A première vue, on ne peut pas vraiment dire que la recherche soit le point fort de la région des Hauts-de-France. Avec près de 9 500 chercheurs, dont la moitié en entreprise et l’autre en laboratoire, elle n’emploie que 4 % de la population totale de la région, le plus faible taux national en dehors de l’outre-mer. Cette proportion est deux fois plus faible qu’en Bretagne, trois fois moindre qu’en Occitanie et quatre fois inférieure à celle de l’Ile-de-France ! Ce qui se traduit logiquement au niveau de l’effort financier consacré à la recherche. Rapporté au PIB de la région, il est lui aussi l'un des plus bas de France avec 3,41%.

Mais tout ne peut se réduire à une fatalité statistique. Car la région se rattrape avec la présence de quelques locomotives d’envergure nationale - voire internationale - dans la santé (Pôle hospitalier universitaire, Eurasanté, Institut Pasteur de Lille…), dans les nouvelles technologies (Euratechnologies, Iemn, Inria...) ou dans l’enseignement supérieur (Université de Lille, Université Catholique, Grandes écoles…) et par la présence de 51 laboratoires du Centre national de la recherche scientifique (CNRS) disséminés sur le territoire. Un tissu attractif qui permettait à la région de séduire près de 225 000 étudiants dans l’enseignement supérieur en 2016-2017. Ce qui situe cette fois les Hauts-de-France à un honorable quatrième rang national derrière l’île-de-France, Auvergne Rhône-Alpes, et l’Occitanie.

« Des chercheurs qui cherchent, on en trouve. Des chercheurs qui trouvent, on en cherche », raille l’adage. Eh bien des chercheurs qui trouvent, Mediacités en a trouvés de beaux spécimens dans les Hauts-de-France. En voici un petit échantillon.

Suzanne Crumeyrolle traque la pollution aux particules fines

Crumeyrolle_rondMaître de conférence en Physique à la Faculté des sciences et technologies de Lille et chercheuse au Laboratoire d’optique atmosphérique à Villeneuve d’Ascq.

Après un passage de deux ans à la Nasa, la prestigieuse agence spatiale américaine, Suzanne Crumeyrolle intègre son laboratoire actuel en 2013. Elle convainc alors ses confrères, qui étudient les nuages et la pollution atmosphérique en altitude, de l’intérêt d’étudier l’air près du sol. « Ce n’est pas neutre : c’est celui que nous respirons ! », pointe la jeune chercheuse de 37 ans. Elle décide d’installer un boîtier de mesure de la pollution sur le toit du labo, au cœur du campus de la Fac de sciences. Ce qui l’amène à constater que la quantité de particules fines à Lille flirte quasi en permanence avec la limite des taux recommandés par l’Organisation Mondiale de la Santé.

Pour affiner ses mesures, la chercheuse travaille sur la mise au point d’un petit capteur portatif. C’est ainsi qu’elle découvre, lors d’un trajet métro-labo-dodo, que le métro lillois expose ses passagers à une forte concentration en particules très fines, les plus dangereuses pour l’organisme, car susceptibles de s’enfoncer profondément dans les voies respiratoires. « C’est scandaleux ! s'insurge-t-elle. D’autant que le métro dispose d’un système de filtration prévu pour les fumées en cas d’incendie qui pourrait être utilisé. Nous avons proposé à la MEL de réfléchir ensemble à des solutions. Sans succès. »                

La chercheuse prévoit maintenant d’équiper des cyclistes de son petit capteur, afin de mailler la ville et mieux cartographier sa pollution. Elle pensait pouvoir en équiper les V’Lille, eux aussi gérés par la MEL. Mais « ça n’a pas l’air non plus de les intéresser », déplore-t-elle. C’est donc avec l’Association droit au vélo (Adav) que l’expérience, lancée expérimentalement il y a un an, va être déployée à plus grande échelle à partir de la rentrée.

