CRP Centre de Recherche Public
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CRP - Gabriel LIPPMANN - RAPPORT d’activités 2012
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» P34 − 02. Département « Informatique, Systèmes et Collaboration P37 − Présent ation générale P38 − Fai ts marquant s 2012 P42 − Publicat ions majeures P44 − 0 3. Dépa r t emen P47 − t « Scie Pr ésen nc e e t A t a P48 − tion gé nalyse d nérale es Maté Fait s mar q riaux » P50 u an t s 2 − 3.1 . Unit 0 1 P52 2 é«A − nalys P54 3.2. Uni e de s t é − 3.3 Mat é « I ns t r P56 . Un riaux u m i − t e » é n 3 « t ation P58 .4. U Trai t em Sci e ni t é −P e n ub l i nt d « Gé t i f iqu e Su cat e» nie P6 i o ns r f ac des 0− e Nan ma » 04 jeur oma .O es t ér i P6 r au x g a 8− nis » a 25 t io n An s
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12 Introduction
Annonce du regroupement du CRP Henri Tudor et du CRP - Gabriel Lippmann
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introduction
L’annonce, le 19 avril 2012, de l’intention des Conseils d’Administration du CRP - Gabriel Lippmann et du CRP Henri Tudor de regrouper les deux centres au plus tard au 1er janvier 2016 a marqué un tournant dans l’histoire du centre. Cette initiative, élaborée au cours des premiers mois de l’année 2012 en dialogue étroit avec le Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche, est la contribution des Conseils d’Administration des deux centres à la restructuration en profondeur du paysage de la recherche publique au Luxembourg dans les années à venir. Le texte de l’avant-projet de loi portant sur la réorganisation des CRPs a donné un cadre légal pour cette déclaration d’intention en prévoyant dans ses articles 29, 44 et 45 le regroupement des deux centres au 1er janvier 2015 par la création d’un nouveau centre sous la dénomination de « Luxembourg Institute for Science and Technology ». L’envergure de ce projet de regroupement et le timing ambitieux fixé par le ministère de tutelle constituent un véritable défi pour les deux centres, tant pour les organes de gouvernance que pour l’ensemble des collaborateurs. La nécessité de faire une réussite de ce projet stratégique pour la recherche publique au Luxembourg impliquera que, d’ici fin 2014, d’importants moyens financiers, mais également un pourcentage non négligeable des ressources humaines du centre, seront réservés à cette fin. Vu l’ambition affichée de faire de ce regroupement plus qu’une juxtaposition d’activités mais, une organisation nouvelle à même de rencontrer des objectifs qui la placent à la hauteur des grands centres européens, il est plus que probable que certains indicateurs prévus dans le contrat de performance 2011-2013 ne pourront pas être atteints dans leur intégralité, ce qui ne sera en définitive qu’un prix relativement modique pour une réorientation de cette envergure. « Conjuguer finalité socio-économique et excellence scientifique dans ses domaines de compétence en privilégiant une approche pluri- et interdisciplinaire » reste cependant au cœur des préoccupations du centre.
Pour renforcer la visibilité scientifique du centre, le contrat de performance en cours prévoit de focaliser 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. Après d’intenses discussions au sein des différentes équipes de recherche, cette focalisation a abouti à la définition d’un nombre limité de projets de recherche dits « backbone » qui donnent le cadre méthodologique et financier des activités de recherche plus focalisées, et devront permettre aux équipes d’atteindre, ou de conserver, à moyen terme un niveau d’excellence international dans leurs domaines respectifs. Le département « Informatique, Systèmes et Collaboration » (ISC) a poussé encore plus loin la démarche de focalisation. L’étude des systèmes d’information appliqués à la gestion des organisations (publiques ou privées) a en effet longtemps constitué le « core business » de ce département. Cependant, en 2012, ISC a entamé et mené, en grande partie, à bien un recentrage radical 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 connaissances utiles 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 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. D’une manière plus générale, l’année 2012 a confirmé les bons résultats des années antérieures en matière de publications scientifiques référencées et d’encadrement de doctorants.
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Les résultats des équipes de recherche dans le cadre de l’appel CORE 2012 du Fonds National de la Recherche restent également à un niveau dont on ne peut que se féliciter. S’il est vrai que le taux de réussite des projets soumis dans le cadre du FP7 de la CE en 2012 n’atteint pas encore le seuil espéré, il faut cependant relever que les équipes du centre ont de bons résultats dans les appels internationaux du FNR avec notamment des projets cofinancés par la « Deutsche Forschungsgemeinschaft » (D) et la « National Science Foundation » (USA). Par ailleurs, le centre s’est associé à un consultant international, qui assiste également d’autres centres de recherche européens comme le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) en France, pour améliorer le taux de réussite de ses équipes dans le cadre des appels européens. D’autre part, l’aspect « valorisation » des activités et leur finalité socio-économique a fait l’objet d’une attention accrue en 2012. L’Unité « Instrumentation Scientifique » du département « Science et Analyse des Matériaux » (SAM) a travaillé sur différents projets de développement instrumental, basés sur des faisceaux de particules chargées. Parmi ces projets, on peut citer la collaboration avec la firme Zeiss, visant à développer une imagerie ionique avec information chimique à résolution nanométrique pour microscope à ions hélium ORION®. Un premier prototype a été développé et installé sur un ORION® dans le centre R&D de Zeiss à Peabody (USA). Au sein de l’Unité « Analyse des Matériaux », le projet NANO2HYBRIDS a permis de développer un nouveau détecteur de composés organiques volatils de taille réduite. Le capteur final est constitué de nanotubes de carbone, sur lesquels sont greffés des nanoclusters métalliques et d’oxydes. Deux brevets, l’un portant sur la méthode originale de fonctionnalisation des nanotubes de carbone, l’autre sur le détecteur de gaz en lui-même,
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ont été déposés. Le détecteur devrait être commercialisé prochainement par la société Sensotran. L’Unité « Traitement de Surface » a mis au point un traitement de surface permettant de faire adhérer de façon réversible une feuille métallique et un ruban polymère, associant une étape de fonctionnalisation de la surface par plasma et de greffage par réaction chimique en phase vapeur. Des contacts sont en cours avec une compagnie américaine pour transposer cette solution au cas de l’adhésion de feuilles de cuivre sur des panneaux en verre. Quant au département ISC, il a permis au CRP - Gabriel Lippmann de créer sa première spin-off : Abacus Consulting & Solutions S.A. née en juillet 2012. Fondée par trois membres d’ISC, cette nouvelle entreprise luxembourgeoise réutilisera des concepts et approches qui ont été étudiés, testés et validés dans divers projets de recherche appliquée et qui sont maintenant mûrs pour une utilisation pratique à large échelle. Un transfert de compétences a été organisé par le biais de la migration progressive vers la spin-off de plusieurs membres du personnel d’ISC, permettant ainsi à ces chercheurs de mettre en œuvre leurs talents en matière d’entrepreneurship. Pour sa part, le département « Environnement et Agrobiotechnologies » (EVA) a vu aboutir positivement le dépôt des premiers brevets issus de travaux de chercheurs du département, notamment dans le cadre d’un projet de phytoremédiation de sols contaminés par des métaux lourds par des plantes étudiées comme sources potentielles d’énergie alternative. Le nouvel axe « biopolymères » a entamé ses premiers projets sur les matériaux biosourcés, dont notamment un projet à haut potentiel de valorisation relatif à l’optimisation de microcapsules à base d’alginates emprisonnant des cellules vivantes productrices de biomolécules actives contre certains cancers.
introduction
Dans le domaine de la valorisation de la biomasse, un procédé de contrôle de la biométhanisation basé sur des capteurs micro-usinés (MEMS) a été développé. Cet outil innovant permet d’analyser en temps réel la teneur du biogaz en acides organiques volatils, afin de détecter de manière très précoce un début d’acidose, qui risquerait de conduire à l’arrêt irréversible la production de biogaz et donc à d’importantes pertes financières pour l’exploitant. Ces travaux ont reçu le « Green Innovation Award » lors du « Luxembourg Green Business Summit ». En partenariat avec la firme Suez Environnement, le département mène également un projet de développement d’un procédé de dégradation des antibiotiques présents dans les eaux usées. Ces antibiotiques se retrouvent dans les eaux de surface, notamment celles qui servent à la potabilisation, et peuvent conduire à l’émergence de bactéries antibio-résistantes. Le procédé développé sera composé d’enzymes codées par des gènes de résistance aux antibiotiques et d’enzymes connues pour dégrader des xénobiotiques chez les bactéries et les champignons, immobilisées sur des supports solides pour permettre notamment une grande surface d’échange favorable à la dégradation. Dans le cadre du projet FIELDSPEC, un prototype de spectromètre de masse à taille réduite pour la détection à une fréquence temporelle élevée d’isotopes sur le terrain a été développé, ce qui devrait permettre de
cerner le large éventail de régimes hydrologiques qui ne peuvent pas être couverts par les techniques d’échantillonnage et d’analyse conventionnelles. Les résultats prometteurs obtenus en 2012 ont permis de définir un projet « proof of concept » dans le cadre du nouveau programme du FNR. Enfin, un appel à candidatures international a conduit à recruter Monsieur Jens Kreisel, jusqu’alors Directeur de recherche du CNRS au sein du Laboratoire des Matériaux et du Génie Physique à l’Institut Polytechnique de Grenoble (F), afin de prendre la tête du département SAM en remplacement de Monsieur Henri-Noël Migeon qui prenait sa retraite. Outre le développement scientifique du SAM en vue de lui donner une visibilité internationale accrue, tout en accentuant les activités à fort impact socio-économique, Monsieur Kreisel aura aussi pour tâche de fédérer les activités du département SAM du centre et celles du département AMS du CRP Henri Tudor dans le cadre du regroupement des deux CRPs. En ajoutant à cela les résultats plus qu’encourageants du département EVA en termes de valorisation et la focalisation sur une nouvelle thématique scientifique à fort potentiel du département ISC, le centre se trouve dans une position extrêmement favorable pour entamer les étapes opérationnelles du regroupement et écrire de nouvelles pages de son histoire.
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EVA
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01 Département « Environnement et Agro-biotechnologies »
Signature de l’accord de coopération avec la société Telops
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Département « Environnement et Agro-biotechnologies »
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 100 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 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 Biotechnologies » (CREBS). Rebaptisé « Environnement et Agro-biotechnologies », le département se caractérise aujourd’hui par des démarches thématiques et pluridisciplinaires. 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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12 Faits marquants 2012 L’ année 2012 a permis de développer les compétences scientifiques du département, par exemple dans le développement de nouveaux senseurs environnementaux, des systèmes GPS flottants pour suivre la progression des ondes de crue, 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 82 projets menés en 2012, il faut notamment signaler : la clôture réussie de trois projets du programme européen INTERREG (utilisation des plantes énergétiques, production de biogaz, phytoremédiation), d’un projet FP7 et d’un projet LIFE dans le domaine de la santé environnementale ; le démarrage de plusieurs projets importants dont deux projets FP7 de l’ERANET CORE-Organic sur l’impact du travail du sol et des engrais verts sur la durabilité de l’agriculture biologique, ainsi que sur l’analyse des pesticides tout au long de la chaîne de production agricole, le réseau FP7 MYCORED sur les champignons produisant des mycotoxines ; les projets financés par le Fonds National de la Recherche (FNR), dans le cadre du programme CORE « Gestion durable des ressources naturelles ». En plus des projets acquis précédemment, trois nouveaux projets pour lesquels le département EVA est coordinateur ont passé le processus de sélection en 2012, avec un taux de réussite de 43 % ;
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la participation dans des projets du programme INTER du FNR, notamment avec 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 nombre de publications internationales, le facteur global d’impact de ses publications, ainsi que le taux de citations des articles des chercheurs du département EVA le placent premier laboratoire luxembourgeois au niveau production scientifique, comme documenté par une étude bibliométrique commanditée par le FNR. La bonne participation des chercheurs étrangers aux congrès internationaux organisés par les chercheurs du département, les nombreuses responsabilités internationales des collaborateurs et les trois doctorats soutenus en 2012 ne font que renforcer cette constatation. Au niveau socio-économique, le nouvel axe « biopolymères » a entamé ses deux premiers projets. L’ un est relatif à l’optimisation du processus d’encapsulation sur base d’alginates pour des applications médicales et agro-alimentaires. L’ autre a trait à l’étude de la dynamique de la paroi végétale. Au niveau valorisation des résultats, le département a aussi franchi en 2012 un pas important avec l’acceptation des premiers brevets. Un projet permettant d’optimiser la production de biogaz a par ailleurs reçu le « Green Innovation Award » lors du « Luxembourg Green Business Summit 2012 ».
