismes de toxicité secondaire, impossible à réaliser jusqu’à présent en modèle in vitro. Par conséquent, ce système offre également la possibilité d’étudier les effets au niveau vasculaire lors d’exposition d’alvéoles pulmonaires à des composés particulaires ou à des nanoparticules.

Ce modèle a déjà suscité un grand intérêt au sein de la communauté scientifique et a permis au CRP - Gabriel Lippmann de devenir partenaire du projet FUTURENANONEEDS financé par le FP7 qui a débuté le 1er janvier 2014. Des premiers contacts prometteurs avec des partenaires industriels ont été établis. Le modèle sera prochainement adapté à l’étude des mécanismes impliqués dans la sensibilisation respiratoire par des produits de soins personnels et leurs ingrédients.

FOCUS

22


13UNITÉ DE RECHERCHE « CHANGEMENT GLOBAL ET CYCLE DE L’EAU »

1.4

En 2013, l’unité a pu consolider ses activités de recherche autour de la thématique du cycle de l’eau. Au cours des dernières années, la complémentarité des thématiques de recherche en climatologie, hydrologie expérimentale, pédologie, géochimie, modélisation hydrologique et hydraulique, ainsi qu’en télédétection a permis à l’unité de couvrir l’intégralité de la chaîne « observation -conceptualisation -modélisation ». Cette configuration assez rare dans le domaine des sciences hydrologiques est optimale dans l’optique d’une stratégie de recherche orientée résolument vers l’identification, l’étude de la propagation et la neutralisation des incertitudes. L’objectif ultime de cette démarche est la production d’outils de prévision et de gestion de l’évolution des ressources hydriques à court (p.ex. ondes crue), moyen (p.ex. remplissage/vidange des nappes d’eau souterraines) et long terme (p.ex. impact du changement climatique).

Au cours de l’année 2013, un intense travail a été réalisé pour améliorer les approches interdisciplinaires initiées ces dix dernières années. Les projets en cours ont permis aux chercheurs des différentes disciplines qui constituent l’unité de passer un cap dans la confrontation de leurs connaissances des systèmes hydrologiques. Par exemple, l’assimilation de données d’humidité du sol au sein de modèles hydrologiques permet d’améliorer les prédictions générées par les modèles de prévision des épisodes de crue (projet WATCHFUL). L’identification des écoulements de surface intervenant dans la genèse de ces mêmes ondes a été réalisée avec succès grâce

à des traceurs innovants en hydrologie : les anomalies en Terres Rares et les isotopes radiogéniques de Pb, Sr, Nd (projet DISMET), les diatomées (projet ECSTREAM), ainsi qu’à l’aide d’images infrarouges (projet BIOTHERM). La participation de l’unité dans un projet européen FP7-INTERFACES axé sur la formation de jeunes chercheurs supra-disciplinaires lui permettra notamment de renforcer une approche écohydrologique qui devient nécessaire pour mieux appréhender les attentes des pouvoirs publics vis-à-vis de la gestion des écosystèmes.

Enfin, une étude de marché a été réalisée pour le nouveau concept de spectromètre de masse portable pour la mesure des isotopes stables de l’oxygène, de l’hydrogène et de l’azote, en cours de développement entre EVA et le département SAM (projet FIELDSPEC).

Cette exploration de nouvelles approches innovantes fait partie intégrante d’une stratégie à long terme de l’unité. Elle s’inscrit en ligne directe dans les objectifs attendus du regroupement du CRP - Gabriel Lippmann et du CRP Henri Tudor et a été retenue comme thématique prioritaire du nouveau centre de recherche. Reposant sur des collaborations internationales de plus en plus soutenues avec des laboratoires de pointe, elle cherche à apporter in fine une nouvelle dynamique à l’étude du cycle de l’eau au sein des écosystèmes – étude largement entravée à ce jour par les limitations technologiques actuelles et la difficulté de communication entre disciplines scientifiques.


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Sciences du sol : reconnaissance internationale du Luxembourg

Les sciences du sol ont été intégrées en 2007 à l’unité avec pour objectif de contribuer à une meilleure compréhension des processus hydrologiques de l’échelle du profil de sol à celle du bassin versant. Les scientifiques impliqués ont, dans un premier temps, mis en place des techniques qui permettent de caractériser en détail le fonctionnement physique et chimique du sol et du sous-sol. La caractérisation chimique du sol permet notamment d’identifier les traceurs hydrologiques les plus adaptés à un site d’étude donné. La caractérisation physique du sol permet, quant à elle, de renseigner sur la capacité de rétention et d’infiltration de l’eau au sein du sol et d’estimer notamment le temps de résidence de l’eau dans un sol.

En 2008, avec l’appui du service de pédologie de l’Administration des Services Techniques de l’Agriculture (ASTA), qui a en charge la cartographie des sols au Luxembourg, un intense travail de réflexion a été initié concernant la mise en base de l’information pédologique du Luxembourg (projets BDSOL). Un des objectifs de ce projet était d’amener la classification luxembourgeoise des sols vers une classification harmonisée à l’échelle européenne. C’est ainsi que la transcription de l’information pédologique en référentiel international (WRB, www.fao.org) a pu débuter en 2010 avec l’aide de partenaires belges.

Depuis lors, les pédologues de l’unité ont pu se perfectionner dans l’utilisation de la classification WRB et appréhender les limites de son application aux types de sols présents au Luxembourg et, dans un cadre plus général, aux sols des climats tempérés.

La classification WRB se voulant évolutive, les pédologues luxembourgeois, du département EVA et de l’ASTA, ont formulé des propositions à la commission d’évaluation du référentiel international en 2012 ; propositions qui ont toutes été acceptées. Un des points importants était la reconnaissance des sols se développant sur des substrats dolomitiques (carbonate de magnésium) qui leur confère des propriétés agronomiques très particulières. Une seconde requête de la part des chercheurs d’EVA a été d’initier au sein de la commission internationale une réflexion sur la prise en compte du substrat sur lequel se développe le sol au sein de la classification WRB. Les résultats du centre intitulés « Towards a subsolum classification scheme in the WRB » ont ainsi été présentés en septembre 2013, lors de la dernière conférence de la Division 1 de l’Union Internationale des Sciences du Sol (IUSS) et récompensés par le titre de meilleur poster de la conférence.

Le travail initié au sein de l’unité en partenariat avec l’ASTA a donc permis d’arriver après cinq années à une reconnaissance du Luxembourg au sein de la communauté scientifique internationale des sciences du sol.

SUCCESS STORY

24


13UNITÉ DE RECHERCHE « PLANTES, ALIMENTATION ET NUTRITION »

1.5

L’unité de recherche a travaillé dans le cadre d’une douzaine de projets, dont cinq nouveaux, avec des partenaires nationaux et internationaux. Plusieurs projets, notamment dans le secteur de la viticulture, se sont terminés avec succès.

1. La protection des cultures

Les projets relatifs à la protection de cultures impor-tantes au Luxembourg, telles que le blé, l’orge, le colza et la vigne ont été poursuivis. Durant la saison culturale, des avertissements sur les seuils de développement des agents pathogènes et des populations de ravageurs ont été régulièrement publiés dans la presse agricole. Les travaux de recherche ont porté sur une meilleure compréhension du phénomène de résistance des champignons pathogènes aux fongicides, ainsi que sur l’impact du changement climatique sur les ravageurs du colza.

2. Métabolisme secondaire des plantes, composés phytochimiques et nutrition

L’unité a poursuivi ses activités de recherche sur les composés des fruits et légumes à valeur bénéfique pour la santé, notamment les polyphénols, les caroténoïdes et les micro-minéraux et leur bioactivité pour diminuer les marqueurs inflammatoires et le stress oxidatif.

Des expériences et prélèvements sur différentes variétés de pommes de terres en champ ont permis d’analyser des extraits de plantes pour leurs teneurs en composés phytochimiques et minéraux. Des variétés contrastant au niveau de leurs teneurs ont pu être

identifiées. Le groupe poursuit ainsi ses recherches sur les mécanismes permettant à la plante d’accumuler ces composés et de les transporter dans les compartiments adéquats.

En 2013, le système expérimental, à base de cellules Caco-2, et quelques modèles de coculture cellulaire ont été mis au point et optimisé pour étudier la biodisponibilité d’éléments trace, de polyphénols et de caroténoïdes. Des mesures avec différentes matrices complexes, telles que les pommes de terre, les patates douce ou encore les aliments pour bébé, ont montré l’influence de certains composés phénoliques sur la biodisponibilité du fer. D’autre part, des connaissances ont été acquises sur les transporteurs cellulaires impliqués au niveau des cellules Caco-2 par l’utilisation de la qPCR.

L’unité a également étudié la relation entre les composés bioactifs et la santé. Dans le cadre du projet SYSCARPO, une étude animale a été initiée pour étudier les effets de caroténoïdes sur le protéome de gerbilles. Une autre étude visant à verifier les interactions entre les minéraux et les caroténoïdes a démarré en collaboration avec le CRP - Santé. Le groupe a également organisé la troisième conférence NULUX qui s’est concentrée sur la relation entre la nutrition, les maladies chroniques et le vieillissement.

Enfin, un nouveau chercheur spécialisé dans le secteur de l’industrie agro-alimentaire a developpé les premiers concepts pour l’encapsulation de composés bioactifs avec des biopolymères, pendant que le département intégrait les instruments permettant la production de microcapsules et l’analyse de la structure des aliments.


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La recherche au service de la viticulture

Depuis plus de sept ans, le département EVA poursuit des activités de recherche en viticulture en collaboration avec l’Institut Viti-Vinicole à Remich dans le but de développer et de valider des techniques adaptées à une viticulture durable respectant l’environnement.

Aujourd’hui, plusieurs techniques de contrôle de la pourriture grise, causée par le champignon Botrytis cinerea, sont validées par les projets de recherche successifs. Parmi ces techniques : le contrôle de la pourriture par l’utilisation de régulateurs de croissance, produits qui changent la structure de la grappe et rendent les grappes moins susceptibles à des attaques par des champignons. L’efficacité de ces régulateurs a été étudiée dès 2006.Les chercheurs ont ensuite étudié le potentiel de l’effeuillage de la zone principale foliaire, une technique qui permet d’améliorer la circulation de l’air autour des grappes, et par ce biais les rend également moins susceptibles.