Hélène Duez veut reprogrammer l’organisme pour l’aider à se protéger des maladies

Duez_rondDirectrice de recherche à l’Inserm-Institut Pasteur de Lille.

Quand Mediacités lui a demandé de décrire ses travaux de recherche, Hélène Duez aurait pu répondre qu’elle étudie l’impact des protéines Rev-erb-α sur la régulation du rythme circadien, ce qui aurait été rigoureusement exact. Mais elle a commencé par nous expliquer qu’elle essaie de trouver un moyen d’utiliser notre horloge biologique interne pour réduire le risque de développer certaines maladies.

Pour être plus précis, la chercheuse de 48 ans et son équipe, basée à l’Institut Pasteur de Lille, explore une nouvelle piste thérapeutique basée sur le fonctionnement du corps humain. Notre organisme est en effet rythmé par l’alternance jour-nuit : entre le jour et la nuit, le corps n’a pas la même façon de fonctionner. Il peut donc se révéler plus ou moins sensible - ou résistant - à certaines agressions extérieures (infections, etc.). Or l'équipe d'Hélène Duez a identifié une molécule qui permet de réguler l’horloge biologique. L’idée consiste à se servir de cette molécule comme d’un levier pour stimuler cette horloge et renforcer l’organisme aux moments où il en a besoin.

« Ça fonctionne déjà chez la souris, se réjouit la chercheuse : nous avons montré que cette technique permet de les sauver d’une hépatite fulminante. » Ce résultat prometteur permet d’imaginer de nombreuses applications chez l’homme. « Certaines opérations, comme le changement de valve cardiaque, présentent moins de complications quand elles sont menées l’après-midi plutôt que le matin, explique Hélène Duez. Il serait alors possible de modifier l’horloge biologique des patients opérés en matinée pour que leur organisme ait l’impression qu’on est l’après-midi. »

La technique permettrait aussi de traiter les personnes postées (c'est à dire qui travaillent en horaires décalés), dont on sait qu’elles sont plus exposées au risque de maladies cardiovasculaires (+40 %), de diabète de type 2 et d’obésité (+50 %)... et même de certains cancers. La chercheuse estime toutefois qu’il faudra au moins 15 ans avant que ces travaux ne débouchent sur un traitement opérationnel.

Guillaume Ducournau travaille à assurer le succès de la 5G

Ducourneau_rondProfesseur à la Faculté des Sciences et Technologies de l’Université de Lille et chercheur en photonique et hautes fréquences à l’Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (Iemn) à Villeneuve d’Ascq.

Tout le monde utilise un smartphone et personne n’est surpris de pouvoir visionner des vidéos haute définition tout en marchant dans la rue. Mais si cela est possible, c’est grâce à des chercheurs de l’ombre comme Guillaume Ducournau, spécialiste en communications sans fil à très haut-débit.

Avec son équipe, il travaille à l’émergence de la 5G. Ce nouveau protocole de communication promet un débit, mais aussi une densité et une rapidité de connexion améliorées d’un facteur 10 par rapport à la 4G. Ce protocole permettra donc aux smartphones d’échanger plus de données avec les antennes relais. Mais pour une utilisation nomade, il faut que ces données puissent rapidement être transférées d’une antenne relais à l’autre pour suivre l’utilisateur au cours de ses déplacements.

Avec plusieurs centaines de personnes connectées à chaque antenne, les besoins en débits vont exploser. « Nous savons que si la demande en débit continue d’augmenter à ce rythme, les technologies actuelles ne seront pas capables de l’absorber, et ce dès 2025 », prévient le chercheur de 39 ans. C'est notamment le cas en dehors des zones urbaines, où les antennes relais ne sont pas reliées entre elles par des fibres optiques, et où il faudra donc utiliser des communications sans fil à ultra-haut débit qui n’existent pas à l’heure actuelle.