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Différents acteurs publics luxembourgeois et des PME ont signé des contrats avec le département. A ce niveau, l’importance de l’assistance technique pour les gestionnaires de stations de production de biométhane connaît un grand intérêt au niveau de toute la Grande Région, voire au-delà. 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 sont autant d’autres thématiques porteuses. La volonté du département de valoriser ses activités dans le secteur privé est aussi documentée par la forte implication de ses membres au niveau des clusters nationaux Ecoinnovation, Biohealth et Space coordonnés par Luxinnovation. 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.
Afin d’améliorer la qualité des prestations, EVA a, en 2012, avancé de manière importante dans la mise en place d’une démarche générale d’assurance-qualité, avec entre autres la finalisation d’un grand nombre de procédures en vue de l’accréditation de deux processus analytiques selon la norme ISO/CEI 17025:2005 et la réalisation de la première enquête de satisfaction auprès de ses partenaires. Enfin des experts externes, commandités par le Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche, ont positivement évalué les activités du département EVA dans le domaine de l’environnement, notamment en ce qui concerne la démarche générale de recherche orientée, le choix des thèmes scientifiques, l’organisation interne, la valorisation en termes de publications, la performance dans l’obtention de contrats aux niveaux national et international.
En 2012, le département a continué à proposer des formations continues, notamment sur l’utilisation des diatomées comme bioindicateurs de la qualité de l’eau. De nouvelles formations, autour de la biométhanisation, de la modélisation hydrologique et de la télédétection hyperspectrale, ont été élaborées.
Chiffres clés Nombre de projets : Nombre de partenaires : Nombre de publications : Nombre de thèses en cours :
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1.1 Unité de recherche « Biomasse, biopolymères et bioénergie »
Les activités de l’unité de recherche portent sur les thématiques liées aux domaines de la valorisation de la biomasse végétale pour la production de bioénergie et des 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 forgée 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 réalisés et 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.
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2. Matériaux biosourcés Après la définition en 2010 du plan d’implémentation et du plan d’équipement nécessaire pour le lancement de cette nouvelle activité, les premiers projets sur les matériaux biosourcés ont démarré en 2012. Le premier projet a pour but d’améliorer les caractéristiques de microcapsules à base d’alginates emprisonnant des cellules vivantes productrices de biomolécules actives contre certains cancers. Ce projet à haut potentiel de valorisation vers le secteur médical est réalisé en collaboration avec le CRP - Santé et l’Université du Saarland. Un deuxième projet s’intéresse plus particulièrement aux polymères d’origine végétale, en particulier les fibres de la paroi végétale. La paroi végétale renferme la plus grande partie des polymères 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. Dans le cadre de ce projet, une étude en biologie intégrative est réalisée afin de mieux cerner les mécanismes moléculaires conduisant à la biosynthèse des polymères de la paroi végétale et notamment son interaction avec la nutrition minérale. Cette approche intégrée inclut une étude du transcriptome, du protéome et du métabolome qui sera renforcée par un suivi en imagerie tridimensionnelle visant à mieux comprendre certains événements à l’échelle cellulaire.
Département « Environnement et Agro-biotechnologies »
SUCCESS STORY Le premier brevet associe recherche végétale, friches industrielles et biopolymères La dépollution des sols contaminés par des métaux lourds est une préoccupation quotidienne dans de nombreuses régions européennes, y compris la Minette au Luxembourg. L’ u tilisation de la phytotechnologie, c’est-à-dire l’emploi de plantes vivantes pour résoudre des problèmes environnementaux dont la dépollution des sols, est une alternative aux technologies physico-chimiques très coûteuses financièrement, mais aussi d’un point de vue environnemental. Cependant, en dépit d’un marché potentiel énorme, la phytotechnologie reste peu utilisée, notamment en raison d’un taux de mortalité des semis particulièrement élevé.
L’ invention fait intervenir à la fois des biopolymères et des techniques de culture végétale innovantes. Cette nouvelle approche autorise notamment à s’affranchir des conditions environnementales extrêmes lors du développement des semis végétaux et permettrait, le cas échéant, de revégétaliser des zones à environnement hostile aux végétaux, comme par exemples des friches industrielles ou des zones désertiques. Cette nouvelle approche plus que prometteuse s’inscrit dans les perspectives du plan d’action « Ecotechnologies », adopté par le Gouvernement luxembourgeois, et qui identifie le secteur des écotechnologies comme un des piliers de la diversification économique du pays.
Dans le cadre du projet ENERREM financé par le programme CORE du FNR, une équipe pluridisciplinaire de physiologistes végétaux et de chimistes du département a mis au point une technologie nouvelle permettant de contourner la toxicité du milieu dans les premières phases du développement des semis. Cette technologie innovante, et dont les applications peuvent être abondantes, a été brevetée avec succès.
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1.2 Unité de recherche « Télédétection et Biosystèmes »
Suite à la mise en oeuvre du nouveau plan d’implémentation, l’unité de recherche « Télédétection et biosystème » 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 de manière importante dans la réalisation de plusieurs projets, notamment en ce qui concerne l’utilisation de la télédétection pour le suivi de la biomasse agricole et son potentiel en biogaz (HYPERSPEC). Un autre projet, le projet HYPERFOREST, issu du programme STEREO II, financé par BELSPO et le programme INTER du FNR, a trait à l’extraction des paramètres utilisés pour effectuer des inventaires forestiers en combinant des données hyperspectrales avec des systèmes LiDAR terrestres ou aéroportés. Le projet SOC-3D vise une estimation tridimensionnelle du carbone organique dans le sol. Deux projets ESA dans le cadre du programme IAP (Integrated Applications Promotion) ont trait à l’utilisation de la télédétection en combinaison avec la communication par satellite et le positionnement par satellite pour la surveillance de la qualité de l’eau (SAVEWATER), respectivement de zones naturelles protégées (BIOSCOPE). Signalons en outre que, grâce à l’acquisition d’une nouvelle caméra, une équipe a démarré ses activités en imagerie dans le domaine thermique infrarouge.
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L’ unité de recherche a continué ses activités de R&D dans le domaine de la surveillance de l’environnement naturel terrestre. Dans la lignée de précédents projets, le projet de recherche BIODIV IIB vise 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 des 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 a par ailleurs continué ses activités en surveillance de la qualité des eaux de surface (FLORALIE, AQUACOM). Dans ce domaine, les chercheurs ont réalisé de nombreuses activités 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 dispensés dans le domaine de la bioindication à l’aide de diatomées.
Département « Environnement et Agro-biotechnologies »
FOCUS Vers un Centre de Démonstration Européen en imagerie hyperspectrale Le CRP - Gabriel Lippmann a signé un accord de collaboration avec la société Telops, leader mondial de l’imagerie hyperspectrale, notamment du domaine thermique infrarouge. Cet événement s’est déroulé lors de la mission de promotion et de prospection économique luxembourgeoise au Canada, sous la présidence du Grand-Duc Héritier et du Ministre de l’Economie. La société Telops, implantée à Québec, est en effet un leader mondial dans le domaine des caméras infrarouges de haute performance et des systèmes d’imagerie hyperspectrale. Elle a notamment développé la première caméra infrarouge à 1000 images par seconde, ainsi que la puissante Hyper-Cam qui permet de caractériser des objets et des substances pour une grande variété d’applications, comme la mesure de gaz ou de pollution atmosphérique. En novembre dernier, le CRP - Gabriel Lippmann a acquis une telle caméra afin de permettre au département EVA d’étendre ses capacités en matière de surveillance de l’environnement, ainsi que de se donner les moyens d’atteindre son objectif de devenir l’un des leaders mondiaux en télédétection thermique. L’ acquisition de cette caméra aéroportée permettra au département EVA d’être un acteur majeur dans la mise en place d’une plate-forme aéroportée multisenseurs avec l’Université de Trèves (D), le centre VITO à Mol (B) et le Forschungszentrum de Jülich (D).
Le CRP - Gabriel Lippmann et Telops ont notamment convenu de collaborer dans le développement d’applications environnementales à partir de l’imagerie hyperspectrale et des instruments de Telops, et de mettre en place un Centre de Démonstration Européen en imagerie hyperspectrale au CRP - Gabriel Lippmann. Dans le cadre de cet accord, le département EVA et Telops ont offert, pour la première fois en 2012, une formation avancée sur l’imagerie hyperspectrale sous forme d’une « Summer School » d’une durée d’une semaine, qui a attiré des participants européens et asiatiques. L’ imagerie hyperspectrale est une technologie de télédétection permettant la représentation d’une même scène suivant un grand nombre de bandes spectrales étroites. Cette technologie en plein essor permet une meilleure détection et discrimination des objets comparativement à l’imagerie conventionnelle. La télédétection hyperspectrale aérienne apporte des solutions concrètes à de nombreuses applications. Parmi les plus importantes, on peut citer la géologie (identification des minéraux), l’agriculture de précision, la foresterie (état sanitaire, identification d’espèces, etc.) ou la gestion des milieux aquatiques (qualité des eaux, composition en phytoplancton).
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1.3 Unité de recherche « Risques environnementaux et santé »
Les activités de la nouvelle unité de recherche « Risques environnementaux et santé » ont été précisées au cours de l’année 2012. L’ unité a été créée par le regroupement de compétences en toxicologie, microbiologie, chimie de l’environnement, protéomique et écologie aquatique, préexistantes au sein du département EVA. Elle a pour mission l’évaluation des risques pour la santé humaine et les écosystèmes engendrés par les contaminants émergents.
La continuité des projets de recherche en cours a bien entendu été assurée en 2012 par les chefs de projets de la nouvelle unité. Ces projets concernaient la toxicologie environnementale (AIRQ, NANEAU II, NANSENS, REARISK), aussi bien que la biosurveillance humaine (COPHES, DEMOCOPHES), la dispersion des polluants dans une perspective hydrogéochimique (BEDLOAD, NUTREX) ou encore la microbiologie environnementale (ACTIOM, HYPOCAMP, PATHOS).
Les activités de recherche sont focalisées sur les nanomatériaux, les xénobiotiques et les micro-organismes 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.
Afin d’envisager ces thématiques de recherche sous un angle réellement multidisciplinaire, l’année 2012 a par ailleurs vu le renforcement des collaborations entre les départements SAM et EVA. L’ unité de recherche a non seulement continué sa collaboration avec SAM dans le secteur des nanotechnologies, mais elle a aussi développé de manière importante l’axe de recherche initié en 2011 concernant les propriétés de désinfection des plasmas à l’encontre de micro-organismes pathogènes résistants.