Un autre outil efficace est l’optimisation du moment de la coupe foliaire supérieure, une approche innovante permettant également une réduction de la susceptibilité contre les pourritures. Finalement,

l’utilisation de produits de lutte biologique, comme la noix de l’arbre à savon a été comparée à l’utilisation de produits synthétiques classiques. Toutes ces mesures peuvent être combinées et permettent l’optimisation de la santé des grappes, de la qualité du vin et une réduction de l’utilisation de pesticides.

Au cours de ces recherches, l’unité a veillé à transférer les résultats de ces expériences à la communauté viticole par des communications vulgarisées et scientifiques. Cela a permis de fournir aux viticulteurs un catalogue de techniques écologiquement favorables leur permettant d’agir contre un des principaux champignons pathogènes de la vigne.

L’année 2013 fut marquée par des conditions météorologiques favorisant l’apparition de la pourriture grise dans les vignobles non contrôlés par une des techniques énumérées ci-dessus. Les viticulteurs ayant pratiqué l’effeuillage de la zone des grappes, ou une combinaison des mesures décrites plus haut, ont mieux réussi à contrôler la pourriture grise et se sont vus récompensés par des grappes relativement saines en fin de maturité et donc un rendement économique plus important. Un bel exemple de recherche appliquée à valeur économique réelle.

FOCUS

26


13PLATE-FORME EN CHIMIE ANALYTIQUE

1.6

La plate-forme en chimie analytique dispose d’un parc instrumental principalement basé sur les techniques chromatographiques et sur la spectrométrie de masse, qui lui permet de couvrir une majorité des besoins analytiques en chimie organique ou minérale. Au cours de l’année 2013, environ 18500 analyses ont été réalisées. Le renouvellement de plusieurs instruments (Chromatographe ionique, LC-MS, HPLC, GC-MS) a permis de maintenir l’équipement à un haut niveau de performances et de mettre en place de nouvelles méthodes.

Les chromatographes ioniques à détection conducti-métrique, dédiés à la quantification des anions et cations minéraux majeurs dans les eaux, ont été utilisés pour le suivi qualitatif des eaux de sources de Luxembourg (POLLUX), ainsi que pour plusieurs projets en hydrologie et en sciences du sol (BIGSTREAM, SOWAT, MOVE, BIOTHERM).

Le système UPLC a, dans la continuité de l’année 2012, progressivement remplacé l’ancien système HPLC, devenu obsolète et aujourd’hui remplacé par un système semi-préparatif. L’UPLC a été utilisé pour l’analyse de polyphénols et de caroténoïdes pour les projets POTIRON, SYSCARPO, CAROPOL et BIOCAR.

La méthode d’analyse des pesticides dans les denrées alimentaires par LC-MS/MS, couvrant plus de 150 molécules, a été finalisée puis appliquée aux échantillons du projet AUTHENTICFOOD. Ce système a

également été utilisé pour l’analyse des herbicides dans les eaux de source (POLLUX), des cyanotoxines dans les eaux de surface (WAPITI), des antibiotiques dans la nourriture animale (ANTIBIOTICS) et les mycotoxines dans le blé (ANTREPP). Ce LC-MS/MS a été complété par un instrument complémentaire (LC-QTrap), en remplacement du LC-MS à simple quadripôle dont les performances n’étaient plus satisfaisantes. Ce nouvel équipement, installé en fin d’année, a notamment été utilisé pour la mise au point d’une méthode de dosage des acides aminés dans les végétaux (COBRA).

Les chromatographes en phase gazeuse (GC-MS, GC-MS/MS) ont également été mis à contribution pour l’analyse de pesticides (AUTHENTICFOOD). Une méthode de quantification des acides gras à chaîne longue et des stérols a été finalisée puis utilisée dans le cadre des projets NUTRIVIN et SYSBIONAMA. Enfin, un screening des composés apolaires dans des échantillons de raisin a été réalisé par GC-MS pour les besoins du projet TERROIR.

Les analyses inorganiques par ICP-MS ont représenté une part importante des activités de la plate-forme, notamment dans le cadre des projets ALFABIOPOL, SYSCARPO, SOWAT, BD_SOLS, DISMET, NUTRIVIN, POTIRON, MOVE, NANEAU, NANEAU II et TERROIR. D’autre part, plusieurs séries d’échantillons végétaux ont été analysés dans le cadre d’essais interlaboratoires, nécessaires pour le processus d’accréditation.


27

Un système de management de la qualité

Depuis 2010, le département EVA s’est engagé, en collaboration avec l’Ingénieur-Qualité du centre, dans la mise en place d’une démarche générale de gestion de la qualité, comprenant les éléments suivants :

le respect des lois, règlements, normes et toute autre référence applicable à ses secteurs d’activités (= veille normative) ;

l’écoute de ses clients et partenaires par l’identification de leurs besoins et la réalisation de prestations de services de qualité adaptées à ces besoins et qui répondent à leurs attentes (= écoute clients + réclamations) ;

la gestion, la diffusion de la documentation qualité à l’ensemble du personnel concerné, et l’application des procédures qualité (= suivi de documentation) ;

la mise en place de contrôles qualité afin de garantir d’une part la fiabilité des essais et des étalonnages réalisés par les départements scientifiques, et d’autre part le niveau de qualité des prestations de services réalisées (= traçabilité et vérification des résultats) ;

le traitement efficace des réclamations de ses clients et partenaires, ainsi que des non-conformités internes par la mise en œuvre d’actions correctives (= suivi des non-conformités) ;

l’efficacité des processus support et de management des ressources humaines et matérielles dans une logique d’anticipation des besoins et d’optimisation du rapport prestation/coût (= définition d’objectifs) ;

le maintien à un haut niveau des compétences et le développement des savoir-faire en s’appuyant sur des actions de formation continue, une veille technologique, un recrutement pertinent et l’utilisation adéquate d’équipements performants (= formations) ;

l’hygiène et la sécurité du personnel, des clients et des partenaires dans les locaux du CRP - Gabriel Lippmann, ainsi que la préservation de l’environnement par des mesures de prévention et de protection (= sécurité).

FOCUS

Quelques résultats pour 2013

Formations continues suivies par le personnel EVA

0

100

200

300

400

500

600

Formations externesFormations internes

Total

Nombre d’heures

Taux de réussite à des essais Inter-Laboratoires

70%

80%

90%

ERISGEOSATPLF CH

88,6%

76,3%

86,2%

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13PLATE-FORME EN PROTÉOMIQUE ET MÉTABOLOMIQUE VÉGÉTALES

1.7

En 2013, le personnel de la plate-forme a été impliqué dans la réalisation de projets au niveau du département EVA, en biologie végétale et en toxicologie principalement. De nouvelles techniques ont été testées, comme l’imagerie par MALDI et la séparation de protéines en chromatographie liquide, ou encore la mise au point de protocoles d’analyse de parois végétales. En effet, l’acquisition d’un spectromètre de masse hybride (LTQ orbitrap Elite) permettant la caractérisation moléculaire à très haute résolution en masse ouvre la plate-forme à de nouveaux domaines d’expertise et de développement de ses activités.

La plate-forme a également maintenu sa collaboration avec l’Université du Luxembourg, notamment dans la réalisation de travaux dirigés du master « Integrated Systems Biology » en présentant des travaux consacrés à l’analyse de gels et l’identification des protéines. Au cours de l’année 2013, la plate-forme en protéomique et métabolomique a également partagé son savoir-faire avec plusieurs universités étrangères.

Ces différentes activités ont été concrétisées par des publications et l’accueil de visiteurs dans le cadre de visites postdoctorales ou de stages de master :

en collaboration avec l’unité « Biomasse, bio-polymères et bioénergie », Célia Bayard ;

en collaboration avec l’unité « Plantes, alimentation et nutrition », Robert Roos et Giovanna Pani ;

dans le cadre de collaborations internationales, Isa Ribeiro de Lisbonne, Malika Chabi de Lille ;

et dans le cadre de l’action COST ‘Farm animal proteomics’, Stephen Hyland et Laura Restelli.

Par ailleurs, des visiteuses italiennes Biancaelena Maserti et Alessandra Podda, partenaires du projet MOMEVIP, ont passé quelques semaines au sein de la plate-forme pour compléter leurs expériences.

Les projets auxquels le personnel de la plate-forme a participé cette année sont : ALFABIOPOL, CAROPOL, APERO, ENNEREM, ECOLIRIMED, MOMEVIP, NANION, NUTRIVIN, SMALL, STRESSPOT, SYSCARPO et WAPITI. Ainsi, il apparaît clairement que l’étude des stress environnementaux reste toujours un des sujets de prédilection de la plate-forme. L’effet des métaux lourds, des variations climatiques et des carences/excès en éléments nutritifs ont été les principaux facteurs étudiés chez les végétaux, les cellules animales et humaines. La toxicologie de certaines nanoparticules ou substances a également été testée sur des animaux de ferme dans le cadre de l’action COST ‘Farm animal Proteomics’.

Au cours de l’année 2013, les analyses suivantes ont été réalisées (projets + service) :

plus de 300 électrophorèses bi-dimensionnelles ;

plus de 350 scans en fluorescence (gels colorés sypro, 2D-DiGE, détection de protéines sur membranes par fluorescence) ;

environ 2500 heures d’analyse en imagerie ;

plus de 5000 spots protéiques ont été prélevés, 7000 digérés et 7500 déposés sur des plaques d’analyse en spectrométrie de masse ;

plus de 450.000 spectres ont été générés par l’analyseur en spectrométrie de masse MALDI ;

près de 950 échantillons ont été analysés par chromatographie liquide ;

quelques dizaines de western-blottings ont été réalisés en une dimension.


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Parc instrumental :

unités de séparation électrophorétiques à haute résolution ;

système de capture d’image par ImageScanner™ et d’un Typhoon 9400™ ;

logiciels d’analyse des gels tels que TotalLab Quant v11.5, ImageMaster 2D Platinum ou le DeCyder Differential Analysis Software v.7.0.8 géré par une base de données ‘Oracle 10g’ ;

système automatisé de traitement des protéines par l’Ettan Spot Handling Workstation™ de GE Healthcare ;

système de séparation de protéines ou peptides selon leur point isoélectrique, en milieu liquide de chez Agilent ;

système de séparation par chromatographie liquide et d’identification par spectrométrie de masse de chez LC Packings-Dionex, Eksigent, ABSciex et Thermo, respectivement ;

système d’imagerie basé sur le MALDI-ToF-ToF 5800.

