Mondialement connue pour son excellence dans le secteur aéronautique, Toulouse n’en est pas moins une ville universitaire qui regorge de chercheurs de grande qualité dans de nombreux domaines. Si la candidature de l’Université de Toulouse au label Idex a été retoquée, cela ne doit pas masquer le niveau et la densité de la recherche toulousaine. 

Avec la présence d’organismes comme le CNRS, l’Inra, l’Inserm, le Cnes, des centres de pointe comme l’Oncopole ainsi que des pôles de compétitivités d’envergure mondiale, Toulouse compterait plus de 10 000 chercheurs selon les chiffres de So Toulouse, la marque de rayonnement touristique de Toulouse, aujourd’hui regroupée avec l’office de tourisme au sein de l’agence d’attractivité de Toulouse Métropole. Et ce dans des domaines aussi variés que les mathématiques, les sciences de la communication, la physique, la chimie, la médecine, l’agronomie ou les sciences de l’homme.

Alors que Toulouse accueille en juillet l’Euroscience Open Forum, Mediacités a choisi de vous présenter certains chercheurs dont les découvertes pourraient bien modifier nos vies ou nos façons de penser.

Sandrine Silvente-Poirot et Marc Poirot, le cholestérol à l’assaut du cancer

Sandrine Silvente-Poirot et Marc Poirot (IUCTO)

Directrice de recherche au CNRS et directeur de recherche à l’Inserm, Sandrine Silvente-Poirot et Marc Poirot dirigent une équipe du Centre de recherches en cancérologie de Toulouse (CRCT) qui a identifié une nouvelle cible et donc une possible thérapie pour les cancers du sein.

Sandrine Silvente-Poirot et Marc Poirot ont découvert qu’une molécule baptisée OCDO, inconnue jusque-là et issue de la transformation métabolique du cholestérol, est également présente dans les cellules tumorales et favorise leur développement. Ainsi, en comparant des cellules d’une glande mammaire saine et des cellules tumorales, ils ont constaté une différence dans le métabolisme du cholestérol. « Dans les cellules atteintes, nous avons observé une production d’OCDO et l’absence de dendrogénine A (DDA), un autre dérivé du cholestérol. La DDA inhibe le développement des tumeurs et bloque la production de l’OCDO », explique Marc Poirot.

Trois années ont été nécessaires aux deux chercheurs et à leur équipe pour identifier l’OCDO, l’enzyme qui la sécrète et ses propriétés procancéreuses. La collaboration entre chercheurs et cliniciens au sein de l’Institut universitaire du cancer de Toulouse (IUCT) a fait gagner un temps précieux, notamment grâce à la mise à disposition de banques de tumeurs. Des essais ont ensuite permis d’établir l’action anticancéreuse de la DDA sur différents cancers à l’échelle du laboratoire. Une avancée qui ouvre la voie à des essais cliniques pour un traitement à base de DDA, qui bloque les effets de l’OCDO et stoppe sa production. Pour Sandrine Silvente-Poirot, l’utilisation de la DDA en clinique pourrait arriver « d’ici à 2 ou 3 ans ».

Frédéric Dehais planche sur les cockpits du futur

Photo: Aude Lemarchand

Professeur et responsable de l’équipe neuroergonomie à l’Institut supérieur de l'aéronautique et de l'espace Isae-Supaero, Frédéric Dehais utilise les neurosciences pour comprendre les mécanismes à l’origine des erreurs de pilotage. Objectif : réduire les accidents en concevant des cockpits intelligents capables de remettre le pilote dans les clous.