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FOCUS Biosurveillance humaine : le Luxembourg en bonne place La biosurveillance est la mesure de la concentration dans le corps humain de polluants issus de l’environnement. Les enjeux de la biosurveillance en Europe, et en particulier au Luxembourg, notamment pour apporter un soutien aux décideurs, reposent sur une approche cohérente et harmonisée. En juin 2004, la Commission européenne a reconnu dans son plan d’action « Environnement Santé » la pertinence de la biosurveillance humaine et le besoin d’approches plus harmonisées en Europe, afin d’obtenir une meilleure comparabilité des résultats et une utilisation plus efficace des ressources. Harmoniser les approches au niveau international permettra donc de comparer les résultats dans les différents pays et aussi, de disposer de règles de bonnes pratiques qui soient testées, validées et reconnues par l’ensemble de la communauté scientifique internationale. Sur le plan européen, il est en outre important de favoriser des critères de qualité communs et l’émergence d’un réseau de laboratoires capables de doser l’ensemble des substances intéressantes, ce qui est encore loin d’être le cas.
C’est dans ce cadre que le département a participé aux projets conjoints FP7 COPHES et LIFE+ DEMOCOPHES financés par la Commission européenne. Ces deux projets reposent sur une pleine coopération et des actions complémentaires. COPHES devait permettre d’harmoniser les actions de biosurveillance à l’aide de guides et d’une plate-forme d’échanges entre experts. DEMOCOPHES devait tester la mise en œuvre de l’harmonisation via une étude pilote. Pour cela, l’étude consistait en l’analyse d’un échantillon d’urine afin de déterminer la présence de cadmium, de cotinine, de phthalates, de bisphénol A, ainsi qu’un échantillon de cheveux pour déterminer la présence de mercure. Chaque participant devait également remplir un questionnaire relatif à l’environnement de son logement, son alimentation et son comportement face aux pollutions. Au Luxembourg, cette étude a été coordonnée par le département EVA et réalisée avec le Laboratoire National de Santé et l’ONG Initiativ Liewensufank. Dans l’ensemble, les concentrations retrouvées dans tous les échantillons au Luxembourg sont soit inférieures aux valeurs trouvées dans les 17 pays européens participants au projet (pour cadmium, cotinine, phtalates), soit sont dans la moyenne européenne. Les résultats pour le Luxembourg ont été présentés aux participants en présence du Ministre de la Santé, Mars Di Bartolomeo, qui a fortement soutenu ce projet.
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1.4 Unité de recherche « Changement global et cycle de l’eau »
En 2012, l’unité de recherche « Changement global et cycle de l’eau » a pu consolider ses activités de recherche autour de la thématique du cycle de l’eau. Au cours des dernières années, la complémentarité des domaines couverts par les projets en climatologie, hydrologie expérimentale, pédologie, modélisation hydrologique et hydraulique, ainsi qu’en télédétection a permis à l’unité de couvrir l’intégralité de la chaîne observationconceptualisation-modélisation. Cette configuration, as sez 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 2012, les premiers résultats encourageants ont ainsi été obtenus au moyen de capteurs flottants innovants, transmettant en temps réel, par télétransmission satellite, des caractéristiques propres aux ondes de crue (projet FLOODTRACKER). L’ identification des écoulements de surface intervenant dans la genèse de ces mêmes ondes a été réalisée avec succès grâce à des traceurs biologiques (diatomées), ainsi qu’à l’aide d’images infrarouges (projets BIGSTREAM & BIOTHERM). Un autre exemple d’approche interdisciplinaire comprend l’exploration de la connectivité hydrologique dans le système sol-plante-cours d’eau au moyen d’une approche multitraceurs (projets SOWAT et CAOS). Enfin, un nouveau concept de spectromètre de masse portable pour la mesure des isotopes stables de l’oxygène, de l’hydrogène et de l’azote, issu d’une collaboration avec le département SAM, a été testé avec succès en laboratoire (projet FIELDSPEC).
Dans cette optique, l’unité peut s’appuyer sur un observatoire hydroclimatologique d’une densité rare, couvrant des dizaines de bassins-versants emboîtés de tailles variant entre quelques hectares et des centaines de km2. En parallèle à ces observations de variables hydrologiques et météorologiques réalisées au moyen de stations de mesures conventionnelles (p.ex. limnigraphes, stations météorologiques), l’unité explore depuis plusieurs années le potentiel offert par de nouvelles approches et senseurs environnementaux.
Cette exploration de nouvelles approches innovantes fait partie intégrante d’une stratégie à long terme de l’unité. Reposant sur des collaborations internationales avec des laboratoires de pointe, elle cherche à apporter in fine une nouvelle dynamique à l’étude des processus de genèse des écoulements, étude largement entravée par les limitations technologiques actuelles.
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FOCUS La télédétection au service de la gestion des inondations Depuis 2002 et ses premières explorations du potentiel de la télédétection pour l’étude des inondations, l’unité a su développer une activité de recherche florissante autour de l’utilisation des informations en provenance de l’observation de la Terre. L’ unité est aujourd’hui reconnue auprès de la communauté scientifique internationale pour ses compétences en télédétection radar appliquées à l’investigation de l’humidité du sol ou encore de l’extension des champs d’inondation. Les chercheurs de l’unité développent régulièrement des approches innovantes pour assimiler les informations issues de la télédétection radar dans des modèles de prévision hydrologique.
Au fil des années, les collaborations avec des institutions de recherche à l’étranger sont devenues de plus en plus nombreuses. Aujourd’hui, l’Agence Spatiale Européenne (ESA) a notamment régulièrement recours au savoir-faire des chercheurs de l’unité de recherche. Ainsi, des algorithmes développés par l’unité et intervenant dans l’exploitation des images de télédétection radar ont été intégrés par l’ESA dans ses systèmes de gestion et de traitement d’informations spatialisées obtenues au moyen de capteurs radar embarqués sur des satellites d’observation de la Terre. L’ u tilisation des images radar fait partie, en complément avec d’autres approches innovantes (p.ex. l’imagerie thermique, les traceurs biologiques), d’une stratégie résolument portée sur le long terme et visant le dépassement des déficits actuels dans la compréhension de la genèse des crues et inondations (p.ex. incertitudes inhérentes aux techniques d’observation actuelles) par l’exploration de pistes d’investigation innovantes, en vue de développer des outils innovants pour la gestion des inondations à l’attention des pouvoirs publics et du secteur privé.
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1.5 Unité de recherche « Plantes, alimentation et nutrition »
L’ unité de recherche a travaillé dans le cadre d’une douzaine de projets, dont quelques nouveaux projets : BIOCAR, FDA, SYSCARPO, avec des partenaires nationaux et internationaux. Quelques autres projets, notamment dans le secteur de la viticulture (APERO, AROMA), se sont terminés avec succès.
1. La protection des cultures Les projets relatifs à la protection de cultures importantes 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 Beaucoup d’études ont démontré une relation inverse entre la consommation des fruits et végétaux riches en composés phytochimiques et les maladies chroniques comme le diabète, les maladies cardiaques, et les maladies gastro-inflammatoires. 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 microminéraux.
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Des expériences et prélèvements de différentes variétés de pommes de terre 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. Pour une utilisation optimale, il faut que les composés phytochimiques et les nutriments soient absorbés pour leurs fonctions spécifiques. Au cours de 2012, les connaissances sur la biodisponibilité de ces composés ont été élargies de manière considérable. Le système expérimental à base de cellules Caco-2, un modèle in vitro permettant d’estimer la biodisponibilité, est fonctionnel pour les études de biodisponibilité du fer, des polyphénols et des caroténoïdes. Des mesures avec une matrice composée ont montré des influences de certains composés phénoliques sur la biodisponibilité du fer. D’autre part, des connaissances ont été acquises quant aux transporteurs cellulaires impliqués au niveau des cellules Caco-2 par l’utilisation de la qPCR. L’ unité a exploré la relation entre les composés bioactifs et la santé. En plus de leur potentiel antioxydant, les composés phytochimiques peuvent en effet interagir avec l’expression des gènes pour améliorer, par exemple, la réaction inflammatoire. Dans ce cadre, l’équipe a développé quelques nouvelles méthodes in vitro pour étudier les effets anti-inflammatoires des composés phytochimiques, comme les cultures cellulaires combinées. Les premières études humaines ont également été initiées en collaboration avec le CRP - Santé. Enfin, dans le cadre du projet BIOSURFAMINE, l’unité a développé un film couvert de metallo-porphyrines pour la détection d’amines volatiles, principaux marqueurs de denrées alimentaires périmées riches en protéines comme les poissons.
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FOCUS Dix ans de recherche dans le domaine de la protection des cultures La directive 2009/128/CE oblige les états de l’UE à mettre en place dès le 1er janvier 2014, dans le domaine de la protection des cultures, des conseils, de la formation et la prise en charge des producteurs par les scientifiques pour s’assurer que l’approvisionnement en matières premières végétales n’est pas interrompu. Le but est aussi de limiter les effets secondaires potentiellement néfastes de l’utilisation intensive des terres agricoles, y compris les applications de pesticides. Dans ce cadre, le projet SINTAMA a démarré en février 2003. Les travaux ont porté sur des observations fines du développement des maladies cryptogamiques dans des essais variétaux établis sur quatre sites au Grand-Duché de Luxembourg. La première tâche a été de valider et de mettre en application le modèle de prévision des maladies fongiques « Proculture » selon les conditions topoclimatiques et phytotechniques luxembourgeoises. Depuis 2004, les conseils fournis par Proculture sont inclus dans les bulletins d’avertissements hebdomadaires destinés aux agriculteurs. Cette diffusion a permis d’élargir le champ d’action de ce modèle en incluant des sites représentant les principales régions céréalières du pays.
L’ apparition et la généralisation de la résistance des parasites aux fongicides ont mis en exergue l’importance de réaliser des études sur l’efficacité des traitements. Le projet MACRY, démarré en 2006, a permis d’identifier le statut et le progrès de la résistance de Zymoseptoria tritici. Les dernières informations sur la sensibilité du fongicide à des populations luxembourgeoises de Z. tritici ont été incluses dans les bulletins hebdomadaires d’alerte aux maladies, permettant aux agriculteurs de choisir les fongicides les plus efficaces pour leur région. Parallèlement au projet MACRY, le projet COLZAP a été monté pour développer un service d’avertissement pour les ravageurs de colza. Aujourd’hui, toutes les activités de protection des végétaux ont été regroupées. Le projet SENTINELLE couvre les services d’alerte pour le blé, l’orge et le colza dont l’efficacité est avérée. En 2012, les conditions météorologiques étaient très favorables pour les maladies fongiques et une seule application de fongicide a été recommandée. Cela a entraîné un rendement supplémentaire de 30 % par rapport aux champs non traités. La plate-forme d’avertissement a de la sorte un impact sur le revenu de l’agriculteur, mais aussi sur la réduction de la pollution de l’environnement par les pesticides.
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1.6 Plate-forme en chimie analytique
La plate-forme dispose d’un parc instrumental principalement basé sur les techniques chromatographiques et sur la spectrométrie de masse. Il lui permet de couvrir une majorité des besoins analytiques en chimie organique ou minérale. Au cours de l’année 2012, environ 23.000 analyses ont été réalisées. Les chromatographes ioniques à détection conductimétrique, 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, AQUACOM, DISMET). Dans le domaine de la chromatographie liquide, le système UPLC a été majoritairement utilisé pour l’analyse des polyphénols dans les végétaux (POTIRON). D’autre part, une ancienne méthode HPLC d’analyse des pigments et caroténoïdes a été transférée sur l’UPLC, puis a été utilisée dans le cadre des projets ECOLIRIMED, VITISOL et CAROPOL. De nombreux développements ont été entrepris sur le système LC-MS/MS. En début d’année, une méthode d’analyse des parabènes, triclosan, bisphénol A et phtalates dans les fluides biologiques a été mise en place puis appliquée sur plus de 300 échantillons (DEMOCOPHES). Ensuite, pour les besoins du projet AUTHENTICFOOD, une méthode de dosage des pesticides dans les fruits et légumes, permettant la détection de plus de 160 molécules, a été développée. En plus de ces développements, le LC-MS/MS a été mis à contribution, entre autres, pour l’analyse des herbicides dans les eaux de source (POLLUX) et des glycolacaloïdes dans les végétaux (POTIRON). Depuis l’installation du GC-MS/MS, plusieurs méthodes ont pu être développées, notamment pour l’analyse des composés volatils dans le vin (AROMA, CAPTIVOCS2), des pesticides dans les denrées alimentaires (AUTHENTICFOOD) ou des acides gras et stérols dans le moût de raisin et les extraits cellulaires (NUTRIVIN, SYSBIONAMA).