Un article dans le top 3 des téléchargements

En 2013, un article publié en 2011, rédigé dans le cadre d’une collaboration entre la plate-forme en protéomique et métabolomique végétales du département EVA et des collègues tchèques du ‘Crop Research Institute’ de Prague, a été classé dans le top 3 des articles les plus téléchargés sur le site de la revue « Journal of Proteomics », la revue officielle de l’association européenne de protéomique ayant un facteur d’impact supérieur à 4, classé en Q1 de la section ‘Biochemical research methods’.

Cet article propose une revue des changements au niveau du protéome des plantes après exposition à des stress abiotiques, tels que les variations de températures, l’anoxie, la sécheresse, l’exposition à des teneurs élevées en ozone, etc. Il s’agit là du classement établi au 31 octobre 2013, pour l’année 2013, dans les articles en accès libre. Par ailleurs, cet article a déjà été cité plus de 120 fois depuis sa parution en 2011.

Cet article se retrouve par ailleurs dans un numéro dont l’éditeur-en-chef invité était Jenny Renaut alors qu’elle menait une action COST intitulée ‘Plant Proteomics in Europe’.

SUCCESS STORY

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13OBSERVATOIRE DU CLIMAT ET DE L’ENVIRONNEMENT

1.8

L’observatoire est le fruit de la fusion de la plate-forme de géomatique et de l’observatoire hydroclimatologique, suite à la restructuration du département EVA en 2012. Cet observatoire a comme mission, en plus de gérer un certain nombre de stations de mesure permanentes, de centraliser, valider, assurer la qualité, archiver et gérer les données de terrain acquises sur les différentes placettes expérimentales permanentes. Par ailleurs, il propose une gamme de services associés à la gestion et au traitement de l’information géographique, ainsi qu’au traitement de données d’observation de la Terre.

En 2013, l’essentiel du travail était lié aux observations hydroclimatologiques. Depuis octobre, une nouvelle responsable a été engagée afin de diriger et d’étendre les activités de l’observatoire.

Depuis la mise en place des deux premiers limnigraphes sur la Pall et le Roudbach en janvier 1995, le parc d’instruments de mesure hydroclimatologiques géré par le CRP - Gabriel Lippmann n’a cessé de s’étendre et comprend aujourd’hui près d’une centaine d’appareils, répartis sur l’ensemble du territoire national. Ces équipements (limnigraphes, piézographes, stations météorologiques, capteurs d’humidité du sol, échantillonneurs automatiques, spectromètre d’aérosols, etc.) permettent d’étudier les interactions entre les écosystèmes, l’hydrosphère et l’atmosphère.

En 2013, plus de 2.000.000 de données ont ainsi été générées et intégrées dans une base de données hydroclimatologiques et environnementales. Les informations contenues dans cette base ont servi de support à la réalisation de très nombreux projets de recherche fondamentale et appliquée. Depuis 2005, l’ensemble des données du CRP - Gabriel Lippmann, de l’Administration des Services Techniques de l’Agriculture, ainsi que de l’Administration de la Gestion de l’Eau sont dorénavant rassemblées dans une base commune. Les données issues de l’observatoire servent de support à la réalisation de l’Atlas hydroclimatologique du Grand-Duché de Luxembourg.

D’une densité rare, le réseau d’instruments de mesures hydroclimatologiques de l’observatoire a suscité en 2012 l’intérêt d’un consortium germano-suisse qui regroupe une douzaine d’institutions de recherche et d’universités de renommée internationale. Ainsi, avec le démarrage du projet DFG-FNR CAOS (Catchments as organized systems), les données issues de l’observatoire hydroclimatologique sont utilisées par des dizaines de chercheurs issus de disciplines aussi variées que complémentaires et qui visent une meilleure compréhension de la variabilité spatiale et temporelle des composantes du cycle de l’eau. In fine, le projet vise à rapprocher la structure des modèles perceptuels des hydroystèmes du fonctionnement réel, permettant ainsi de réduire les incertitudes inhérentes aux modélisations des ondes de crues.


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Participation aux Journées Portes Ouvertes luxembourgeoises

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13PUBLICATIONS MAJEURES

M. Behr, T. Serchi, E. Cocco, C. Guignard, K. Sergeant, J. Renaut, D. Evers : « Description of the mechanisms underlying geosmin production in Penicillium expansum using proteomics », publié dans « Journal of Proteomics », doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.jprot.2013.10.034, 2013 (FI : 4.302).

M.Y. Bey, L. Ector :« Atlas des diatomées des cours d’eau de la région Rhône-Alpes. Tome 1 Centriques, Monoraphidées. Tome 2 Araphidées, Brachyraphidées. Tome 3 Naviculacées: Naviculoidées. Tome 4 Naviculacées: Naviculoidées. Tome 5 Naviculacées: Cymbelloidées, Gomphonématoidées. Tome 6 Bacillariacées, Rhopalodiacées, Surirellacées », Direction régionale de l’Environnement, de l’Aménagement et du Logement Rhône-Alpes, Lyon, 1182 + 27 p., 2013, ISBN 978-2-11-129817-0.

J.B. Burnet, C. Penny, L. Ogorzaly, H.M. Cauchie : « Spatial and temporal distribution of Cryptosporidium and Giardia in a drinking water resource: Implications for monitoring and risk assessment », publié dans « Science of the Total Environment 472», doi:10.1016/j.scitotenv.2013.10.083 (FI : 3.258).

L. Cantú-Salazar, K.J. Gaston :« Species richness and representation in protected areas of the Western hemisphere: Discrepancies between checklists and range maps », publié dans « Diversity and Distributions 19 », pp. 782-793, 2013 (FI : 6.122).

A.M.J. Coenders-Gerrits, L. Hopp, H.H.G. Savenije, L. Pfister :« The effect of spatial throughfall patterns on soil moisture patterns at the hillslope scale », publié dans « Hydrology and Earth System Sciences 17 », pp. 1749-1763, 2013 (FI : 3.587).

A. Georgantzopoulou, Y.L. Balachandran, P. Rosenkranz, M. Dusinska, A. Lankoff, M. Wojewodzka, M. Kruszewski, C. Guignard, J.N. Audinot, S. Girija, L. Hoffmann, A.C. Gutleb :« Ag nanoparticles: size- and surface-dependent effects on model aquatic organisms and uptake evaluation with NanoSIMS », publié dans « Nanotoxicology 7 », pp. 1168-1178, 2013 (FI : 7.844).

U. Gessner, M. Machwitz, C. Conrad, S. Dech :« Estimating the fractional cover of growth forms and bare surface in savannas. A multi-resolution approach based on regression tree ensembles », publié dans « Remote Sensing of Environment 129 », pp. 90-102, 2013 (FI : 5.103).

L. Giustarini, R. Hostache, P. Matgen, G.J.P. Schumann, P.D. Bates, D.C. Mason :« A change detection approach to flood mapping in Urban areas using TerraSAR-X », publié dans « IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 51 », pp. 2417-2430, 2013 (FI : 3.467).

P. Heier, N. Boscher, T. Bohn, K. Heinze, P. Choquet : « A new class of Zn(II) and Cr(III) porphyrins incorporated into porous polymer matrices via an atmospheric pressure plasma enhanced chemical-vapour deposition to form gas sensing layers », publié dans « Journal of Materials Chemistry A », doi:10.1039/C3TA13488A, 2013 (FI : 6.101).

S.G. Klein, T. Serchi, L. Hoffmann, B. Blömeke, A.C. Gutleb :« An improved 3D tetraculture system mimicking the cellular organisation at the alveolar barrier to study the potential toxic effects of particles on the lung », publié dans « Particle and Fibre Toxicology 10 », 10:31 doi:10.1186/1743-8977-10-31, 2013 (FI : 9.178).


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Y. Martin, H. Van Dyck, N. Dendoncker, N. Titeux :« Testing instead of assuming the importance of land use change scenarios to model species distributions under climate change », publié dans « Global Ecology and Biogeography 22 », pp. 1204-1216, 2013 (FI : 7.223).

F. Mayer, P.A. Gerin, A. Noo, G. Foucart, J. Flammang, S. Lemaigre, G. Sinnaeve, P. Dardenne, P. Delfosse : « Assessment of factors influencing the biomethane yield of maize silages », publié dans « Bioresource Technology », doi:10.1016/j.biortech.2013.11.081, 2013 (FI : 4.750).

M. Montaño, A.C. Gutleb, A.J. Murk :« Persistent toxic burdens of halogenated phenolic compounds in humans and wildlife », publié dans « Environmental Science & Technology 47 », pp. 6071-6081, 2013 (FI : 5.257).

M. Pasquali, F. Spanu, B. Scherm, V. Balmas, L. Hoffmann, K.E. Hammond-Kosack, M. Beyer, Q. Migheli :« FcStuA from Fusarium culmorum controls wheat foot and root rot in a toxin dispensable manner », publié dans « PLoS ONE 8 », doi:10.1371/journal.pone.0057429 , 2013 (FI : 3.730).

C. Pinheiro, K. Sergeant, C.M. Machado, J. Renaut, C.P. Ricardo :« Two traditional maize inbred lines of contrasting technological abilities are discriminated by the seed flour proteome », publié dans « Journal of Proteome Research 12 », pp. 3152-3165, 2013 (FI : 5.056).

B. Printz, K. Sergeant, S. Lutts, C. Guignard, J. Renaut, J.F. Hausman :« From tolerance to acute metabolic deregulation: contribution of proteomics to dig into the molecular response of Alder species under a polymetallic exposure », publié dans « Journal of Proteome Research 12 », pp. 5160-5179, 2013 (FI : 5.056).

J. Radosavljevic, E. Nordlung, L. Mihajlovic, M. Kristic, T. Bohn, J. Buchert, T.C. Velickovic, J. Smit :« Sensitizing potential of enzymatically crosslinked peanut proteins in a mice model of peanut allergy », publié dans « Molecular Nutrition and Food Research », doi:10.1002/mnfr. 201300403, 2013 (FI : 4.310).

G. Recorbet, C. Abdallah, J. Renaut, D. Wipf, E. Dumas-Gaudot :« Protein actors sustaining arbuscular mycorrhizal symbiosis: Underground artists break the silence », publié dans « New Phytologist 199 », pp. 26-40, 2013 (FI : 6.736).

H. Roume, E. El Muller, T. Cordes, J. Renaut, K. Hiller, P. Wilmes :« A biomolecular isolation framework for eco-systems biology », publié dans « ISME Journal 7 », pp. 110-121, 2013 (FI : 8.951).