Dans des avions où tout est de plus en plus automatisé, le pilote passe l’essentiel de son temps à contrôler que tout fonctionne correctement. La plupart des accidents résulte donc de ce que l’on désigne souvent par des erreurs humaines consécutives à des petites pannes auxquelles le pilote n’a pas su répondre. C’est là que Frédéric Dehais intervient avec une approche originale, la neuroergonomie. « L’idée, au contraire de l’approche subjective et psychologique du "facteur humain", est d’utiliser les neurosciences pour comprendre les mécanismes à l’œuvre dans le cerveau lors des incidents. Souvent, les accidents sont dus au fait que les pilotes ont persisté dans des décisions erronées et n’ont pas répondu aux alarmes visuelles ou auditives. Le but est de comprendre pourquoi. »

Grâce à des simulations dans des IRM, des simulateurs de vols ou en conditions réelles, Frédéric Dehais et son équipe ont pu faire quelques découvertes. Ainsi, quand le stress et la charge de travail deviennent trop important, le cortex auditif est éteint, ce qui fait que le pilote n’entend plus l’alarme. « En cas de stress, on en revient toujours au visuel mais, dans un cockpit, il y a 80 à 90 % d’informations visuelles », explique le chercheur.

Photo: Aude Lemarchand.

À terme, l’objectif est d’avoir des cockpits intelligents capables de trouver la modalité de l’alarme adaptée à l’état du pilote afin d’éviter le risque d’accidents au maximum. Un système qui pourrait être adapté aux voitures, aux trains ou aux centrales nucléaires. Une technologie qui va demander une miniaturisation des capteurs, mais Frédéric Dehais est en train de monter une start-up autour du eye-tracking. L'idée ? A partir de caméras placées dans le cockpit, un algorithme d’intelligence artificielle pourra analyser le comportement du pilote et voir s’il comprend tout ce qui se passe. Dans un premier temps destinée aux simulateurs de vol pour améliorer les entraînements, cette technologie pourrait permettre de formuler des recommandations aux constructeurs pour concevoir des cockpits plus faciles à gérer pour les pilotes.

Corinne Bonnet repense les panthéons de l’Antiquité

Corinne Bonnet (Samuel Martin, UT2J)

Historienne membre du laboratoire Patrimoine Littérature Histoire de l’Université Jean-Jaurès, Corinne Bonnet est lauréate de l’ERC « Advanced Grant » du Conseil européen de la recherche. Ce prix permet à des chercheurs de toute nationalité de bénéficier de financement pour poursuivre des recherches innovantes. Son projet vise à cartographier les dieux de l’Antiquité afin de mieux comprendre la structuration de ces systèmes religieux.

Lorsque l’on pense aux dieux de l’Antiquité, de nombreux noms nous viennent à l’esprit : Zeus, Athéna, Jupiter… Or, dans ces systèmes polythéistes, chaque dieu possédait une multitude d’aspects qui étaient déclinés au travers de déterminants ou d’épithètes (sauveur, hospitalier, bienveillant…) spécifiques à chacun ou partagés par plusieurs divinités. Ainsi, en s’adressant à un dieu, les croyants utilisaient ces appellations. Zeus en possédait plusieurs centaines. S’agissait-il alors du même dieu ou de plusieurs divinités ?

Le projet mené par Corinne Bonnet depuis le mois d’octobre 2017 consiste justement à répertorier les épithètes appliquées aux dieux dans le monde grec et sémitique entre 1000 avant JC et 400 après JC. « Il s'agit de les cartographier afin de créer des modalités de visualisation, explique la chercheuse. Il y a deux objectifs principaux : comprendre comment ces systèmes religieux se structurent ; et comprendre comment et pourquoi les gens utilisaient tel ou tel épithète, dans quelle intention… »

Pour cela, Corinne Bonnet et son équipe vont se plonger pendant plusieurs années dans les corpus épigraphiques, c'est à dire les inscriptions réalisées sur des matières comme la pierre, l’argile ou le métal et souvent en lien avec les rituels, les offrandes, les hymnes… Les chercheurs vont également utiliser les ressources littéraires, depuis la Bible en passant par certains auteurs comme Homère. À partir de là, la technologie du big data permettra une cartographie nouvelle de ces épithètes. Si l'objectif premier est « d’aller en finesse dans la fabrique du polythéisme », Corinne Bonnet explique que « travailler sur les religions de l’Antiquité, dans lesquelles il y avait une certaine porosité, favorise la réflexion sur le pluralisme religieux, le multiculturalisme, le vivre ensemble ». Des sujets d’actualité qui paraissent pourtant bien loin des dieux de l’Olympe.