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Les analyses inorganiques par ICP-MS ont représenté une part importante des activités de la plate-forme, notamment dans le cadre des projets ECOLIRIMED, NANEAU, NUTRIVIN, POTIRON, VITISOL, SOWAT, DISMET, TERROIR et CAROPOL. D’autre part, la validation des méthodes, en vue du projet d’accréditation, a nécessité un grand nombre d’analyses sur des matrices agroalimentaires végétales. Parallèlement à ces activités de support et de service, la plate-forme a également mené ses propres travaux de recherche instrumentale (CAPTIVOCS II). Les premiers résultats ont démontré le potentiel de la spectrométrie de mobilité ionique en analyse environnementale et toxicologique. Par ailleurs, la plate-forme a réalisé un grand nombre d’analyses dans le cadre de prestations de services (métaux lourds, géosmine, PCBs, octen-3-one, xénobiotiques, mercure, soufre, cuivre, carbone organique et inorganique, anions, cations, pesticides, etc.) pour des clients ou partenaires externes.
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SUCCESS STORY Une récompense pour un outil innovant de contrôle de la biométhanisation La biomasse constitue l’une des sources d’énergie renouvelable les plus intéressantes, tant du point de vue écologique qu’économique. La production de biogaz par digestion anaérobie est un procédé en plein essor mais dont les mécanismes sont encore méconnus. La plate-forme en chimie analytique et l’unité de recherche « Biomasse, biopolymères et bioénergie » collaborent depuis 2006 pour améliorer la connaissance de ce processus complexe, afin d’éviter les dysfonctionnements liés à une mauvaise gestion de l’alimentation des digesteurs. Notamment, les situations d’acidose, le plus souvent liées à une alimentation excessive, résultent en une accumulation d’acides organiques, ce qui provoque l’inhibition voire la nécrose des bactéries méthanogènes. Ceci peut avoir pour effet l’arrêt irréversible de la production de biogaz, et donc d’importantes pertes financières pour l’exploitant.
Dans le cadre du projet CAPTIVOCS, un procédé de contrôle de la biométhanisation basé sur des capteurs micro-usinés (MEMS) a été développé. Cet outil innovant permet d’analyser en temps réel la teneur du biogaz en acides organiques volatils, caractéristiques d’un début d’acidose, afin de détecter de manière très précoce une éventuelle suralimentation du digesteur. Ainsi, il est possible de maintenir un bon équilibre des bactéries nécessaires au processus de biométhanisation et d’obtenir un rendement de biogaz considérablement amélioré. Ces travaux ont été récompensés par le « Green Innovation Award », décerné lors du « Luxembourg Green Business Summit », le 24 avril 2012. Ce prix, attribué à des scientifiques dont les travaux de recherche visent à réduire l’empreinte environnementale des entreprises, conforte la position du département EVA en tant qu’acteur majeur dans le domaine des bioénergies.
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1.7 Plate-forme en protéomique et métabolomique végétales
En 2012, le personnel de la plate-forme a été impliqué dans la réalisation de projets avec les unités « Biomasse, biopolymères et bioénergie » et « Risques environnementaux et santé ». Ainsi, alors que quelques projets se terminaient et donnaient lieu à des publications communes, de nouveaux sujets ont été abordés, et ont permis la mise au point de nouvelles techniques comme l’utilisation de marqueurs isobariques ou les approches « horsgel ». 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 vers 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 2012, la plate-forme 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 : Alecia Vandenberghe (B) dans le cadre de sa thèse en botanochimie ;
Au cours de cette année, la plate-forme a également montré le souhait d’élargir ses activités à d’autres approches en intégrant la métabolomique dans ses activités, et en recadrant ses sujets vers la biologie végétale. Les projets auxquels le personnel de la plate-forme a participé sont : CAROPOL, APERO, ENNEREM, ECOLIRIMED, MOMEVIP, NUTRIVIN, POTIRON, RECALCMS, STRESSPOT, et SYBIONAMA. Ainsi, il apparaît clairement que l’étude des stress environnementaux reste toujours un sujet 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 2012, les analyses suivantes ont été réalisées : plus de 200 électrophorèses bidimensionnelles ; plus de 250 scans en fluorescence (gels colorés sypro, 2D-DiGE, détection de protéines sur membranes par fluorescence) ; environ 2200 heures en imagerie ;
Francoise Immel (F), visiteuse dans le cadre d’un projet intitulé « tolérance aux métaux lourds chez une espèce végétale invasive » ; Cecilia Brunetti (I) dans le cadre du projet MOMEVIP ; Laura Restelli (I) pour une mission scientifique courte du COST FA1002 (Farm Animal Proteomics).
plus de 7200 spots protéiques ont été prélevés, 6500 digérés et 7000 déposés sur des plaques d’analyse en spectrométrie de masse par la station robotisée acquise en 2004 ; plus de 400.000 spectres ont été générés par l’analyseur en spectrométrie de masse ; plus de 150 échantillons ont été analysés par chromatographie liquide ; plus de 120 western-blottings ont été réalisés en une dimension.
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Parc instrumental : unités de séparation électrophorétiques à haute résolution : ceci comprend IPGPhor™, Multiphors™ et EttanDalt Twelve et Ettan Dalt Six™ (GE Healthcare), DodecaCell (BioRad), HPE Tower system (SERVA) ; système de capture d’images par ImageScanner™ (pour les colorations visibles) et d’un Typhoon 9400™ (pour les colorations par fluorochromes) ; 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. Ce robot, unique au Luxembourg, permet de prélever les protéines sur les gels, de les digérer enzymatiquement et de déposer les peptides résultant de la digestion sur des cibles MALDI avant leur analyse par spectrométrie de masse. Cette station à haut rendement peut procéder à des sessions allant jusqu’à 12 gels ou près de 1200 protéines ; système de séparation de protéines ou peptides selon leur point isoélectrique, en milieu liquide (OffGel Fractionator) de chez Agilent ; système de séparation par chromatographie liquide et d’identification par spectrométrie de masse (Ultimate 3000, 2DnanoLC, MALDI-ToFToF 5800 Orbitrap Elite) de chez LC PackingsDionex, Eksigent, ABSciex et Thermo, respectivement ; Système d’imagerie basé sur le MALDI-ToF-ToF 5800.
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1.8 Observatoire du climat et de l’environnement
L’ observatoire résulte de la fusion de la plate-forme de géomatique et de l’observatoire hydroclimatologique. Cet observatoire a comme mission, en plus de gérer un certain nombre de stations de mesure permanentes, de centraliser, d’archiver et de 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 2012, l’essentiel du travail a été lié aux observations hydroclimatologiques. Depuis la mise en place des deux premiers limnigraphes sur la Pall et le Roudbach en 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, tour météorologique de 10 m, capteurs d’humidité du sol, échantillonneurs automatiques, spectromètre d’aérosols, etc.) permettent un suivi en continu des flux d’énergie et de matière dans l’interface atmosphèrehydrosphère.
En 2012, 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 rassemblées dans une base commune. Cette base fournit les informations nécessaires à la mise à jour d’un site web de l’observatoire, consultable à l’adresse www.hydroclimato.lu. L’ internaute y trouve des données et informations constamment mises à jour sur des événements hydroclimatologiques qui relèvent d’un intérêt particulier (sécheresses, crues, inondations, tempêtes, etc.). Ce site est réalisé en collaboration avec l’Administration de la Gestion de l’Eau, l’Administration des Services Techniques de l’Agriculture, l’Administration de la Sécurité Civile et le Service de la Navigation. Les données issues de l’observatoire servent également de support à la réalisation de l’atlas hydroclimatologique du Grand-Duché de Luxembourg. D’une densité rare, le réseau d’instruments de mesure 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 CAOS, 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 hydrosystèmes du fonctionnement réel, permettant ainsi de réduire les incertitudes inhérentes aux modélisations des ondes de crues.
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FOCUS 4 millions de données pour mieux comprendre l’évolution du climat La compilation des données hydroclimatologiques accumulées dans la base de données de l’observatoire a permis de publier en 2012 l’ouvrage de référence intitulé « Monographie hydroclimatologique du Luxembourg ». Quatre années ont été nécessaires aux chercheurs pour compiler l’ensemble des données hydroclimatologiques disponibles depuis le milieu du 19e siècle au Luxembourg. Des renseignements complémentaires, tels que l’étude des cernes des arbres (dont la largeur varie en fonction des conditions climatiques) ou encore les archives des récoltes viticoles, ont également été pris en compte afin d’enrichir au maximum ce travail de recherche.
A travers cette étude, les chercheurs souhaitent ainsi mettre en évidence, et le plus précisément possible, les grandes tendances de l’évolution du climat au Luxembourg. Les premières analyses montrent qu’au fil des 160 dernières années, la température moyenne annuelle a augmenté de plus de 1,5°C. Bien que les précipitations restent stables à l’échelle annuelle, il apparaît en revanche qu’elles subissent des variations saisonnières plus ou moins sensibles selon les décennies. Selon que les précipitations se concentrent en hiver ou en été, elles vont conduire à des inondations plus fréquentes en raison de la saturation des sols ou des sécheresses plus prononcées vu que les précipitations estivales ne contribuent que très peu au remplissage des nappes alluviales. Ce travail de recherche, réalisé en collaboration avec le Musée national d’histoire naturelle, l’Administration des Services Techniques de l’Agriculture et la Société des Naturalistes Luxembourgeois, permettra de mieux comprendre l’évolution du climat de la région au fil du temps, ainsi que d’enrichir les modèles de prévision actuels.
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12 Publications majeures
G.K. Agrawal, R. Pedreschi, B.J. Barkla, L.V. Bindschedler, R. Cramer, A. Sarkar, J. Renaut, D. Job, R. Rakwal : « Translational plant proteomics: A perspective », publié dans « Journal of Proteomics 75 », pp. 4588-4601, 2012 (FI : 4.878).
S. Banzhaf, K. Nödler, T. Licha, A. Krein, T. Scheytt : « Redox-sensitivity and mobility of selected pharmaceutical compounds in a low flow column experiment », publié dans « Science of The Total Environment 438 », pp. 113-121, 2012 (FI : 3.286).
J. Bouayed, T. Bohn (éditeurs) : « Nutrition, Well-Being and Health », InTech, Rijeka, Croatie, 224 p., ISBN 978-953-51-0125-3, 2012.
J. Bouayed, H. Deußer, L. Hoffmann, T. Bohn : « Bioaccessible and dialysable polyphenols in selected apple varieties following in vitro digestion vs. their native patterns », publié dans « Food Chemistry 131 », pp. 1466-1472, 2012 (FI : 3.655).
H. Deußer, C. Guignard, L. Hoffmann, D. Evers : « Polyphenol and glycoalkaloid contents in potato cultivars grown in Luxembourg », publié dans « Food Chemistry 135 », pp. 2814-2824, 2012 (FI : 3.655).
T. Durand, K. Sergeant, S. Planchon, T. Udelhoven, S. Carpin, P. Label, D. Morabito, J.F. Hausman, J. Renaut : « Screening of changes in leaf and cambial proteome of Populus tremula x P. alba genotype 717-1B4 under heat stress », publié dans « Journal of Plant Physiology 169 », pp. 1698-1718, 2012 (FI : 2.791).