S. Ullah, A.K. Skidmore, T.A. Groen, M. Schlerf :« Evaluation of three proposed indices for the retrieval of leaf water content from the mid-wave infrared (2-6 ìm) spectra », publié dans « Agricultural and Forest Meteorology 171-172 », pp. 65-71, 2013 (FI : 3.421).

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13

ISC

P34 2. Département « Informatique, Systèmes et Collaboration »




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36


DÉPARTEMENT « INFORMATIQUE, SYSTÈMES ET COLLABORATION »

02

RA

13

Présence du département au Salon Index


37


Créé en 1988 afin de permettre aux entreprises et au secteur public luxembourgeois de disposer d’un partenaire scientifique compétent en informatique, le département ISC possède aujourd’hui une grande expérience de collaboration avec le monde luxembourgeois.

Depuis plus de 20 ans, les principaux acquis du département consistent dans l’expertise accumulée en matière de conception, modélisation, documentation, développement, évaluation et audit de systèmes d’information coopératifs.

Ses travaux se situent à l’interface entre la recherche fondamentale et la recherche industrielle. D’une part, le département bénéficie d’une réputation certaine dans le monde académique via ses publications, sa participation à des groupes de travail scientifiques et l’accueil de stagiaires ou de doctorants. D’autre part, les résultats obtenus dans des projets de recherche et développement avec des partenaires privés et publics le créditent également d’une bonne image dans le monde économique.

L’étude des systèmes d’information appliqués à la gestion des organisations (publiques ou privées) a longtemps constitué le « Core Business » du département. Depuis 2012, ISC a effectué un recentrage de ses activités autour d’une seule thématique fédératrice, originale et en phase avec les dernières tendances de l’informatique : l’utilisation de l’informatique pour transformer en connaissance utile des données de plus en plus complexes et massives, en basant principalement ce processus sur une meilleure exploitation du potentiel de la vision humaine. Cette thématique est donc résumée par le terme, certes réducteur, de « Visualisation ».

La multiplication des producteurs d’information (humains, capteurs, ordinateurs, etc.) rend en effet indispensable l’utilisation d’outils informatiques permettant de rendre utilisables ces masses de données complexes, dynamiques, hétérogènes et de qualité variable. Quatre domaines de l’informatique sont concernés pour construire une offre cohérente de compétences scientifiques et technologiques permettant d’apporter des solutions innovantes pour faire face à ce défi :

l’accès et la mise à disposition de données ;

le traitement et l’analyse des données ;

la visualisation interactive de données ;

la conception efficace des logiciels y afférents.

Dans une volonté de cohérence, le département ISC a choisi d’étudier ces problématiques via le prisme d’une meilleure utilisation des facultés impressionnantes de la vision humaine.

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13


En 2013, ISC a finalisé les opérations de sortie des activités du passé qui ne s’inscrivaient plus dans sa nouvelle stratégie décidée en 2012 visant à focaliser ses activités sur les techniques informatiques d’analyse et de visualisation de données complexes et massives. En bonne intelligence avec ses partenaires, des solutions pragmatiques ont été mises en œuvre pour assurer un transfert de ces activités vers des acteurs externes. Selon les contraintes et souhaits des partenaires, ces activités mûres pour le marché furent transférées soit vers la spin-off Abacus Consulting & Solutions S.A. créée en juillet 2012 par trois membres d’ISC, soit vers des sociétés tierces. Un accord fut également conclu avec Abacus Consulting & Solutions S.A. pour que celle-ci se charge de la commercialisation du logiciel LuxDrops développé au sein du département ISC, en contrepartie de redevances sur les revenus générés.

La nouvelle stratégie a également nécessité une évolution des équipes. Des groupes ont été constitués autour des quatre thématiques complémentaires qui la sous-tendent : « Data Visualization », « Data Processing and Analysis », « Data Provisionning » et « Software Tools Delivery ». Le plan stratégique de 2012 incluait aussi le recrutement de nouveaux collaborateurs disposant des compétences manquantes dans le département. Cette étape a été

quasiment bouclée en 2013. Enfin, en commençant un doctorat à temps partiel, certains anciens membres d’ISC ont choisi de renforcer leurs compétences scientifiques tout en réalignant leurs sujets de prédilection avec la thématique centrale du département.

Malgré les efforts consentis pour implémenter cette nouvelle stratégie et le manque à gagner qui en résulte, le département ISC a réussi à clôturer le plan pluriannuel 2011-2013 avec un taux moyen de financement externe conforme à ce qui était attendu sur la période. Il faut cependant admettre que ce résultat fut possible grâce à la performance financière particulièrement remarquable d’ISC dans les années antérieures à 2012.

Néanmoins, les premiers retours positifs de la nouvelle orientation ont commencé à se matérialiser en 2013. En obtenant le financement d’un projet pour trois soumissions à l’appel CORE 2013 du FNR (taux de réussite de 33%), ISC a démontré sa capacité à sélectionner les initiatives internes les plus prometteuses et à y affecter prioritairement des ressources afin de ne pas disperser ses moyens. Conformément à sa stratégie, le département ne s’est pas limité à des projets à caractère principalement scientifique. Après plusieurs mois de négociations, un projet d’innovation dans le domaine de l’analyse de données liées au commerce électronique s’est concrétisé avec une entreprise luxembourgeoise, avec le


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support de Luxinnovation et du Ministère de l’Economie. Des négociations avec deux autres partenaires privés sont en cours pour lancer des projets dans ce même cadre.

L’ image du département, au niveau international, a aussi commencé à refléter son repositionnement. Plusieurs publications furent ainsi acceptées dans des conférences internationales portant sur l’analyse et la visualisation de données (p.ex. Eurovis, InfoVis, Visualization and Data Analysis). Des membres du département furent invités à participer au comité scientifique de telles conférences ainsi qu’à des jurys de thèse de doctorat. Depuis de septembre 2013, ISC accueille, pour un an, une scientifique invitée spécialisée en « Visual Data Mining ».

Enfin, la reconnaissance internationale s’est aussi concrétisée par l’obtention de l’organisation de la conférence EMISA à Luxembourg en 2014 et par la perspective d’organiser la conférence EGC en 2015.

Dans une optique plus orientée vers les affaires, deux membres d’ISC ont été invités à contribuer au rapport international « Unleashing the Potential of Big Data » coordonné par IBM, l’Université Panthéon-Sorbonne de Paris et la Business School d’Aarhus (Danemark). ISC a également participé à de nombreux événements professionnels pour y diffuser sa nouvelle orientation stratégique (p.ex. Salon Index, ICT Spring) et y nouer des contacts prometteurs avec des entreprises luxembourgeoises et étrangères.

Pour terminer, ISC a initié une collaboration avec le département EVA pour concevoir des outils de fouille visuelle et interactive de données environnementales. Ce projet constitue un excellent exemple de développement de synergies interdisciplinaires qui pourraient constituer un avantage compétitif non négligeable à l’avenir pour le Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST).

Chiffres clés





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O. Parisot, P. Bruneau, Y. Didry, T. Tamisier :« User-driven data preprocessing for decision support », publié dans les actes de la « 10th International Conference on Cooperative Design, Visualization, and Engineering (CDVE 2013) », 23-25 septembre 2013, Alcudia, Espagne, 2013.

Y. Gabillon, N. Biri, B. Otjacques :« Methodology to integrate multi-context UI variations into a feature model », publié dans les actes de « MAPLE/SCALE 2013: 5th International Workshop on Model-driven Approaches in Software Product Line Engineering; 4th Workshop on Scalable Modeling Techniques for Software Product Lines at SPLC 2013: 17th International Software Product Line Conference: Workshop », 26-30 août 2013, Tokyo, Japon, 2013.

Y. Gabillon, S. Lepreux, K.M. De Oliveira :« Towards ergonomic user interface composition: a study about information density criterion », publié dans les actes de la « 15th International Conference on Human-Computer Interaction (HCI International 2013) », Las Vegas, Nevada, Etats-Unis, 21-26 juillet 2013, paru dans « Lecture Notes in Computer Science 8004 », pp. 211-220, 2013.

T. Tamisier, P. Karski, F. Feltz :« Visualization of unit and selective regression software tests », publié dans les actes de la « 10th International Conference on Cooperative Design, Visualization, and Engineering (CDVE 2013) », 23-25 septembre 2013, Alcudia, Espagne, 2013.

P. Bruneau, B. Otjacques :« An interactive, example-based, visual clustering system », publié dans les actes de la « 17th International Conference on Information Visualisation: 2nd International Symposium on Advances in Interactive and Visual Data Clustering (iV2013 – AIVDAC 2013) », 15-18 juillet 2013, Londres, Royaume-Uni, pp. 168-173, 2013.

O. Parisot, Y. Didry, T. Tamisier, B. Otjacques :« Using clustering to improve decision trees visualization », publié dans les actes de la « 17th International Conference on Information Visualisation: 2nd International Symposium on Advances in Interactive and Visual Data Clustering (iV2013 – AIVDAC 2013), », 15-18 juillet 2013, Londres, Royaume-Uni, pp. 186-191, 2013.

PUBLICATIONS MAJEURES


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CAMOMILLE, un projet ultracompétitif

En 2013, la participation du département ISC au projet européen CAMOMILLE (programme CHIST-ERA) a été retenue après un processus de sélection particulièrement compétitif (taux d’acceptation des soumissions : 6/46). Le consortium Camomille est coordonné par le laboratoire LIMSI du CNRS à Orsay. Outre le département ISC, il inclut l’Université ITU d’Istanbul, l’Université Polytechnique de Catalogne à Barcelone, le laboratoire LIG du CNRS à Grenoble et l’Institut IMMI (regroupant le CNRS, l’Université RWTH et l’Institut KIT).

Ce projet porte sur l’annotation collaborative de « documents 3M », c’est-à-dire multimodaux, multimédia et multilingues. Pour être véritablement exploités, ces documents, souvent disponibles en grande quantité, doivent être annotés. Malheureusement, le coût de cette opération s’avère souvent prohibitif. En effet, chaque modalité (image, son, texte, etc.) présente ses spécificités

et nécessite son propre niveau d’abstraction. L’idée maîtresse du projet CAMOMILLE consiste donc à concevoir un cadre conceptuel permettant de supporter l’annotation collaborative de documents 3M et à en dériver un prototype logiciel.