La piste explorée par Guillaume Ducournau et son équipe pour éviter cet engorgement ? Utiliser des fréquences de plus en plus élevées qui, selon les lois de la physique, permettent de porter plus d’informations. Et recourir à des alliages de métaux permettant aux composants électroniques de générer la puissance nécessaire. Le chercheur espère pouvoir atteindre des débits de 1 térabits par seconde, soit 1000 fois plus élevés que la dernière génération de Wi-Fi (1gigabit/s en théorie). « Nous faisons partie des rares équipes dans le monde qui ont déjà obtenu des débits de 100 gigabits par seconde », souligne Guillaume Ducournau.

Ces travaux pourraient trouver d'autres débouchés dans les voitures autonomes qui doivent elles aussi échanger de grandes quantités de données avec l’infrastructure routière et les autres véhicules. Quant à ceux qui craignent que ces nouvelles ondes omniprésentes nuisent à leur santé, le chercheur leur répond invariablement que « plus on monte en fréquence, moins les ondes sont dangereuses : elles ne traversent même pas la peau. »

Terence Béghyn révolutionne la recherche de traitements contre les maladies rares

Beghyn_rondMaître de conférences à la Faculté de Pharmacie (Université de Lille), détaché pour assurer la présidence d’Apteeus, à Lille.

Ce diplômé en pharmacie s’est lancé un défi de taille : trouver des traitements pour les personnes touchées par des maladies génétiques rares, souvent délaissées par les grands laboratoires pharmaceutiques. Avec une approche aussi originale que prometteuse : essayer de trouver un médicament parmi ceux déjà disponibles sur le marché !

Partant du constat que de nombreux traitements ont des effets secondaires indésirables, le chercheur s’est dit que certains de ces effets pourraient être... désirables et susceptibles de traiter d’autres maladies que celle identifiée par le fabricant. Un peu comme le Viagra, initialement conçu pour traiter l’hypertension, dont on a ensuite perçu qu’il était efficace contre les troubles de l’érection.

L'avantage ? Partir de molécules existantes permet d’accélérer les démarches d’homologation, car une grande partie des tests obligatoires avant la mise sur le marché ont déjà été effectués. « La grande majorité des maladies génétiques touchent des enfants dont l’espérance de vie est courte : ils ne peuvent pas attendre 15 ans pour qu’un médicament soit mis au point. Avec cette méthode, il ne nous faut qu’un an ou deux », détaille Terence Béghin.

Dans l’entreprise qu’il préside, créée en 2014 et cofinancée par des associations de malades, le spécialiste en chimie thérapeutique utilise des cellules prélevées sur des patients sur lesquelles il teste près de 2000 principes actifs (soit une grande partie des molécules disponibles en pharmacie). Une stratégie de criblage systématique et automatisé qui a déjà débouché sur des prescriptions et soulagé plusieurs malades atteints du syndrome de la duplication du gène MecP2 ou de maladies peroxysomales (une variété de maladies génétiques).

« C’est un changement complet de paradigme », estime le chercheur, une petite révolution dans le domaine médical où le traitement, habituellement massifié et standardisé, est ici développé sur-mesure pour chaque patient.

Arnaud Héquette radiographie le déclin des plages nordistes

Hequette_rondResponsable de l’équipe « Dynamique côtière actuelle et récente » au Laboratoire d'Océanologie et de Géosciences de l’Université du Littoral Côte d'Opale, à Dunkerque.