Jean-François Bonnefon guide les voitures du futur

Jean-François Bonnefon (TSE, Studio Tchiz)

Professeur à la Toulouse School of Economics et directeur de recherche au CNRS, Jean-François Bonnefon étudie le comportement humain et les choix éthiques. En s’intéressant au véhicule autonome, il a développé un jeu afin de voir quelles décisions devaient prendre les voitures en fonction des cas.

Sur la route, nous prenons à chaque instant des décisions qui permettent d’éviter des accidents. Très souvent par réflexe. Avec l’émergence prévue des véhicules autonomes, nous n’aurons bientôt plus le volant entre les mains. La machine devra faire des choix à notre place. Comment ? Sur quelles bases ? C’est sur ces questions que se penche Jean-François Bonnefon, docteur en psychologie cognitive, qui s’intéresse au jugement éthique et donc à la façon dont les êtres humains arrivent à juger ce qui est moral ou légitime. « Je suis en d’autres termes un psychologue. Je ne travaille pas avec les gens qui ne vont pas bien, je m’intéresse aux données sur les gens », explique-t-il.
À partir de ses recherches, Jean-François Bonnefon s'est penché sur la question de l’éthique des voitures sans conducteur. « Avec les véhicules autonomes, il faut penser la distribution du risque avant, contrairement à l’être humain qui agit sur le moment, développe le chercheur. Dans le cas extrême où le véhicule ne peut pas éviter l’accident, il sera amené à choisir ses victimes. » Il a constaté un consensus selon lequel il fallait faire le moins de victimes possible, « sauf dans le cas où un enfant est dans la voiture ».

Jean-François Bonnefon réalise alors que les victimes ne sont peut-être pas assez bien décrites pour que le choix soit clair. « Il existe des millions de combinaisons de groupes possibles dans la voiture et sur la chaussée. Il était impossible de faire avec un sondage traditionnel. » De là est né, en juin 2016, Moral Machine, un site web viral sur lequel les gens peuvent répondre en fonction de différents cas. En janvier 2018, le chercheur avait déjà récolté 40 millions de réponses de près de 200 pays. « Nous avons pu dégager des tendances qui ont confirmé la plus grande importance de la vie des enfants. Trois blocs de pays proposent par ailleurs des décisions différentes : l’Est, l’Ouest et le Sud. »

Dans le futur, serons-nous conduits différemment aux États-Unis, en Chine et en Afrique ?  Difficile de ne pas être effrayé en songeant à ce futur où des machines déterminent les vies qui valent plus que les autres...

Laurent Maron planche sur des plastiques biodégradables

Laurent Maron (DR)

Professeur de chimie à l’université Paul Sabatier et chercheur au Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-objets de l’Insa, Laurent Maron est un spécialiste de la chimie quantique. 

Au premier abord, en parlant de chimie, on pense aux laboratoires voire aux paillasses de nos cours de lycée. Laurent Maron, lui, fait de la chimie théorique ou chimie quantique. En clair, il ne manipule pas de produits. « Notre travail consiste à résoudre des équations, à simuler des réactions sur ordinateur pour comprendre la réaction des catalyseurs notamment. » Les résultats sont partagés avec des expérimentateurs pour faire progresser les procédés dans de nombreux domaines.

Le chercheur toulousain et son équipe travaillent sur des sujets divers qui pourraient avoir un impact important sur nos vies. Il planche, par exemple, sur la fabrication de plastiques biodégradables à partir de dérivés du sucre. « C’est quelque chose que l’on sait faire depuis longtemps mais les catalyseurs utilisés étaient généralement toxiques. Ce n'est plus le cas aujourd’hui et, au niveau industriel, Total dispose déjà d'une branche qui s’intéresse à cela. Il s’agit à présent d’améliorer les rendements pour créer des plastiques plus complexes que des sacs plastiques, comme des prothèses par exemple. » Des plastiques biocompatibles qui pourraient bouleverser beaucoup de secteurs.