ISC apporte au consortium son expertise en matière de visualisation. Le défi consiste à concevoir des représentations interactives et intuitives de données temporelles hybrides multi-échelles. Celles-ci doivent permettre de visualiser simultanément les différents niveaux d’annotation correspondant aux différents types de contenu. L’objectif est de faciliter l’évaluation des algorithmes d’annotation en permettant des transitions fluides entre les visualisations de leur comportement global, de la distribution des erreurs qu’ils peuvent produire ou de phénomènes locaux. Ces représentations doivent aussi aider à comparer les performances des algorithmes en calculant et en visualisant les différences et similitudes de leurs résultats.

FOCUS

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13

SAM

P42 3. Département « Science et Analyse des Matériaux »



P48 3.1. Unité « Analyse des Matériaux »

P50 3.2. Unité « Instrumentation Scientifique »

P52 3.3. Unité « Traitement de Surface »

P54 3.4. Unité « Génie des Nanomatériaux »

P56 3.5. Unité « Matériaux Ferroïques Multifonctionnels »


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DÉPARTEMENT « SCIENCE ET ANALYSE DES MATÉRIAUX »

03

RA

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Visite du Dr Simon P. Worden, Directeur de l’AMES Research Center (NASA)


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Le département « Science et Analyse des Matériaux » (SAM) est un laboratoire qui a, à la fois, une vocation de recherche, fondamentale et appliquée, et de service. Il accompagne ainsi plusieurs dizaines de partenaires, industriels et académiques, dans leurs recherches et leurs développements technologiques en matière de R&D des matériaux et des surfaces.

Créé en 1992, le département SAM est devenu un laboratoire de référence dans les domaines :

de la caractérisation des matériaux, des surfaces et interfaces. SAM dispose d’un parc instrumental de pointe, piloté par des scientifiques hautement spécialisés, qui permet de caractériser tout type de matériau jusqu’à l’échelle du nanomètre ;

des traitements de surface innovants, permettant, par exemple, de traiter et de fonctionnaliser des surfaces et de déposer des couches minces à propriétés mécaniques, chimiques, optiques ou électroniques, optimisées ;

de la conception et du développement d’instruments scientifiques. Ses scientifiques de haut niveau, spécialistes des techniques de l’ultravide, de l’optique électrostatique et de la physique des plasmas, développent des instruments analytiques uniques et des techniques de traitement de surface sur mesure, directement transférables dans l’industrie.

Afin de compléter son offre, le département a mis en place, en 2009, une unité spécialisée dans le développement de nouveaux nanomatériaux. Les applications visées sont essentiellement industrielles, médicales et environnementales. Fin 2012, le département a initié des travaux de mise en place d’une nouvelle unité active dans le domaine des matériaux multiferroïques. Elle se développe suivant trois axes stratégiques : les piézoélectriques sans plomb, l’électronique de parois de domaine et les photoferroélectriques.

Le département SAM permet à ses partenaires industriels et académiques d’accéder à des plates-formes techniques ultraspécialisées et de bénéficier de l’expertise d’une équipe multidisciplinaire de spécialistes en science des matériaux. Il offre une large gamme de prestations pour accompagner les industries et les acteurs de la recherche, fondamentale et appliquée, dans tous leurs projets de R&D des matériaux et surfaces, de développements technologiques, mais aussi dans leurs problématiques quotidiennes liées aux matériaux.

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13


L’année 2013 a été une nouvelle année riche pour le département avec des nombreux projets en partenariat avec des acteurs académiques et industriels, en couvrant toute la chaîne de l’innovation, allant de la recherche fondamentale orientée et la recherche appliquée aux applications et transferts technologiques.

Pour l’unité « Génie des Nanomatériaux », l’année fut marquée par des réalisations scientifiques et technologiques majeures issues de ses deux axes R&D, à savoir la synthèse de nano-objets multiphasés et les nanomatériaux transparents conducteurs. Parmi ces réalisations, il faut retenir :

la synthèse de système « protocell » permettant la co-encapsulation de substances actives hydrophiles et hydrophobes ;

la réalisation de systèmes électroniques permettant la croissance et l’adhésion sélective de cellules neuronales. Deux brevets sont en cours de dépôt ;

l’auto-assemblage de nanoparticules métalliques et métal-oxydes périodiquement dispersées en surface (ACS Nano).

L’unité s’est également distinguée en décrochant le financement du projet européen FP7 FutureNanoNeeds.

L’unité « Traitement de Surface » articule ses activités R&D autour de trois axes qui sont l’ingénierie des interfaces actives, les revêtements multifonctionnels et le développement des procédés par plasma froid. En 2013, deux projets majeurs, soutenus par le FNR, SURFAMINE et OPTICLEAN, se sont achevés. Dans le premier, une méthode de dépôt par plasma a été mise au point et a conduit à la réalisation d’un film pouvant changer de couleur en fonction de stimuli extérieurs comme un environnement gazeux spécifique. Deux brevets ont été déposés dans ce cadre. Le second projet a permis la mise au point d’un revêtement catalytique et son transfert à l’échelle d’un prototype industriel. Un transfert de technologies vers trois sociétés européennes est à l’étude.

L’unité « Instrumentation Scientifique » s’est focalisée sur la microscopie corrélative, en combinant études plus fondamentales aux niveaux des interactions particules-matière, du développement instrumental, ainsi que des applications dans les domaines des matériaux et des sciences de la vie. Trois projets s’intéressent particulièrement à la combinaison de la spectrométrie


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de masse avec trois techniques microscopiques à très haute résolution spatiale :

la microscopie électronique à transmission ;

la microscopie à ions hélium ;

la microscopie à force atomique.

Ces trois projets phares sont menés en collaboration avec les fabricants d’instruments, tous leaders mondiaux des techniques considérées (FEI, Carl Zeiss, Cameca).

Les membres de l’unité « Matériaux Ferroïques Multifonctionnels » créée fin 2012 ont poursuivi la mise en place des infrastructures nécessaires au développement des trois axes stratégiques de l’activité : les piézoélectriques sans plomb, l’électronique de parois de domaine et les photoferroélectriques. Ainsi, un des premiers dispositifs européens couplant des mesures à force atomique (AFM) et de spectroscopie Raman a été mis en place, tout comme un laboratoire opto-diélectrique permettant l’analyse fine de matériaux. Un moment fort de l’année a été l’obtention d’un prestigieux projet PEARL du FNR qui permettra d’accélérer le démarrage de cette nouvelle activité.

Enfin, l’unité « Analyse des Matériaux » a effectué des prestations de support analytique pour les différentes unités des départements SAM et EVA, pour plusieurs partenaires académiques, ainsi que pour des industries luxembourgeoises ou internationales. En parallèle, l’équipe a continué à développer des méthodologies et des protocoles analytiques répondant aux défis posés par les problématiques en matériaux et en sciences de la vie, faisant appel au savoir-faire et aux équipements de l’unité.

Chiffres clés





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133.1

UNITÉ « ANALYSE DES MATÉRIAUX »

Grâce à ses instruments de pointe, manipulés par des scientifiques hautement spécialisés, l’unité « Analyse des Matériaux » (UAM) est capable de caractériser tout type de matériau et de surface, quelles que soient leur nature (métal, céramique, verre, polymère, composite, semi-conducteur, biologique, etc.) ou leur forme (solide ou liquide, composite, couches fines ou épaisses, poudres, etc.). L’unité propose également son expertise dans les domaines des sciences des matériaux, de la chimie ou encore de la physique et possède une gamme complète d’outils d’interprétation de données et d’évaluation qui permettent de traiter tous les aspects de la caractérisation des matériaux, des surfaces et des interfaces.

Cette caractérisation est réalisée par des instruments tels que des spectromètres de masse à ions secondaires (SIMS) dynamique et statique, des spectromètres d’électrons Auger et de photoélectrons rayon X (AES-XPS), des microscopes électroniques en transmission (TEM), des microscopes électroniques à balayage (SEM), un diffractomètre de rayons X (XRD), des microscopes à sonde locale (SPM), un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et des spectromètres de masse haute résolution en se servant des techniques d’ionisation variées (ESI, APCI, NSI, AP-MALDI ou des sources d’ions à base de plasma).

En 2013, les activités de l’unité ont porté sur :

le support analytique avancé proposé aux clients internes et externes, ainsi qu’aux partenaires académiques et industriels : analyse quotidienne, méthodes analytiques conçues pour des besoins spécifiques ou encore expertise dans l’interprétation des données en rapport avec tout type de matériau. En 2013, cette activité a entraîné plus de 510 études, correspondant à 1700 jours d’analyse ;

le développement proactif et à la demande de nouvelles méthodologies, stratégies et approches pour relever de nouveaux défis analytiques. Depuis la création de l’unité, l’amélioration de ses capacités analytiques reste un objectif constant.

En 2013, les principaux bénéficiaires des activités de l’unité ont été les autres unités de recherche du département SAM, mais aussi des centres de recherche industriels au Luxembourg et dans le monde entier, ainsi que la communauté scientifique dans les domaines des sciences des matériaux (p.ex. l’Université du Luxembourg, CRP Henri Tudor, Institut Jean Lamour (F)) et de la biologie (p.ex. le département EVA du CRP - Gabriel Lippmann, CRP - Santé).


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Deux workshops à succès !

L’année 2013 a été marquée par l’organisation conjointe par les unités « Analyse de Matériaux » et « Instrumentation Scientifique » de deux workshops dédiés pour l’un à l’interaction particules – surfaces, et pour l’autre à la nano-analyse SIMS.

Le workshop « Particle – Surface Interactions: from surface analysis to materials processing » fut organisé en juin 2013 à Luxembourg-Ville pour rassembler des chercheurs travaillant sur l’interaction des particules avec la surface dans la gamme d’énergie du eV au keV. Avec plus de 80 participants de 19 pays répartis sur le monde entier (Europe, Etats-Unis, Japon, Australie, etc.), l’objectif initial de 50 participants fut largement dépassé. Les 43 communications orales et 27 posters portaient sur la spectrométrie de masse des ions secondaires, la microscopie ionique à hélium, la spectrométrie de diffusion d’ions à faible énergie, la modification de surfaces par des ions ainsi que les traitements par voie plasma. Les discussions scientifiques ont créé de nouvelles

relations entre différentes communautés ouvrant ainsi de nouvelles perspectives de collaborations.