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L. Ector, D. Hlúbiková, L. Hoffmann (éditeurs) : « Use of Algae for Monitoring Rivers. Proceedings of the 7th International Symposium “Use of Algae for Monitoring Rivers”, Luxembourg, November 23-25, 2009 », publié dans « Hydrobiologia 695 », 360 p., 2012.
D. Evers, S. Legay, D. Lamoureux, J.F. Hausman, L. Hoffmann, J. Renaut : « Towards a synthetic view of potato cold and salt stress response by transcriptomic and proteomic analyses », publié dans « Plant Molecular Biology 78 », pp. 503-514, 2012 (FI : 4.150).
F. Fenicia, L. Pfister, D. Kavetski, P. Matgen, J.F. Iffly, L. Hoffmann, R. Uijlenhoet : « Microwave links for rainfall estimation in an urban environment: Insights from an experimental setup in Luxembourg-City », publié dans « Journal of Hydrology 464-465 », pp. 69-78, 2012 (FI : 2.656).
A.C. Gutleb, J. Freitas, A. Murk, S. Verhaegen, E. Ropstad, T. Udelhoven, L. Hoffmann, J.N. Audinot : « NanoSIMS50 - a powerful tool to elucidate cellular localization of halogenated organic compounds », publié dans « Analytical and Bioanalytical Chemistry 404 », pp. 2693-2698, 2012 (FI : 3.778).
F.A. Hollander, N. Titeux, H. van Dyck : « Territorial resource valuation deviates from habitat quality in an ecologically trapped, long-distance migratory bird », publié dans « Behavioral Ecology and Sociobiology 66 », pp. 777-783, 2012 (FI : 3.179).
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J. Junk, M. Eickermann, K. Görgen, M. Beyer, L. Hoffmann : « Ensemble-based analysis of regional climate change effects on the cabbage stem weevil (Ceutorhynchus pallidactylus (Mrsh.)) in winter oilseed rape (Brassica napus L.) », publié dans « Journal of Agricultural Science 150 », pp. 191-202, 2012 (FI : 2.041).
M. Jobard, S. Rasconi, L. Solinhac, H.M. Cauchie, T. Sime-Ngando : « Molecular and morphological diversity of fungi and the associated functions in three European nearby lakes », publié dans « Environmental Microbiology 14 », pp. 2480-2494, 2012 (FI : 5.843).
R. Krier, P. Matgen, K. Goergen, L. Pfister, L. Hoffmann, J.W. Kirchner, S. Uhlenbrook, H.H.G. Savenije : « Inferring catchment precipitation by doing hydrology backward: A test in 24 small and mesoscale catchments in Luxembourg », publié dans « Water Resources Research 48 », Numéro d’article : W10525, 2012 (FI : 2.957).
D. Molitor, J.C. Liermann, B. Berkelmann-Löhnertz, I. Buckel, T. Opatz, E. Thines : « Phenguignardic acid and guignardic acid, phytotoxic secondary metabolites from Guignardia bidwellii », publié dans « Journal of Natural Products 75 », pp. 12651269, 2012 (FI : 3.128).
D.A. Plaza, R. De Keyser, G.J.M. De Lannoy, L. Giustarini, P. Matgen, V.R.N. Pauwels : « The importance of parameter resampling for soil moisture data assimilation into hydrologic models using the particle filter », publié dans « Hydrology and Earth System Sciences 16 », pp. 375-390, 2012 (FI : 3.148).
F. Spanu, M. Pasquali, B. Scherm, V. Balmas, A. Marcello, G. Ortu, M. Dufresne, L. Hoffmann, M.J. Daboussi, Q. Migheli : « Transposition of the miniature inverted-repeat transposable element mimp1 in the wheat pathogen Fusarium culmorum », publié dans « Molecular Plant Pathology 13 », pp. 1149-1155, 2012 (FI : 3.899).
S. Ullah, M. Schlerf, A.K. Skidmore, C. Hecker : « Identifying plant species using mid-wave infrared (2.5-6 ìm) and thermal infrared (8-14 ìm) emissivity spectra », publié dans « Remote Sensing of Environment 118 », pp. 95-102, 2012 (FI : 4.574).
C.E. Wetzel, D.C. Bicudo, L. Ector, E.A. Lobo, J. Soininen, V.L. Landeiro, L.M. Bini : « Distance decay of similarity in Neotropical diatom communities », publié dans « PloS ONE 7 », e45071, 2012 (FI : 4.092).
M. Montaño, E. Cocco, C. Guignard, G. Marsh, L. Hoffmann, Å. Bergman, A.C. Gutleb, A.J. Murk : « New approaches to assess the transthyretin binding capacity of bioactivated thyroid hormone disruptors », publié dans « Toxicological Sciences 130 », pp. 94-105, 2012 (FI : 4.652).
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ISC
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02 Département « Informatique, Systèmes et Collaboration »
Présence du département à l’ICT Spring
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Département « Informatique, Systèmes et Collaboration »
Présentation générale 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.
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.
L’ é tude 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 ».
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12 Faits marquants 2012 La réorientation stratégique du département constitue sans aucun doute le fait le plus marquant de l’année 2012. Elle s’est concrétisée par un recentrage des activités autour d’une 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 évolution a nécessité de réévaluer le portefeuille d’activités du département. Une opération de « phasing out » progressif a donc été initiée pour les projets ou prestations de service qui ne s’inscrivaient pas dans cette thématique, ou qui ne contenaient plus suffisamment de contenu scientifique. Les membres du département ont commencé à être réorientés vers des activités alignées avec la nouvelle stratégie. En automne 2012, des personnes à profil scientifique marqué furent aussi recrutées afin de soutenir cette évolution.
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Arrivées à maturité, certaines technologies créées au sein du CRP - Gabriel Lippmann n’étaient plus en phase avec cette nouvelle stratégie mise en place. Plutôt que d’abandonner ces technologies, le centre s’est montré favorable à leur transfert au sein d’une spin-off, remplissant de la sorte une de ses missions, à savoir le transfert de technologies et de compétences au sein de l’économie luxembourgeoise. Trois collaborateurs du département ont ainsi fondé « Abacus Consulting & Solutions S.A. » en juillet 2012, la première spin-off née au sein du CRP - Gabriel Lippmann dans le cadre des contrats pluriannuels signés avec le Ministère de la recherche. Bien que créée en étroite collaboration avec le département, la spin-off n’a bénéficié d’aucun financement du CRP - Gabriel Lippmann et elle n’y est pas domiciliée. Au niveau des activités, il faut mettre en avant la participation du département au projet européen CAMOMILLE financé par le programme CHIST-ERA. Ce projet porte sur l’annotation collaborative de documents multimodaux, multimédia et multilingues. Le département ISC est en charge de travaux dédiés à la visualisation originale de ces annotations en contexte coopératif.
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Par ailleurs, deux thèses coencadrées par des membres du département ont aussi commencé. Elles se consacrent à la fouille visuelle de données dans différents domaines scientifiques. La première, en collaboration avec l’Université de Lorraine, porte sur la visualisation de graphes dynamiques. La seconde, en collaboration avec l’Université de la Sarre, s’intéresse à la classification interactive d’instruments financiers. La nouvelle stratégie du département ISC vise également les acteurs privés. Des contacts ont été initiés avec des entreprises concernées par des problématiques de visualisation. A titre d’exemple, on peut mentionner la collaboration avec le groupe allemand Felten pour intégrer dans son outil de suivi de production industrielle le logiciel de visualisation Calluna conçu par ISC. Des contacts sont également en cours avec des entreprises luxembourgeoises et françaises. Le feedback reçu de ces acteurs permet d’orienter de façon optimale la nouvelle stratégie d’ISC afin de prendre en compte les besoins du secteur privé.
Enfin, l’année 2012 fut également marquée par l’évaluation des résultats du département pour la période 2009-2011 par des auditeurs externes de la société Interface, commanditée par le ministère de tutelle. Six recommandations furent proposées dans le rapport final. Les responsables du département ont été heureux de constater que l’initiative de la réorientation stratégique anticipait certaines d’entre elles. Les autres seront considérées dans le processus de regroupement du CRP Henri Tudor et du CRP - Gabriel Lippmann.
Chiffres clés Nombre de projets : Nombre de partenaires : Nombre de publications : Nombre de thèses en cours :
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Les trois collaborateurs fondateurs de la spin-off « Abacus Consulting & Solutions »
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SUCCESS STORY Abacus : première spin-off pour le centre Le CRP - Gabriel Lippmann a su profiter du recentrage des activités et du dynamisme des collaborateurs de son département ISC pour lancer, sur le marché, plusieurs technologies arrivées à maturité, et qui n’étaient plus en phase avec la nouvelle stratégie mise en place. En accord et en concertation avec la direction du centre, Pascal Bauler, Fernand Feltz et Guy Simon, tous trois collaborateurs au sein du département ISC, ont saisi l’opportunité de créer une société privée baptisée « Abacus Consulting & Solutions S.A. ». Elle a vu officiellement le jour en juillet 2012 sans bénéficier d’aide financière du centre.
Outre un transfert de technologies, la création de cette spin-off représente également un important transfert de compétences. La migration progressive de membres du personnel d’ISC vers la spin-off a en effet été prévue. Abacus Consulting & Solutions bénéficie de la sorte de collaborateurs alliant expérience et excellence scientifique à un savoirfaire important. La naissance de cette première spin-off entrant dans le cadre des contrats de performances signés avec le ministère de tutelle constitue pour le département un succès significatif qui s’inscrit dans sa volonté de contribuer au développement du tissu socio-économique du Luxembourg.
Cette nouvelle entreprise luxembourgeoise va donc réutiliser des concepts et approches, telles que des méthodes de développement agiles ou des méthodes d’intégration de systèmes d’information, qui ont été étudiés, testés et validés dans divers projets de recherche appliquée et qui sont maintenant mûrs pour une utilisation pratique à large échelle.
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12 Publications majeures
Le système d’oculométrie disponible au département
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A. Breil, P. Hitzelberger, P. Da Silva Carvalho, F. Feltz : « Exploring data integration strategies for public sector cloud solutions », publié dans les actes de la « Joint International Conference on Electronic Government and the Information Systems Perspective, and Electronic Democracy (EGOVIS/EDEM 2012) », 3-6 septembre 2012, Vienne, Autriche, paru dans « Lecture Notes in Computer Science 7452 », pp. 271-278, 2012.
P. Hitzelberger, P. da Silva Carvalho, F. Feltz : « Data integration through the cloud: How to Combine Internal and External Data Sources – A Design Study », publié dans F. Leymann, I. Ivanov, M. van Sinderen, T. Shan (éditeurs) « CLOSER 2012: Proceedings of the 2nd International Conference on Cloud Computing and Services Science », Porto, Portugal, 18-21 avril 2012, pp. 177-182, 2012.
B. Otjacques, M. Cornil, M. Stefas, F. Feltz : « MCS filters to express partial satisfaction of criteria » publié dans les actes de « Eurographics Conference on Visualization (EuroVis 2012) », 5-8 juin 2012, Vienne, Autriche, pp. 49-53, 2012.
T. Tamisier, M. Mathu, F. Feltz : « Fostering collaboration in software development through a visual assistant to unit testing », publié dans les actes de la « 9 th International Conference on Cooperative Design, Visualization, and Engineering (CDVE 2012) », 2-5 septembre 2012, Osaka, Japon, paru dans « Lecture Notes in Computer Science 7467 », pp. 167-170, 2012.
G. Mussbacher, W. Al Abed, O. Alam, S. Ali, A. Beugnard, V. Bonnet, R. Bræk, A. Capozucca, B.H.C. Cheng, U. Fatima, R. France, G. Georg, N. Guelfi, P. Istoan, J.M. Jézéquel, J. Kienzle, J. Klein, J.B. Lézoray, S. Malakuti, A. Moreira, A. Phung-Khac, L. Troup : « Comparing six modeling approaches », publié dans les actes de « Workshops and Symposia on Models in Software Engineering (MODELS 2011), 16-21 octobre 2011, Wellington, Nouvelle-Zélande », paru dans « Lecture Notes in Computer Science 7167 », pp. 217-243, 2012.