Pour la plupart d’entre nous, le réchauffement climatique reste abstrait, et son impact au niveau régional encore plus. Lui l’étudie au quotidien. Arnaud Héquette scrute l’évolution du littoral au fil du temps, sur une échelle de plusieurs dizaines voire centaines d’années. Depuis son bureau dunkerquois, il peut aussi observer tous les jours de ses yeux la côte d’Opale. Pour ce spécialiste de 60 ans, le changement, c’est maintenant : « Il y a déjà des endroits où la plage recule fortement, comme à Wissant où le pied de la dune a reculé de 300 mètre depuis les années 1950. Mais aussi à Wimereux ou dans la baie d’Authie, où une dizaine de millions de mètres cubes de sable ont disparu au cours du XXe siècle. A l’inverse, d’autres plages prospèrent, comme à la frontière belge. »

Cette évolution peut menacer ces sites phares du tourisme balnéaire nordiste où, « à marée haute, il n’y a parfois presque plus de sable pour poser sa serviette ». Et ça ne va pas s’arranger ! « Le risque d’érosion et de submersion va augmenter avec le réchauffement climatique », prévient le chercheur. Avec la hausse attendue du niveau de la mer et l’intensification des tempêtes, l’érosion des plages sous l’effet de la houle va s’intensifier, avec peu de moyens d’action pour la contrer : « On peut renflouer la plage à l’aide de sable, comme nous l’avons fait devant la digue des Alliés, dans le Port de Dunkerque, ou installer des enrochements pour casser les vagues et limiter l’érosion, avance le chercheur. Mais à vrai dire, il faut intégrer que la zone côtière va reculer. La priorité, ce serait déjà de limiter les constructions près des dunes et des digues, ce qui ne semble toujours pas être la règle partout. »

Arnaud Héquette pourra affûter ses arguments : il lance cette année l’auscultation du littoral à l’aide d’un radar multi-fréquences 15-80 MHz embarqué sur un hélicoptère ou un avion. Il permet de radiographier le sol jusqu’à 60 mètres de profondeur (contre quelques mètres avec les outils actuels), afin de mieux comprendre sa dynamique. Une première mondiale.

Sabine Szunerits veut accélérer la détection des accidents cardiovasculaires

Szunerits_rondProfesseur à la Faculté des Sciences et Technologies de l’Université de Lille et chimiste à l’institut d’électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (Iemn) à Villeneuve d’Ascq.

Comment détecter rapidement si une personne est victime d’un problème cardiovasculaire, comme un infarctus ou un AVC, pour lequel chaque seconde compte ? C’est l’objectif de Sabine Szunerits, qui travaille sur la mise au point de biocapteurs miniaturisés, portables et non invasifs. Son approche consiste à essayer de détecter des protéines spécifiques libérées dans le sang et dans la salive, lors de ces épisodes cardiovasculaires.

Les petits capteurs électrochimiques sur lesquels elle travaille, à base de nanomatériaux comme le graphène, sont capables de mesurer de très faibles écarts de concentrations de ces protéines. « Les pathologies se traduisent par des concentrations de quelques picogrammes [milliardièmes de milligrammes] par millilitre dans le sang et encore plus faible dans la salive. Les dispositifs actuels permettent de mesurer des variations d’environ 30 picogrammes par millilitre et prennent quelques heures. Nos capteurs, eux, permettraient de détecter des fluctuations de 1 picogramme par millilitre, en seulement 10 à 15 minutes », explique la chercheuse de 47 ans.

Sabine Szunerits imagine que ces dispositifs pourraient être fabriqués sous forme de sucettes à placer dans la bouche, au contact de la salive, d’ici 5 à 6 ans si tout se passe bien. Ces capteurs ultrasensibles pourraient aussi être intégrés dans des patchs cutanés pour, par exemple, mesurer le taux de glucose des diabétiques. Ces patchs pourraient même contenir de l’insuline, prête à être libérée en cas de besoin pour réguler le taux de glucose dans le sang, en passant à travers la peau. Mais cette fois pas avant 10 à 15 ans, estime la chercheuse, qui a décroché la prestigieuse médaille d’argent du CNRS en 2018.

Cet article lillois clôt (provisoirement) le petit tour de France de la recherche dans les villes couvertes par Mediacités... Car « des chercheurs qui trouvent », il y en a aussi à Toulouse, Lyon et Nantes.

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