Le workshop NanoSIMS est, quant à lui, un événement international dont l’objectif est de permettre aux utilisateurs de se rencontrer pour partager leur expérience sur la microsonde ionique. La troisième édition s’est déroulée au Cercle Cité à Luxembourg avec le support du FNR et celui du fabricant Cameca. Plus de 70 participants venant du monde entier (Harvard, EPFL, Oxford, etc.) y ont pris part. Le programme scientifique établi par le département SAM a permis d’aborder tant les aspects fondamentaux et instrumentaux que les applications. Près de la moitié des exposés portait aussi bien sur la détection des éléments légers que sur les performances instrumentales nécessaires pour la mesure des rapports isotopiques. L’autre moitié des exposés était focalisée sur la recherche en biologie, aussi bien médicale que microbiologique. Pour clôturer le workshop, une visite du CRP - Gabriel Lippmann a permis aux conférenciers et participants de découvrir la plate-forme analytique de SAM ainsi que l’activité développement instrumental.

FOCUS

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133.2

UNITÉ « INSTRUMENTATION SCIENTIFIQUE »

L’unité a pour objectif le développement d’instrumen-tations scientifiques basées sur des faisceaux de par-ticules chargées. Les champs d’application visés pour cette instrumentation sont la nano-imagerie, la nano-analyse et la nano-fabrication. L’axe de recherche prin-cipal se situe dans le domaine de la microscopie corré-lative. L’objectif consiste à développer des techniques ainsi que les instruments y relatifs permettant de réa-liser des nano-analyses combinant une excellente réso-lution spatiale (< 1nm) avec une très haute sensibilité élémentaire/chimique (pouvant aller jusqu’au ppm).

Les projets phares dans ce contexte sont PIES, HIM-SIMS et SIMS-SPM. Tandis que PIES et HIM-SIMS combinent la spectrométrie de masse d’ions secondaires (SIMS) avec la microscopie électronique à transmission (TEM) pour le premier, et la microscopie à ions hélium (HIM) pour le second, le projet SIMS-SPM couple la technique SIMS avec les techniques de microscopie à champ proche (SPM). Ces trois projets visent à développer les connaissances de base nécessaires au niveau interactions particule-matière, des instruments prototypes ainsi que les applications en faisant notamment des démonstrations du concept sur des problématiques innovantes en

science des matériaux et en sciences de la vie. Ces projets sont réalisés en partenariat avec les acteurs de renommée mondiale que sont Zeiss, FEI et Cameca.

Dans le cadre de ses développements instrumentaux dans le domaine de la microscopie corrélative, l’équipe a développé un spectromètre de masse très compact tout en ayant des performances remarquables (résolution en masse et transmission très élevée). Ce spectromètre, qui a fait l’objet de deux dépôts de brevets, est également valorisé dans le cadre d’autres projets. Il équipera notamment un outil de mesure dédié à l’hydrologie résultant d’une collaboration multidisciplinaire entre des chercheurs de l’unité et du département EVA.

En parallèle à ces développements instrumentaux, l’unité a mené des études à caractère plus fondamental en amont de futurs développements instrumentaux dans le domaine des interactions entre des particules ayant des énergies entre quelques eV et quelques dizaines de keV et des surfaces. Ces études ont été réalisées aussi bien avec des approches expérimentales qu’avec des modélisations de type Monte Carlo, Dynamique Moléculaire et DFT.


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Un projet pilote dans le cadre du programme « Proof of Concept »

Dans le cadre de ses développements instrumentaux dans le domaine de la microscopie corrélative, l’équipe a développé un spectromètre de masse très compact tout en ayant des performances remarquables (résolution en masse et transmission très élevée). Ce spectromètre, qui a fait l’objet de deux dépôts de brevets, est principalement utilisé sur différents instruments servant à la microscopie, mais il est également valorisé dans le cadre d’autres projets. Il équipe notamment un outil de mesure baptisé « FIELDSPEC » dédié à l’hydrologie résultant d’une collaboration multidisciplinaire entre chercheurs des départements SAM et EVA.

Le projet FIELDSPEC vise une nouvelle génération de spectromètres de masse à taille réduite pour la détection à une fréquence temporelle élevée d’isotopes stables sur le terrain. De telles analyses chimiques, à haute fréquence temporelle, sont supposées apporter des réponses aux questions fondamentales de l’hydrologie expérimentale, dont notamment la façon dont les bassins-versants retiennent l’eau sur de longues périodes, avant de la relâcher rapidement au cours d’un épisode de pluie.

Le cahier des charges prévoit notamment que l’instrument doit avoir une résolution de masse suffisamment élevée afin d’éliminer tout risque d’interférences et de garantir une précision optimisée sur les mesures isotopiques. Cette résolution en masse, tout comme les autres performances visées de l’instrument FieldSpec, ont pu être démontrées à l’aide d’un premier prototype fonctionnant au laboratoire.

Cette démonstration des performances en laboratoire combinée au potentiel intéressant de l’instrument FieldSpec en hydrologie, mais également dans plusieurs autres domaines d’applications, a mené à la mise en place d’un projet pilote dans le cadre du nouveau programme « Proof of Concept » lancé par le Fonds National de la Recherche. Dans le cadre de ce projet, des chercheurs des unités « Instrumentation scientifique » et « Changement global et cycle de l’eau » vont développer la version FieldSpec dédiée à des mesures sur le terrain. Des tests de précision et de robustesse du prototype, notamment dans des conditions météorologiques extrêmes, seront bientôt réalisés en vue de la mise en oeuvre de futures applications en hydrologie.

SUCCESS STORY

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133.3

UNITÉ « TRAITEMENT DE SURFACE »

L’unité articule ses activités dans le cadre de recherches compétitives et contractuelles suivant trois axes de recherche et de développement qui sont : l’ingénierie des interfaces actives, les revêtements multifonctionnels et le développement de nouveaux procédés de traitement de surface par plasma froid.

Dans le domaine de l’ingénierie des interfaces actives, les technologies plasma à pression atmosphérique sont favorisées. Elles sont utilisées pour déposer sur tout type de substrats (métallique, céramique ou polymère), des films organiques ou inorganiques de quelques dizaines de nanomètres contenant une fonction chimique capable de générer des liaisons covalentes stables et durables. Grâce à cette approche, en 2013, l’unité a mis au point plusieurs films qui ont permis de réussir des adhésions entre différents systèmes comme métal-polymère, verre-polymère ou polymère-polymère.

La synthèse de revêtements multifonctionnels fait appel à des technologies de dépôts par voie physique ou chimique assistées par plasma qui peuvent être mises en œuvre dans des installations sous vide ou à la pression atmosphérique. L’épaisseur des revêtements peut varier de quelques dizaines de nanomètres à quelques microns. Les performances fonctionnelles des revêtements sont obtenues grâce au contrôle des tailles de grain à l’échelle nanométrique, de la composition chimique et de la densité de crystallites dans la matrice. En 2013, ce savoir-faire a permis de développer des revêtements avec de hautes performances en usure et en résistance à la température.

Différents prototypes ont été mis au point dans le cadre de projet afin de montrer la faisabilité des traitements de surface plasma sur des produits manufacturés. Par exemple, l’unité a ainsi continué à implémenter une installation pour le traitement de câbles métalliques ou polymères en continu. En 2013, il a aussi équipé un robot 6 axes d’une installation plasma atmosphérique pour le traitement de pièces complexes.

Durant cette année, l’unité a terminé deux projets soutenus par le FNR, SURFAMINE et OPTICLEAN. Dans le premier, une méthode de dépôts par plasma a été mise au point et a conduit à la réalisation d’un film pouvant changer de couleur en fonction d’un stimulus extérieur comme un environnement gazeux spécifique. Cette méthode a donné lieu au dépôt d’un brevet et à la diffusion de plusieurs publications scientifiques. Ces résultats devraient maintenant trouver des applications dans le domaine de l’emballage intelligent et dans le domaine de la métrologie. Le second projet, réalisé en partenariat avec un équipementier en technologie plasma, a permis la mise au point d’un revêtement catalytique et de son transfert à l’échelle d’un prototype industriel. En 2014, des essais de faisabilité sur des pièces commerciales sont déjà prévus pour un possible transfert vers trois sociétés européennes.

L’unité mène donc à la fois des activités de recherche contractuelle en partenariat avec des industriels, essentiellement au Luxembourg, et un travail de dissémination de ses résultats à l’échelle internationale. Cette année, on peut souligner que dans les bases de données internationales (SCOPUS), elle est reconnue comme l’équipe ayant le plus publié durant les cinq dernières années dans le domaine des dépôts par plasma atmosphérique. Plusieurs de ces publications font déjà l’objet de citations. Cet effort de diffusion a permis à l’unité d’initier des échanges de chercheurs avec d’autres laboratoires. En 2013, un échange réciproque de chercheurs a été organisé avec l’Université de Bari en Italie.


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Un procédé innovant et breveté !

Le projet SURFAMINE, projet FNR CORE 2009 associant les unités de « Traitement de surface » et de « Plantes, alimentation et nutrition » du centre, ainsi que l’équipe du Prof. K. Heinze de l’Université de Mayence, le centre d’innovation d’Eurofoil et d’ArcelorMittal Belgique, a permis le développement de couches nanocomposites pour la détection d’amines volatiles grâce à un procédé innovant de dépôt plasma à pression atmosphérique. Le suivi des amines volatiles, formées simultanément avec les amines biogéniques (putrescine, cadavérine, etc.) lors de la dégradation microbienne de denrées riches en protéines, pour vérifier la qualité de certains produits alimentaires (poisson, viande, etc.), représente un enjeu important sur le plan sanitaire.

Au cours du projet SURFAMINE, des métallo-porphyrines, qui sont des macromolécules ayant la propriété de changer de couleur lors de leur complexation avec différents ligands tels que les

amines volatiles, ont été immobilisées dans une matrice polysiloxane mésoporeuse déposée par une nouvelle méthode plasma. Exposés à des vapeurs d’amines volatiles, les dépôts réalisés présentent un déplacement de leurs bandes d’absorption pour des concentrations inférieures à 10 ppm. Une nouvelle génération de métalloporphyrines, offrant une meilleure sélectivité et de plus larges changements de couleur, a également été développée dans le cadre du projet et incorporée dans les dépôts plasma.

La méthode originale de dépôt plasma atmosphérique, qui n’est pas spécifique aux métalloporphyrines et peut être adaptée pour la détection d’autres espèces, a fait l’objet d’une délivrance de brevet en 2013 dans plusieurs pays européens et a été présentée dans cinq articles publiés. D’autres essais, impliquant l’immobilisation de molécules cages (cyclodextrines), ont notamment permis de revêtir des microrésonateurs optiques pour la détection ultrasensible et très rapide d’espèces biochimiques.