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03 Département « Science et Analyse des Matériaux »
Inauguration du laboratoire de génie des nanomatériaux
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Département « Science et Analyse des Matériaux »
Présentation générale 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 ;
Afin de compléter son offre, le département a mis en place, en 2009, une nouvelle unité spécialisée dans le développement de nouveaux nanomatériaux. Les applications visées sont essentiellement industrielles, médicales et environnementales. 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.
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.
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12 Faits marquants 2012 Créé en 1992, le département a fêté ses 20 ans d’existence, deux décennies qui lui ont permis de devenir un département en sciences des matériaux reconnu au niveau international. En 2012, l’unité « Instrumentation Scientifique » a travaillé sur différents projets de développement instrumental, basés sur des faisceaux de particules chargées, notamment dans le domaine de la microscopie corrélative. La collaboration avec Zeiss, visant à développer une imagerie ionique avec information chimique à résolution nanométrique pour leur microscope à ions hélium ORION®, en est un exemple. Après une étude détaillée des processus fondamentaux pertinents, lorsqu’une surface est exposée à une irradiation He+ ou Ne+, l’équipe a développé un premier prototype et l’a installé sur un ORION® dans le centre R&D de Zeiss à Peabody (USA).
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Dans l’unité « Analyse des Matériaux », le projet NANO2HYBRIDS, dont le consortium réunissait sept universités et centres de recherche européens, a permis le développement d’un nouveau détecteur de composés organiques volatils de taille réduite. Le capteur final est constitué de nanotubes de carbone, sur lesquels sont greffés des nanoclusters métalliques et d’oxydes. Deux brevets, l’un portant sur la méthode originale de fonctionnalisation des nanotubes de carbone, l’autre sur le détecteur de gaz lui-même, ont été déposés. Le détecteur devrait être prochainement commercialisé par la société Sensotran. L’ unité « Traitement de Surface » a continué ses recherches dans le domaine de l’engineering des interfaces et des revêtements nanocomposites. Un des faits marquants, est la réussite de la mise au point d’un traitement de surface associant une étape de fonctionnalisation de la surface par plasma et de greffage par réaction chimique en phase vapeur, pour faire adhérer de façon réversible une feuille métallique et un ruban polymère. Cette propriété est basée sur la réalisation d’une réaction thermochimique de type Diels-Alder. Des contacts sont en cours avec une compagnie américaine, pour transférer cette solution dans le cas de l’adhésion de feuille de cuivre sur panneaux en verre.
Département « Science et Analyse des Matériaux »
L’ année 2012 a été jalonnée d’accomplissements charnières illustrant le développement soutenu des activités de l’unité « Génie des Nanomatériaux » depuis 2009 : l’inauguration du laboratoire par le prix Nobel de physique 2007, le Prof. Albert Fert ; la concrétisation du programme de collaboration avec la société Aixtron SE, via l’installation du prototype Beta-site, issu du brevet déposé par le CRP - Gabriel Lippmann ; la première publication du groupe, qui fut ciblée vers un journal scientifique à fort impact ; l’implémentation de technologie propriétaire (portefeuille de 21 brevets) différenciant le laboratoire telle que la croissance électrochimique localisée ; la signature de contrats de recherche privée avec une société récemment installée au Luxembourg et avec le Centre National d’Etudes Spatiales.
Enfin, la fin de l’année 2012 a vu le départ à la retraite du Prof. Henri-Noël Migeon. Ce dernier a jeté en 1992 les bases pour la création et le développement du premier département de recherche en matériaux au Luxembourg. Sous sa direction, l’équipe de spécialistes travaillant en analyses SIMS a atteint un niveau de reconnaissance internationale, comme le prouve la mise en place d’une école doctorale en techniques analytiques au sein du centre en 2005. Par ailleurs, des entreprises industrielles européennes, américaines et japonaises ont collaboré avec ce laboratoire de pointe au cours des vingt dernières années. La direction scientifique du département est assurée depuis le 12 septembre 2012 par le Prof. Jens Kreisel, jusqu’alors Directeur de recherche au CNRS, au sein du Laboratoire des Matériaux et du Génie Physique à l’Institut Polytechnique de Grenoble (F). Monsieur Kreisel a été sélectionné sur base d’un appel à candidatures international par un comité de recrutement composé entre autres de spécialistes académiques et de responsables de recherche du secteur privé.
Chiffres clés Nombre de projets : Nombre de partenaires : Nombre de publications : Nombre de thèses en cours :
44 73 61 17
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3.1 Unité « Analyse des Matériaux »
Grâce à ses instruments de pointe, manipulés par des scientifiques hautement spécialisés, l’unité « Analyse des Matériaux » est capable de caractériser tout type de matériau et de surface, quelle que soit sa nature (métal, céramique, verre, polymère, composite, semiconducteur, biologique, etc.) ou sa 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.
—s upport analytique à court terme : support quotidien, surtout pour réaliser le contrôle qualité, déterminer l’origine des défauts et aider la résolution des problèmes dans des processus de synthèse et des revendications client ;
—s upport analytique à moyen terme (1 à 3 mois) : études de faisabilité pour améliorer une étape précise d’un processus particulièrement relevant pour une industrie ou pour générer des premiers résultats pour valider un concept ;
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 (AESXPS), 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).
—s upport analytique à long terme (1 à 3 ans) : participation dans des projets qui visent, par exemple, à soutenir le développement des nouveaux processus d’élaboration ou des nouveaux matériaux ;
En 2012, 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 2012, cette activité a entraîné plus de 130 études, ce qui correspond à 500 jours d’analyse. Ces études peuvent être classées en trois catégories :
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la R&D appliquée : développement proactif et à la demande de nouvelles méthodologies, stratégies et approches. Depuis la création de l’unité, l’amélioration de ses capacités analytiques reste un objectif constant.
En 2012, les bénéficiaires principaux 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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SUCCESS STORY 2 brevets pour un capteur de Composés Organiques Volatils Le projet NANO2HYBRIDS, projet européen associant des laboratoires de modélisation et de synthèses belges, espagnols, français ainsi que le département SAM, a permis de développer un capteur de vapeurs de benzène. Ce gaz, faisant partie de la famille des composés organiques volatils (COV), est potentiellement irritant, allergisant voire cancérigène pour les professionnels exposés quotidiennement à ces vapeurs. Ce nouveau capteur a été réalisé en utilisant des matériaux hybrides : des clusters métalliques et d’oxydes métalliques (de taille inférieure à 5 nm) ont été greffés sur des nanotubes de carbone. L’ u tilisation de nanomatériaux a un double avantage :
La méthode originale de fonctionnalisation par plasma à pression atmosphérique à partir de précurseurs organométalliques utilisés sous forme liquide ou solide, initiée par le CRP - Gabriel Lippmann, et reprise par les deux autres laboratoires de synthèse participant au projet, a fait l’objet d’un dépôt de brevet international commun. Un deuxième brevet, associant la totalité des partenaires du projet, et protégeant le concept de ce détecteur, a également été déposé en Europe, aux Etats-Unis et en Chine. Ce projet a ainsi mis en avant la synergie entre les unités « Traitement de surface » et « Analyse des matériaux » du centre, nécessaire au développement et à l’optimisation de ce genre de matériaux hybrides. Il était également en phase avec les missions et critères de performances en termes de recherche scientifique, dépôt de brevets et transfert de technologie.
l’amélioration considérable de la sensibilité du détecteur ; la miniaturisation des capteurs, ce qui permet la conception de détecteurs individuels et portatifs.
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3.2 Unité « Instrumentation Scientifique »
L’ unité a pour objectif le développement d’instrumentations scientifiques basées sur des faisceaux de particules chargées. Les champs d’application visés pour cette instrumentation sont la nano-imagerie, la nanoanalyse et la nano-fabrication. Cette instrumentation scientifique permet aux autres unités de disposer de moyens techniques de pointe optimisés pour leur recherche. En disposant d’instruments non disponibles dans le commerce, le département peut souvent jouer un rôle de pionnier dans les différents domaines des matériaux qu’il couvre. Un axe de recherche important de l’unité se situe dans le domaine de la microscopie corrélative. Les différentes techniques d’analyse qui sont typiquement utilisées (p.ex. microscopie électronique à transmission, microscopie électronique à balayage, microscopie à champ proche, spectrométrie de masse des ions secondaires, etc.) sont constamment améliorées en termes de performances, mais leurs limitations intrinsèques (absence ou limitation de l’information chimique pour les microscopies électroniques ou à champ proche, résolution latérale limitée pour la spectrométrie de masse des ions secondaires) restent. Comme toutes les techniques individuelles ont leurs avantages et leurs limites, le défi consiste à combiner ces techniques de façon à ce que les limites intrinsèques de l’une puissent être compensées par les points forts d’une autre.
Plusieurs projets de l’unité visent à développer des instruments combinant in situ différentes techniques analytiques afin de corréler une information structurale à l’échelle nanométrique avec une information chimique à haute sensibilité. Les projets phares dans ce contexte, PIES, HE-SIMS et SIMS-SPM, visent tous les trois à développer des instruments permettant de réaliser des imageries élémentaires et isotopiques combinant une excellente résolution spatiale avec une sensibilité optimale. Tandis que PIES et He-SIMS combinent la spectrométrie de masse d’ions secondaires (SIMS) avec la microscopie électronique à transmission (TEM) et la microscopie à ions hélium (HIM), le projet SIMS-SPM couple la technique SIMS avec les techniques de microscopie à champ proche (SPM). Ces projets sont réalisés en partenariat avec des acteurs de renommée mondiale que sont FEI, Zeiss et Cameca. L’ année 2012 a également permis à l’unité de développer et de tester un prototype de spectromètre de masse très compact (format valise) tout en ayant une résolution en masse et une transmission très élevées. Ce spectromètre, qui a fait l’objet de deux dépôts de brevets, sera utilisé sur différents instruments en cours de développement. Il équipera notamment un outil de mesure dédié à l’hydrologie résultant d’une collaboration multidisciplinaire entre chercheurs de l’unité et chercheurs 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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SUCCESS STORY La technique SIMS sur un microscope à faisceau d’ions d’hélium Le microscope à faisceau d’ions d’hélium ORION de la marque Zeiss est devenu un outil majeur pour la microscopie à haute résolution et la nanofabrication. Aujourd’hui, cet outil est utilisé dans les installations R&D dans le monde entier avec des applications qui vont des sciences des matériaux aux sciences de la vie. Alors que les électrons secondaires sont utilisés pour l’imagerie à haute résolution, des informations compositionnelles peuvent être obtenues grâce aux ions He/Ne rétrodiffusés. Pour obtenir des informations chimiques d’une sensibilité beaucoup plus haute, l’unité « Instrumentation Scientifique » a étudié la possibilité d’appliquer la spectrométrie de masse à ionisation secondaire sur le microscope à faisceau d’ions d’hélium. L’ équipe a d’abord effectué des études fondamentales sur les rendements potentiellement utiles, les limites de détection et la résolution atteignable. Bien que les rendements de base soient faibles à cause de l’usage des gaz rares des ions primaires, ils peuvent être augmentés significativement en utilisant des techniques d’injection de gaz réactifs, en particulier via l’injection de césium, une technique inventée et brevetée par le CRP - Gabriel Lippmann en 2002.
Dans une deuxième phase, l’unité s’est concentrée sur la pratique de la collection des ions secondaires. Elle a développé un prototype spécifique pour l’instrument ORION, qui permet l’extraction et la détection des ions secondaires. Ce système a été testé au Luxembourg, avant d’être installé en novembre 2012 sur un ORION aux installations de Zeiss à Peabody (Etats-Unis). Une première série de tests, réalisés par une équipe de chercheurs de Zeiss et du département SAM, a mené à des résultats très encourageants et a confirmé des perspectives très intéressantes en vue de l’application de la technique SIMS sur le microscope à faisceau d’ions d’hélium. Les résultats ont été présentés dans plusieurs articles publiés dans des journaux scientifiques ainsi qu’à toutes les grandes conférences sur la microscopie et la microanalyse. Les réactions de la communauté sont très positives, à tel point que Zeiss et le CRP - Gabriel Lippmann sont en train de mettre en place un programme pour développer un instrument commercial basé sur le concept.
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3.3 Unité « Traitement de Surface »
En menant ses différents travaux de recherche effectués dans le cadre de projets soutenus par des organismes nationaux ou par des partenaires industriels (Goodyear, CircuitFoil, Rotarex, etc.), l’unité a poursuivi ses activités R&D dans le domaine des traitements de surface par voie sèche à l’aide de procédés plasma fonctionnant à basse pression et à pression atmosphérique. Au niveau scientifique, l’unité a organisé ses recherches et ses développements autour de trois thématiques : l’ingénierie des interfaces ; l’ingénierie des surfaces fonctionnelles avec des dépôts nanocomposites ; l’ingénierie des plasmas « très froids » pour les applications biologiques.
Sur plan plus fondamental, l’unité se donne donc l’ambition de travailler sur l’interaction des plasmas avec les mécanismes de formation des premières couches atomiques des dépôts CVD et PVD. Pour cela, un nouvel instrument scientifique, IMONAPS, a été installé au sein du laboratoire. Ce nouvel équipement permet notamment le dépôt de films assistés plasma de quelques couches atomiques sur des substrats qui peuvent ensuite être transférés sous vide vers différents outils de caractérisations physico-chimiques de la plate-forme d’analyse. Le diagnostic et la modélisation des plasmas, deux spécialités indispensables pour avoir toute l’expertise nécessaire, seront effectués en collaboration avec les chercheurs de l’équipe ESPRITS de l’Institut Jean Lamour dans le cadre du Laboratoire Européen Associé, LIPES.
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Grâce à un projet appliqué, BIOADBD, lancé en 2012 et soutenu par le FNR, qui porte sur l’élaboration de surfaces bioactives activées par plasma atmosphérique, l’unité a entamé un nouveau partenariat avec l’Université de Liège. D’autres recherches, menées dans le cadre de projets antérieurs ont permis le dépôt de deux brevets, l’un porte sur la réalisation de films minces pour la détection de gaz et l’autre, en copropriété avec EuroFoil, sur l’élaboration en une seule étape d’une surface superhydrophobe. D’autres résultats de recherches ont été présentés lors de conférences internationales en Europe et aux EtatsUnis par des membres de l’unité et ont également donné lieu à des publications dans des revues internationales. En partenariat avec l’Université de Pau, une nouvelle source de jet plasma atmosphérique permettant le traitement de matériaux d’intérêt biologique a été mise en service. En étroite collaboration avec le département EVA, cette source va maintenant être utilisée pour le traitement de bactéries et de virus dans le cadre de l’assainissement de l’eau et de la décontamination de végétaux. Le couplage des moyens de caractérisations du département SAM (TEM et nano-SIMS) et du département EVA (nouveau séquenceur d’ADN) devrait permettre d’obtenir des résultats pertinents sur l’interaction du plasma sur des micro-organismes.
Département « Science et Analyse des Matériaux »
Focus Coller et décoller un substrat métallique et un polymère Dans le cadre de recherches sur l’engineering de nouvelles interfaces actives, les chercheurs de l’unité ont mis au point un traitement de surface par plasma pour réaliser une adhésion réversible entre un matériau métallique et un film polymère. Cette méthode innovante et sans solvant permet d’obtenir une forte adhésion entre un substrat métallique et un film polymère, ou entre deux polymères, à température ambiante avec la possibilité de séparer les deux matériaux sans endommagement après un court chauffage. Cette propriété d’adhésion réversible soulève de plus en plus d’intérêt auprès des industriels pour valoriser le recyclage des produits manufacturés ou pour réaliser des interventions de réparation.
La solution est basée sur la mise au point d’un traitement de fonctionnalisation de surface par des groupements chimiques fragiles (p.ex. diènes et diénophiles) en associant une étape de fonctionnalisation de la surface par plasma et un greffage par réaction chimique en phase vapeur. Les travaux réalisés ont permis de démontrer que cette méthode pouvait permettre d’obtenir une adhésion de l’ordre de 1N/m2 à température ambiante entre une feuille mince métallique en aluminium et un ruban en kapton et qu’en réponse à une modification de la température de quelques centaines de degré, celle-ci pouvait être de 0,1N/m2, ce qui permettait de séparer sans endommagement, les deux matériaux. Cette propriété est basée sur la réalisation d’une réaction chimique thermoréversible appelé réaction de Diels-Alder ou rétro-Diels-Alder. Des contacts sont en cours avec des industriels pour transférer cette solution dans le cas de l’adhésion de feuilles de cuivre sur panneaux en verre ou dans le cas de l’adhésion de deux polymères techniques.
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3.4 Unité « Génie des Nanomatériaux »
Suite à trois années d’activités destinées à établir et à pérenniser le développement stratégique des nanotechnologies dans le paysage de la recherche scientifique et technologique luxembourgeoise, l’unité a présenté, lors d’une journée inaugurale, aux industriels luxembourgeois et européens ainsi qu’à ses partenaires académiques internationaux, l’intégration des équipements spécifiques aux nanotechnologies dans une infrastructure ultrapropre combinant des salles dites blanches de classe 10 et 100, respectivement. L’ unité « Génie des Nanomatériaux » s’est ainsi focalisée sur la synthèse de nano-objets multiphasés pour les matériaux composites de nouvelle génération ou ciblant la nanomédecine du futur et sur la recherche et le développement de nanomatériaux transparents et conducteurs pour les capteurs hautement sensibles et sélectifs, les solutions de dépollution photocatalytique ou bien la future « électronique invisible ». Cette recherche s’appuie sur des procédés de synthèse en phase vapeur ou en phase liquide industriellement compatibles et surtout différenciés des technologies disponibles sur le marché. Ainsi, plusieurs partenariats avec des équipementiers internationaux (Aixtron SE, Annealsys SA, Beneq OY) ont été formalisés afin de développer ces technologies singulières. Selon une philosophie identique, les équipements spécifiques de synthèse électrochimique de micro-nanostructures localisées sont en cours d’installation afin de doter le laboratoire d’une technologie propriétaire au CRP - Gabriel Lippmann avec un portefeuille de 21 brevets.
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Les projets relatifs aux appels internationaux d’une recherche scientifique et technologique transnationale (PNOXIDE et VISICAT) ont débuté en collaboration étroite avec l’Université de Mons, l’Institut Materia Nova, l’Université du Luxembourg et l’Université du Texas à Dallas. Suite à l’accord de collaboration avec la société Aixtron AG (premier fabricant mondial de réacteurs de type MOCVD) signé en 2011, l’équipement Beta-site (préindustriel) de synthèse de nanofilms organiques en phase vapeur basé sur un brevet en cours de dépôt du CRP - Gabriel Lippmann a été installé. Dans une démarche de valorisation technologique de son savoir-faire, le CRP - Gabriel Lippmann a également intensifié ses projets d’innovation pour l’industrie luxembourgeoise et européenne. On retiendra la poursuite du projet MODIATOMS avec la société Goodyear SA mais également le démarrage du projet ANLAPPIM avec la nouvelle société SIPA récemment installée au Luxembourg. Enfin, afin de soutenir l’augmentation constante des activités de recherche scientifique et technologique de l’unité, trois chercheurs, un ingénieur et deux doctorants ont rejoint le centre. Cette augmentation d’effectif continuera au cours de l’année 2013 afin de soutenir les projets contractuels à finaliser et les projets propres aux recherches de l’unité. Ces dernières s’articulent autour de la synthèse de nouveaux nanomatériaux destinés aux applications médicales.
Département « Science et Analyse des Matériaux »
Focus De la recherche à l’intégration technologique des nanomatériaux Le 10 mai 2012, le centre a eu l’honneur d’accueillir le Professeur Albert Fert, prix Nobel de physique 2007, qui a présidé l’inauguration officielle du laboratoire de génie des nanomatériaux et des nanotechnologies du CRP - Gabriel Lippmann. La centaine de participants à cette journée inaugurale a pu apprécier la stratégie de recherche et de développement en nanomatériaux basée sur des procédés de synthèse différenciés et industriellement compatibles. Ainsi, la philosophie du laboratoire s’appuie sur une volonté d’intégrer les potentiels nanotechnologiques aux industries les plus courantes.
Cette volonté de concilier une recherche, focalisée sur des ruptures scientifiques et technologiques pour l’électronique transparente et la nanomédecine, avec un développement appliqué aux spécifications industrielles permet à l’unité de conduire des projets d’étude originaux et transférables à plus ou moins long terme aux industries établies, en développement ou émergentes. A titre d’exemple, le développement de nanocharges multiphasées destinées à l’amélioration des performances pneumatiques de la société Goodyear porte ses premiers fruits. La collaboration avec le département innovation de la société SIPA est aussi en bonne voie. La solution technologique développée a montré une amélioration significative des performances des produits de cette petite entité récemment établie au Luxembourg. Les grands défis de son industrialisation doivent maintenant être abordés.
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12 Publications majeures
C. Amorosi, C. Mustin, G. Frache, P. Bertani, A. Fahs, G. Francius, V. Toniazzo, D. Ruch, V. Ball, L. Averous, M. Michel : « Design of flexible free standing plasma polymer-based films as hosts for enzyme immobilization », publié dans « Journal of Physical Chemistry C 116 », pp. 2135621365, 2012 (FI : 4.805).
N. Bahlawane, K. Kohse-Höinghaus, P.A. Premkumar, D. Lenoble : « Advances in the deposition chemistry of metal-containing thin films using gas phase processes », publié dans « Chemical Science 3 », pp. 929-941, 2012 (FI : 7.525).
N. Becker, T. Wirtz : « Reduction of matrix effects in polystyrene/ poly(methylene methacrylate) blends by metal-assisted secondary ion mass spectrometry », publié dans « Analytical chemistry 84 », pp. 5920-5924, 2012 (FI : 5.856).
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E. Lecoq, D. Duday, S. Bulou, G. Frache, F. Hilt, R. Maurau, P. Choquet : « Plasma Polymerization of APTES to Elaborate Nitrogen Containing Organosilicon Thin Films: Influence of Process Parameters and Discussion About the Growing Mechanisms », publié dans « Plasma Processes and Polymers », doi:10.1002/ppap.201200026, 2012.
A. Gutleb, J. Freitas, A. Murk, S. Verhaegen, E. Ropstad, T. Udelhoven, L. Hoffmann, J.N. Audinot : « NanoSIMS50 - a powerful tool to elucidate cellular localization of halogenated organic compounds », publié dans « Analytical and Bioanalytical Chemistry 404 », pp. 2693-2698, 2012 (FI : 3.778).
J. Kreisel, M.C. Weber, N. Dix, F. Sánchez, P.A. Thomas, J. Fontcuberta : « Probing individual layers in functional oxide multilayers by wavelength-dependent raman scattering », publié dans « Advanced Functional Materials 22 », pp. 50445049, 2012 (FI : 10.179).
Département « Science et Analyse des Matériaux »
J.P. Piret, D. Jacques, J.N. Audinot, J. Mejia, E. Boilan, F. Noël, M. Fransolet, C. Demazy, S. Lucas, C. Saout, O. Toussaint : « Copper(ii) oxide nanoparticles penetrate into HepG2 cells, exert cytotoxicity via oxidative stress and induce pro-inflammatory response », publié dans « Nanoscale 4 », pp. 7168-7184, 2012 (FI : 5.914).