SUCCESS STORY

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13UNITÉ « GÉNIE DES NANOMATÉRIAUX »

3.4

Des réalisations importantes issues des deux axes stratégiques de l’unité illustrent l’équilibre entre :

une recherche amont de qualité orientée vers les applications ;

une communication de ces résultats dans des publications à fort impact ;

une protection stratégique de son savoir-faire.

Ainsi, le nombre de brevets déposés par les chercheurs a augmenté de deux unités. Ces brevets ont trait à la croissance sélective de cellules neuronales et leur différentiation en neurones sur des nanocouches de systèmes électroniques. Comme détaillé dans la « Success story » de l’unité, l’intensification de ses activités de recherche vers l’ingénierie de nano-objets multiphasés pour les applications médicales dites « théranostiques » (combinaison de thérapie, i.e. délivrance microdosée de substances actives, et de diagnostic) s’est montrée très efficiente. En effet, l’unité a démontré un contrôle unique en Europe

de la synthèse de « protocells », une architecture nanométrique combinant une « cage d’encapsulation de médicaments » et une « protection lipidique » similaire à celle des cellules humaines. L’ensemble de ces activités « témoins » est complété par la conduite de nombreux projets de recherche compétitive et contractuelle (nationaux et européens dans les deux cas).

Lors de l’année 2013, le Fonds National de la Recherche du Luxembourg a également sélectionné un candidat européen, le Dr César Pascal Garcia pour l’obtention d’une bourse de projet ATTRACT sur 5 ans. Le projet, accueilli au sein de l’unité, est en relation étroite avec ses développements stratégiques, et notamment l’utilisation des nanotechnologies pour les applications biomédicales. Ce projet d’envergure débutera en février 2014 avec pour objectif majeur de démontrer la fabrication et le contrôle de microcellules électrochimiques couplées à des techniques de détection rapide permettant l’intégration d’un laboratoire sur puce destinée au criblage précis et sensible de biomarqueurs. Ce dispositif peut représenter une rupture technologique majeure dans les outils de diagnostic in vitro.


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Un savoir-faire « Made in Luxembourg »

Le marché du médicament est aujourd’hui en phase d’être révolutionné, non pas par la découverte de nouvelles molécules actives, mais par l’utilisation des nanotechnologies permettant la vectorisation ciblée des molécules actives. Ces nouveaux matériaux doivent permettre d’accroître l’efficacité thérapeutique des principes actifs tout en diminuant d’éventuels effets secondaires. Ces dispositifs trouvent notamment (mais pas exclusivement) tout leur intérêt dans le traitement anticancéreux. Aujourd’hui, de nombreux « nanocargos » ont d’ores et déjà été développés et certains sont aujourd’hui déjà utilisés en clinique. Cependant, chaque médicament nécessite le développement d’un « nano-cargo » spécifique. Ainsi, la vectorisation de cocktail de médicaments, pourtant décrit comme très efficace dans le traitement anticancéreux, reste un défi majeur. En sus d’une efficacité thérapeutique améliorée par le ciblage, l’accent a été mis sur l’utilisation de nanoparticules capables de traiter les patients et d’établir un diagnostic clair de la maladie via la co-encapsulation d’agents de contraste.

Au CRP - Gabriel Lippmann, l’unité « Génie des Nanomatériaux » s’est intéressée aux nanoparticules de silices mésoporeuses (MSNPs). Les MSNPs sont biocompatibles et capables d’adsorber une large gamme de molécules aux propriétés

physico-chimiques très différentes. Elles peuvent également être chargées en agent de contraste moléculaire et particulaire ainsi qu’en cocktail de médicaments. Ces propriétés en font un objet idéal pour le développement d’une nanoplate-forme théragnostique.

Afin d’accroître la biodisponibilité des objets développés et de se prémunir contre toute fuite précoce de principes actifs, les systèmes sont aujourd’hui recouverts d’une bicouche lipidique, un des constituants cellulaires. Ces objets hybrides lipide-MSNPs sont appelés « protocells ». Cette bicouche permet non seulement de contrôler l’ouverture des pores des structures, mais également d’augmenter l’accumulation des nanocargos dans la tumeur. L’unité a également montré que cette couverture lipidique permet d’accroî tre la biocompatibilité de ses objets en préservant l’intégrité des érythrocytes (globules rouges) lors de l’utilisation d’une très forte concentration de nanoparticules.

Aujourd’hui, les travaux sont focalisés sur l’encapsulation de cocktail de médicaments pour le traitement du glioblastome, qui reste aujourd’hui un des cancers dont le pronostic vital est le plus faible. Ces travaux sont menés à bien en collaboration avec le CRP - Santé et la pharmacie hospitalière du Centre Hospitalier de Luxembourg.

SUCCESS STORY

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13

L’unité travaillant sur les matériaux multiferroïques, créée fin 2012, a poursuivi la mise en place des infrastructures nécessaires au développement des trois axes stratégiques de l’activité :

piézoélectriques sans plomb ;

l’électronique de parois de domaine ;

les photoferroélectriques.

Ainsi, un des premiers dispositifs européens couplant des mesures à force atomique (AFM) et de spectroscopie Raman a été mise en place, tout comme un laboratoire opto-diélectrique permettant l’analyse fine de propriétés ferroélectriques, piézoélectriques, etc., notamment sous illumination par différentes longueurs d’onde de lumière.

Dans le courant de l’année, les trois premières thèses de doctorat ont débuté. Ces travaux ont notamment permis d’étudier en détail l’effet de la lumière sur le matériau multiferroïque modèle, le ferrite de bismuth, permettant d’en tirer les conclusions sur la structure électronique.

Un moment fort de l’année a été l’obtention d’un prestigieux projet PEARL du FNR qui permettra d’accélérer le démarrage de cette nouvelle activité.

UNITÉ « MATÉRIAUX FERROÏQUES MULTIFONCTIONNELS »

3.5


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Dispositif couplant des mesures à force atomique (AFM) et de spectroscopie Raman

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13PUBLICATIONS MAJEURES

N.D. Boscher, D. Duday, S. Verdier, P. Choquet :« Single-step process for the deposition of high water contact angle and high water sliding angle surfaces by atmospheric pressure dielectric barrier discharge », publié dans « ACS Applied Materials and Interfaces 5 », pp. 1053-1060, 2013 (FI : 5.008).

L.M. Daniels, M. Weber, M.R. Lees, M. Guennou, R.J. Kashtiban, J. Sloan, J. Kreisel, R.I. Walton :« Structures and Magnetism of the Rare-Earth Orthochromite Perovskite Solid Solution LaxSm1-xCrO3 », publié dans « Inorganic Chemistry 52 », pp. 12161-12169, 2013 (FI : 4.593).

A. Georgantzopoulou, Y.L. Balachandran, P. Rosenkranz, M. Dusinska, A. Lankoff, M. Wojewodzka, M. Kruszewski, C. Guignard, J.N. Audinot, S. Girija, L. Hoffmann, A.C. Gutleb :« Ag nanoparticles: size- and surface-dependent effects on model aquatic organisms and uptake evaluation with NanoSIMS », publié dans « Nanotoxicology 7 », pp. 1168-1178, 2013 (FI : 7.844).

P. Heier, C. Förster, D. Schollmeyer, N. Boscher, P. Choquet, K. Heinze :« aa- and aß- Zinc-meso-A2B2-tetraarylporphyrins with large optical responses to triethylamine », publié dans « Dalton Transactions 42 », pp. 906-917, 2013 (FI : 3.806).

D.S. Keeble, E.R. Barney, D.A. Keen, M.G. Tucker, J. Kreisel, P.A. Thomas :« Bifurcated polarization rotation in bismuth-based piezoelectrics », publié dans « Advanced Functional Materials 23 », pp. 185-190, 2013 (FI : 9.765).


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D.S. Keeble, F. Benabdallah, P.A. Thomas, M. Maglione, J. Kreisel :« Revised structural phase diagram of (Ba0.7Ca 0.3TiO3)-(BaZr0.2Ti0.8O3) », publié dans « Applied Physics Letters 102 », art. no. 092903, 2013 (FI : 3.794).

M. Moreno-Couranjou, A. Manakhov, N.D. Boscher, J.J. Pireaux, P. Choquet :« A novel dry chemical path way for diene and dienophile surface functionalization toward thermally responsive metal-polymer adhesion », publié dans « ACS Applied Materials and Interfaces 5 », pp. 8446-8456, 2013 (FI : 5.008).

P. Philipp, Q.K. Ngo, M. Shtein, J. Kieffer, T. Wirtz :« Ag-organic layered samples for optoelectronic applications: interface width and roughening using a 500 eV Cs+ probe in dynamic secondary ion mass spectrometry », publié dans « Analytical Chemistry 85 », pp. 381-388, 2013 (FI : 5.695).

V. Suresh, M.S. Huang, M.P. Srinivasan, S. Krishnamoorthy :« In situ synthesis of high density sub-50 nm zno nanopatterned arrays using diblock copolymer templates », publié dans « ACS Applied Materials and Interfaces 5 », pp. 5727-5732, 2013 (FI : 5.008).

V. Suresh, S. Madapusi, S. Krishnamoorthy :« Hierarchically built hetero-superstructure arrays with structurally controlled material compositions », publié dans « ACS Nano 7 », pp. 7513-7523, 2013 (FI : 12.062).