B. Stenuit, G. Lamblin, P. Cornelis, S.N. Agathos : « Aerobic denitration of 2,4,6-trinitrotoluene in the presence of phenazine compounds and reduced pyridine nucleotides », publié dans « Environmental Science and Technology 46 », pp. 10605-10613, 2012 (FI : 5.228).
V. Sternitzke, R. Kaegi, J.N. Audinot, E. Lewin, J.G. Hering, C.A. Johnson : « Uptake of fluoride from aqueous solution on nanosized hydroxyapatite: Examination of a fluoridated surface layer », publié dans « Environmental Science and Technology 46 », pp. 802-809, 2012 (FI : 5.228).
T. Wirtz, N. Vanhove, L. Pillatsch, D. Dowsett, S. Sijbrandij, J. Notte : « Towards secondary ion mass spectrometry on the helium ion microscope: An experimental and simulation based feasibility study with He+ and Ne+ bombardment », publié dans « Applied Physics Letters 101 », 2012 (FI : 3.844).
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CRP - Gabriel lippmann Centre de Recherche Public
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04 Organisation
CONSEIL D’ADMINISTRATION
DIRECTION
Président Hubert JACOBS VAN MERLEN
Directeur Fernand REINIG
Vice-président Georges BOURSCHEID, depuis le 6 octobre 2012 Jacques HOFFMANN, jusqu’au 5 octobre 2012 Trésorier Arthur PHILIPPE, depuis le 6 octobre 2012 Pierre SECK, jusqu’au 5 octobre 2012 Secrétaire Jacques HOFFMANN, depuis le 6 octobre 2012 Fernand REINIG, jusqu’au 5 octobre 2012 Membres Léon DIEDERICH, depuis le 6 octobre 2012 Germain DONDELINGER, jusqu’au 5 octobre 2012 Romain FOUARGE, jusqu’au 5 octobre 2012 Jean-Marie HAENSEL, depuis le 6 octobre 2012 Jean-Luc KAMPHAUS, jusqu’au 5 octobre 2012 Heike POIGNAND Gregory SAEUL, depuis le 6 octobre 2012 Georges THIELEN, depuis le 6 octobre 2012 Eric TSCHIRHART, jusqu’au 5 octobre 2012 Léon WIETOR Commissaire du Gouvernement Pierre DECKER
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Organisation
DÉPARTEMENT ADMINISTRATIF ET TECHNIQUE Responsable du département Michèle de POURCK Service comptabilité Alain DEPAIRON, Sylvianne BRÜLS, Corinne LATTANZIO, Carole SCHEIL Service gestion de projets Marguerite AUBERGER, Michèle BARTUCCI, Véronique BECKER, Laurence BROGI, Clarie FOURCAULT, Geoffrey MARAIS, Coralie MATHIVET, Christine SCHILDKNECHT, Mireille THIL Service achats Alexandre CHATEAU-DUCOS, Etienne HOUX, Julie SUTTER Service secrétariat & documentation Mariana BURGUN, Sabrina CAILLET, Alexis DE COL, Valérie KIHN, Lydia MOULDEN, Vanessa PEARDON
Responsable unité systèmes d’information & organisation Christian ANESE Service exploitation, supervision & bureautique Bernard PERBAL, Stéphane LEGER, Michel POLEUR, Michel WEINACHTER Service HPC Markus 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
Service juridique Christine MELON, Caroline ROCH Responsable unité ressources humaines & communication Stéphane KUCHARCZYK Service ressources humaines Angélique GOBIN, Joséphine AYROLES, Cédric BOUARABA, Morgane DENNY, Catherine KAIVERS, Stéphanie LUCADELLO, Emilie ZIMER Service communication Olivier MARQUIS, Solène CHAVEL-SCHENK, Alexandra DOBROWOLSKI, Marie MARON, Lindsey STOKES
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CRP - Gabriel LIPPMANN - RAPPORT d’activités 2012
12 DÉPARTEMENT ENVIRONNEMENT ET AGRO-BIOTECHNOLOGIES
Responsables d’unité Torsten BOHN, Henry-Michel CAUCHIE, Laurent PFISTER
Doctorants Cosette ABDALLAH, Olatz AIZPURUA SAN ROMAN, Jean-Baptiste BURNET, Joana CORTE-REAL, Raquel FOLGADO CASADO, Jason FRENTRESS, Xavier GOUX, Anouk KAULMANN, Sebastian KLEIN, Robert KRIER, Hanna Leona LOKYS, Youri MARTIN, Frédéric MAYER, Carole MOLITOR, Mauricio MONTANO GARCES, Bruno PRINTZ, Joëlle SCHMIT, Moustafa SELIM, Melissa WOODCRAFT
Responsables de plate-forme Cédric GUIGNARD, Jenny RENAUT
Secrétaire de direction Elisabeth CLOT
Chefs de projet Marco BEYER, Philippe DELFOSSE, Luc ECTOR, Danièle EVERS, Klaus GÖRGEN, Arno GUTLEB, Jean-François HAUSMAN, Christophe HISSLER, Andreas KREIN, Patrick MATGEN, Thomas SCHLEEH, Martin SCHLERF, Gérard SCHMIDT, Nicolas TITEUX
Chercheurs associés Arpiné ARDZIVIAN, Thomas Adrianus BOGAARD, Cecilia BRUNETTI, Anna COLES, Tatsiana ESPEVIG, Shervan GHARARI, Dmitri KAVETSKI, Nadine KOCH, Maja KRSTIC, John Gregory MARSHALL, Ming MIAO, Eduardo Antonio MORALES, Laura RESTELLI, Gilles ROCK, Stefan SCHAFFLER, Anne ZANGERLE
Chef de département Lucien HOFFMANN
Chercheurs Hubert BALTUS, Marc BEHR, Sébastien BONOT, Magdalena CALUSINSKA, Malick CAMARA, Lisette CANTU SALAZAR, Antoine CLERMONT, Giovanni CORATO, Hannah DEUßER, Alain DOHET, Tiphaine DUBOS, Michael EICKERMANN, Fabrizio FENICIA, Anastasia GEORGANTZOPOULOU, Nasser GHARBI, Laurent GOURDOL, Gea GUERRIERO, Dasa HLUBIKOVA, Renaud HOSTACHE, Karim HOUCHI, Marie-Caroline JONVILLE, Jürgen JUNK, Kim KNAUER, Sylvain LEGAY, Sébastien LEMAIGRE, Ana Teresa LUIS, Miriam MACHWITZ, Núria MARTINEZ CARRERAS, Lisa MIRANDA MIRANDA, Daniel MOLITOR, Maria Helena NOVAIS, Leslie OGORZALY, Matias PASQUALI, Christian PENNY, Friederike POGODA, Gérard SCHMIDT, Tommaso SERCHI, Kjell SERGEANT, Peter SINIGOJ, Adeline TISSIER, Loise WANDERA, Carlos Eduardo WETZEL
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Ingénieurs-techniciens et techniciens François 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, Sébastien PLANCHON, Franz Kai RONELLENFITSCH, Laurent SOLINHAC, Cyrille TAILLIEZ, Boris UNTEREINER, Cécile WALCZAK, Johanna ZIEBEL
Organisation
DÉPARTEMENT INFORMATIQUE, SYSTÈMES ET COLLABORATION Chef de département Fernand FELTZ Adjoint au chef de département Benoît OTJACQUES Chefs de projet Pascal BAULER, Nicolas BIRI, Patrik HITZELBERGER, Guy SIMON, Thomas TAMISIER Chercheurs Kheira ACEM, Javier AREVALO, Fabrice BASTOS, Alexander BREIL, Pierrick BRUNEAU, Luc CAPPELLARO, Paulo DA SILVA CARVALHO, Yoanne DIDRY, Yoann GABILLON, Yves GAFFINET, Daniel HEINESCH, Peter KARSKI, Benjamin KLAMEREK, Michael LODDE, Jérémy LUDWIG, Jose Carlos MATA SANCHEZ, Morgan MATHU, Nicolas MEDOC, Olivier PARISOT, Olivier PEDRETTI, Philippe PINHEIRO, Antoine SCHLECHTER, Céline THOMASE, Thomas ZANGERL Doctorants Youcef ABDELSADEK, Claude GANGOLF, Paul Alexandru ISTOAN Technicien Nicolas ZIRN Ingénieurs de recherche Maël CORNIL, Mickaël STEFAS
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CRP - Gabriel LIPPMANN - RAPPORT d’activités 2012
12 DÉPARTEMENT SCIENCE ET ANALYSE DES MATÉRIAUX Chefs de département Jens KREISEL Henri-Noël MIGEON Responsables d’unité Patrick CHOQUET, Damien LENOBLE, Tom WIRTZ Chefs de projet Jean-Nicolas AUDINOT, Naoufal BAHLAWANE, Gilles FRACHE, Torsten GRANZOW, Jérôme GUILLOT, Patrick PHILIPP, Nathalie VALLE Responsable projets industriels Thierry GIROT Chercheurs Didier ARL, Peter BARRY, Nicolas BOSCHER, Agnieszka BOTOR-PROBIERZ, Ludovic BRIQUET, Simon BULOU, David DOWSETT, David DUDAY, Yves FLEMING, Baptiste GIRAULT, Mael GUENNOU, Quang Hung HOANG, Guillaume LAMBLIN, Elodie LECOQ, Ioana LUCIU, Rémy MAURAU, Maryline MORENO, Sudharsan PANDIYAN, Manuel PEREZ JIGATO, Lex PILLATSCH, Bianca Rita PISTILLO, Ekaterina REZUGINA, JeanSébastien THOMANN, Nico VANHOVE, Oleksiy VOZNIY, Nimer WEHBE Doctorants Beatrix BENDLER, Jonathan CREPELLIERE, Philip HEIER, Florian HILT, Olga ISHCHENKO, Arindam JANA, Ben KASEL, Vishal KHETAN, Antoine LEJARS, Anton MANAKHOV, Rodolphe MAUCHAUFFÉ, Khanh Quyen NGO, Sébastien OLIVIER, Vincent ROGÉ, Moustapha SARR, Canan TURGUT, Cédric VANDENABEELE Secrétaires de direction Corinne LAVOREL, Chantal MIGEON
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Ingénieurs, ingénieurs-analystes et techniciens Noureddine 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
DÉLÉGATION DU PERSONNEL Président Jean François IFFLY Vice-président Jean-François HAUSMAN Secrétaire Olivier PEDRETTI Assesseurs Paulo DA SILVA CARVALHO, Laurent PFISTER Délégué à l’égalité Nicolas BIRI
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RAPPORT d’activités 2012
CRP - Gabriel lippmann Centre de Recherche Public
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25 ans
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CRP - Gabriel LIPPMANN - RAPPORT d’activités 2012
25 Ans
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CRP - Gabriel LIPPMANN - RAPPORT d’activités 2012
25 Ans
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RA
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CRP - Gabriel LIPPMANN - RAPPORT d’activités 2012
25 Ans
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CRP - Gabriel LIPPMANN - RAPPORT d’activités 2012
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Photos CRP - Gabriel Lippmann Nicolas Bouvy SIP / Luc Deflorenne Layout
rose de claire, design.
Impression
Imprimerie Centrale
© CRP Gabriel Lippmann 2013
Ce rapport est également disponible sur le réseau internet à l’adresse : www.lippmann.lu
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CRP Centre de Recherche Public - Gabriel Lippmann
CRP - GABRIEL LIPPMANN 41, rue du Brill L- 4422 BELVAUX tél. (352) 47 02 61 - 1 fax (352) 47 02 64 e-mail :
[email protected] www.lippmann.lu