60


13

ORG

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62


ORGANISATION

04

RA

13ORGANISATION

CONSEIL D’ADMINISTRATION

PrésidentHubert JACOBS VAN MERLEN

Vice-présidentGeorges BOURSCHEID

TrésorierArthur PHILIPPE

SecrétaireJacques HOFFMANN

MembresLéon DIEDERICHJean-Marie HAENSELHeike POIGNANDGregory SAEULGeorges THIELENLéon WIETOR

Commissaire du GouvernementPierre DECKER

DIRECTION

DirecteurFernand REINIG

04

ORGANISATION

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ORGANISATION

DÉPARTEMENT ADMINISTRATIF ET TECHNIQUE

Responsable du département Michèle de POURCK

Service comptabilitéAlain DEPAIRON, Sylvianne BRÜLS, Coralie DONNET, Corinne LATTANZIO, Carole SCHEIL

Service gestion de projetsMarguerite AUBERGER, Michèle BARTUCCI, Véronique BECKER, Laurence BROGI, Clarie FOURCAULT, Geoffrey MARAIS, Coralie MATHIVET, Christine SCHILDKNECHT, Mireille THIL

Service achatsAlexandre CHATEAU‑DUCOS, Etienne HOUX, Julie SUTTER

Service secrétariat & documentationCatherine BODELET, Mariana BURGUN, Sabrina CAILLET, Alexis DE COL, Valérie KIHN, Lydia MOULDEN, Vanessa PEARDON

Service juridiqueChristine MELON, Alexandra PAOLUCCI, Caroline ROCH

Responsable unité ressources humaines & communication Stéphane KUCHARCZYK

Service ressources humaines Angélique GOBIN, Joséphine AYROLES, Cédric BOUARABA, Morgane DENNY, Catherine KAIVERS, Stéphanie LUCADELLO, Rémi RICHER, Emilie ZIMER

Service communication Olivier MARQUIS, Alexandra DOBROWOLSKI, Marie MARON, Lindsey STOKES

Responsable unité systèmes d’information & organisation Christian ANESE

Service exploitation, supervision & bureautique Bernard PERBAL, Stéphane LEGER, Michel POLEUR, Michel WEINACHTER

Service HPCMarkus JONAS

Service études & développements Emmanuel DENOYELLE, Mathieu BARREAU, Ilham ESSLIMANI, Jonathan PIEC

Service infrastructures Nicolas CREMONESI, Francis RODICQ

Service sécurité Dominique ROBINET

Service qualité Jérôme GEORGES

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ORGANISATION

04

RA

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DÉPARTEMENT ENVIRONNEMENT ET AGRO-BIOTECHNOLOGIES

Chef de départementLucien HOFFMANN

Responsables d’unitéTorsten BOHN, Henry-Michel CAUCHIE, Laurent PFISTER

Responsables de plate‑formeCédric GUIGNARD, Jenny RENAUT, Ivonne TREBS

Chefs de projetMarco BEYER, Philippe DELFOSSE, Luc ECTOR, Danièle EVERS, Fabrizio FENICIA, Arno GUTLEB, Jean-François HAUSMAN, Christophe HISSLER, Andreas KREIN, Kaniska MALLICK, Patrick MATGEN, Thomas SCHLEEH, Martin SCHLERF, Nicolas TITEUX

ChercheursChristelle ANDRE, Marc BEHR, Sébastien BONOT, Cornelia BUFE, Magdalena CALUSINSKA, Sébastien CAMBIER, Lisette CANTU SALAZAR, Marco CHINI, Antoine CLERMONT, Giovanni CORATO, Alain DOHET, Chiara DORATI, Michael EICKERMANN, Andrew FERRONE, Anastasia GEORGANTZOPOULOU, Nasser GHARBI, Laurent GOURDOL, Gea GUERRIERO, Renaud HOSTACHE, Marie-Caroline JONVILLE, Jürgen JUNK, Julian KLAUS, Kim KNAUER, Sylvain LEGAY, Sébastien LEMAIGRE, Miriam MACHWITZ, Núria MARTINEZ CARRERAS, Lisa MIRANDA MIRANDA, Yehya MOHSEN, Daniel MOLITOR, Maria Helena NOVAIS, Leslie OGORZALY, Matias PASQUALI, Christian PENNY, Francesc SARDA PALOMERA, Gérard SCHMIDT, Tommaso SERCHI, Kjell SERGEANT, Christos SOUKOULIS, Aleksandra SZOPINSKA-MORAWSKA, Adeline TISSIER, Loise WANDERA, Carlos Eduardo WETZEL

DoctorantsOlatz AIZPURUA SAN ROMAN, Aline CHARY, Joana CORTE-REAL, Blandine FAUVEL, Raquel FOLGADO CASADO, Jason FRENTRESS, Max GERHARDS, Xavier GOUX, Anouk KAULMANN, Sebastian KLEIN, Sylvain LEGAY, Sébastien LEMAIGRE, Hanna Leona LOKYS, Youri MARTIN, Frédéric MAYER, Bruno PRINTZ, Anna SCAINI, Michael SCHWAB, Melissa WOODCRAFT

Secrétaire de directionElisabeth CLOT

Chercheurs associésMaria BENLLOCH TINOCO, Malika CHABI CENCI, Shervan GHARARI, Stephen HYLAND, Dmitri KAVETSKI, Biancaelena MASERTI, Isa MONTEIRO BRAS RIBEIRO, Cristina MORAGUES QUIROGA, Alessandra PODDA, Lucia PRUNEDA ALVAREZ, Laura RESTELLI, Gilles ROCK, Robert ROOS, Stephan SCHLAFFER, John SELKER, Peter STILLE, Thomas UDELHOVEN, Anne ZANGERLE

Ingénieurs‑techniciens et techniciensFrançois BARNICH, Emmanuelle COCCO, Delphine COLLARD, Servane CONTAL, Aude CORVISY, Bénédicte DE VOS, Laura GIUSTARINI, Jean François IFFLY, Jérôme JUILLERET, Joëlle LAZIC, Céline LECLERCQ, Audrey LENOUVEL, Lionel L’HOSTE, Mathieu MADAU, Xavier MESTDAGH, Anaïs NOO, Marine PALLEZ, Sébastien PLANCHON, Franz Kai RONELLENFITSCH, Laurent SOLINHAC, Cyrille TAILLIEZ, Boris UNTEREINER, Cécile WALCZAK, Johanna ZIEBEL, Simone ZORZAN

ORGANISATION

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DÉPARTEMENT INFORMATIQUE, SYSTÈMES ET COLLABORATION

Chef de départementFernand FELTZ

Adjoint au chef de départementBenoît OTJACQUES

Chefs de projetPascal BAULER, Nicolas BIRI, Mohammad GHONIEM, Patrik HITZELBERGER, Guy SIMON, Thomas TAMISIER

ChercheursKheira ACEM, Francesco BONGIOVANNI, Albertus BROEKSEMA, Pierrick BRUNEAU, Paulo DA SILVA CARVALHO, Yoanne DIDRY, Yoann GABILLON, Daniel HEINESCH, Peter KARSKI, Fintan MC GEE, Nicolas MEDOC, Olivier PARISOT, Olivier PEDRETTI, Philippe PINHEIRO, Antoine SCHLECHTER, Céline THOMASE

DoctorantsYoucef ABDELSADEK, Paulo DA SILVA CARVAHLO, Claude GANGOLF, Paul Alexandru ISTOAN, Nicolas MEDOC, Céline THOMASE

Chercheur associéLydia BOUDJELOUD

TechnicienNicolas ZIRN

Ingénieurs de rechercheMaël CORNIL, Mickaël STEFAS

ORGANISATION

66


ORGANISATION

04

RA

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DÉPARTEMENT SCIENCE ET ANALYSE DES MATÉRIAUX

Chef de départementJens KREISEL

Responsables d’unitéPatrick CHOQUET, Damien LENOBLE, Tom WIRTZ

Chefs de projetJean-Nicolas AUDINOT, Naoufal BAHLAWANE, Gilles FRACHE, Torsten GRANZOW, Jérôme GUILLOT, Sivashankar KRISHNAMOORTHY, Patrick PHILIPP, Nathalie VALLE

Responsable projets industrielsThierry GIROT

ChercheursRoch Andrzej ANDRZEJEWSKI, Rémi ANINAT, Didier ARL, Peter BARRY, Nicolas BOSCHER, Agnieszka BOTOR-PROBIERZ, Ludovic BRIQUET, Simon BULOU, David DOWSETT, David DUDAY, Santhana Krishnamoorthy ESWARA MOORTHY, Yves FLEMING, Mael GUENNOU, Quang Hung HOANG, Guillaume LAMBLIN, Elodie LECOQ, Iona LUCIU, Petru LUNCA POPA, Rémy MAURAU, Maryline MORENO, Manuel PEREZ JIGATO, Lex PILLATSCH, Bianca Rita PISTILLO, Ekaterina REZUGINA, Lukasz RZEZNIK, Jean-Sébastien THOMANN, Nico VANHOVE, Nimer WEHBE

DoctorantsNohora CAICEDO PANQUEVA, Gaëlle CORNE, Jonathan CREPELLIERE, Olivier DE CASTRO, Philip HEIER, Florian HILT, Olga ISHCHENKO, Arindam JANA, Ben KASEL, Vishal KHETAN, Simon MAHEUX, Rodolphe MAUCHAUFFE, Guillaume NATAF, Sébastien OLIVIER, Vincent ROGE, Moustapha SARR, David SPIRITO, Canan TURGUT, Cédric VANDENABEELE, Marina Sofia VERRUNO, Mads WEBER

Secrétaire de directionCorinne LAVOREL

Ingénieurs, ingénieurs‑analystes et techniciensNoureddine ADJEROUD, Rachid BARRAHMA, Olivier BOUTON, Jean-Baptiste CHEMIN, Nicolas DESBENOIT, Joffrey DIDIERJEAN, Brahime EL ADIB, Asmaa EL MOUL, Mathieu GERARD, Patrick GRYSAN, Esther LENTZEN, Samir MENAOULI, Kevin MENGUELTI, Arnaud MOSCHETTA, Alain ROBERT

ORGANISATION

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DÉLÉGATION DU PERSONNEL

Président Jean François IFFLY

Vice‑présidentNicolas BIRI depuis le 10 décembre 2013Jean-François HAUSMAN jusqu’au 9 décembre 2013

SecrétaireOlivier PEDRETTI

AssesseursFrançois BARNICH depuis le 10 décembre 2013Paulo DA SILVA CARVALHO jusqu’au 9 décembre 2013Laurent PFISTER jusqu’au 9 décembre 2013

Délégué à la sécurité Cédric GUIGNARD depuis le 10 décembre 2013

Délégué à l’égalitéNicolas BIRI jusqu’au 9 décembre 2013Céline LECLERCQ depuis le 10 décembre 2013

SuppléantsThierry GIROT depuis le 10 décembre 2013Paulo DA SILVA CARVALHO depuis le 10 décembre 2013Miriam MACHWITZ depuis le 10 décembre 2013Thomas SCHLEEH depuis le 10 décembre 2013

ORGANISATION

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13

Photos CRP - Gabriel Lippmann Nicolas Bouvy

Layout Rose de claire, design CRP - Gabriel Lippmann

Impression Imprimerie Centrale

© CRP - Gabriel Lippmann 2014

Ce rapport est également disponible sur le réseau internet à l’adresse :

www.lippmann.lu

CRPCentre de Recherche Public - Gabriel Lippmann


41, rue du BrillL- 4422 BELVAUX

tel. (352) 47 02 61 - 1fax (352) 47 02 64

e-mail : [email protected]

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