Audrey Dussutour, son job, c'est le blob

Audrey Dussutour (Cyril Fresillon, CRCA CNRS)

Chercheuse au CNRS, Audrey Dussutour est spécialiste du comportement animal, notamment des fourmis. Mais son nouveau sujet d’études, c'est le blob : une cellule unique, ni champignon ni plante, mais qui est capable d’apprendre sans cerveau. Cette créature jaune étonnante a même donné lieu à un film d’horreur avec Steve McQueen.

Pourtant, le blob n’a rien de terrifiant et pourrait, au contraire, nous rendre bien des services. C’est en Australie qu’Audrey Dussutour a commencé à travailler sur le blob pour la première fois pour aider un collègue qui écrivait un livre sur la nutrition chez les organismes vivants, de la cellule à l’homme. « Généralement, une cellule fait 10 microns (soit cinq fois plus petit que le diamètre d’un cheveu, NDLR) mais le blob, de son vrai nom Physarum polycephalum, est largement visible », explique la chercheuse. À son retour en France, elle ramène le blob dans sa valise au cas où il faudrait poursuivre les expériences. « J’ai continué à l’étudier en dilettante et, depuis deux ou trois ans, nous avons un programme de recherche financé », poursuit Audrey Dussutour. Grâce à un protocole d’habituation, elle apprend au blob à supporter des substances qu’il n’aime pas. Selon leur continent d’origine, ils « n’ont pas les mêmes goûts culinaires », sourit-elle.

https://www.youtube.com/watch?time_continue=2&v=Vtf5P1L-6M4

Cette recherche fondamentale sur l’émergence de l’intelligence « nous apprend que l’on n’a pas besoin de système nerveux, ni de neurone pour apprendre. Les cellules, individuellement, peuvent avoir une forme de mémoire. Des chercheurs commencent donc à travailler sur l’intelligence des bactéries par exemple. » Mais les applications issues du blob pourraient être bien plus larges. Capable de détecter des polluants à petite concentration, il peut les accumuler et dépolluer des sols. Un projet de biotechnologie vient d’ailleurs d’être financé. Le Physarum polycephalum secrète également des antibiotiques et des fongicides. « On a réussi à captiver les industriels, qui l’aurait-cru ? L’intérêt est aussi présent chez le grand public puisque les enfants adorent ça. On peut l’élever facilement. C’est le nouveau Tamagochi », plaisante Audrey Dussutour.

https://twitter.com/FabValery/status/1016625792971886593

Aurélien Bancaud, chasseur d'ADN

Aurélien Bancaud (LAAS-CNRS, service communication)

Aurélien Bancaud, chargé de recherche au Laas-CNRS, a mis au point une méthode d’analyse de l’ADN récompensée par la Société française de chimie. Ce procédé ouvre une nouvelle voie dans le suivi des patients après une chimiothérapie.

Diplômé de l’École normale supérieure en physique, Aurélien Bancaud s’est rapidement spécialisé dans l’ADN. A son arrivée au Laas de Toulouse, il a commencé à travailler sur des systèmes miniaturisés pour reproduire la séparation de l’ADN. C’est ainsi qu’est né µLAS, un procédé permettant de séparer très rapidement des molécules d'ADN. « Quatre brevets ont été déposés depuis 2013 sur la base de cette technologie et ils sont en cours d’extension à l’international », se félicite Aurélien Bancaud. Depuis 2014, la société Picometrics Technologies, implantée à Labège, a développé ce procédé au niveau industriel et propose ses services autour de cette technologie depuis un an et demi.

« Maintenant, l’objectif est de concevoir des appareils capables de caractériser les résidus d’ADN qui circulent dans notre sang », précise le chercheur. Cela permettra d'obtenir des critères de diagnostic à partir d'une simple prise de sang, et donc de mieux suivre les patients après une chimiothérapie. Des études ont montré que les patients atteints de cancer présentent des taux élevés de fragments d’ADN en circulation dans le sang. Mais d’autres facteurs peuvent expliquer cette concentration. La technologie mise au point par le chercheur permet de mieux caractériser ces résidus et, donc, de préciser leur origine, offrant ainsi une meilleure visibilité sur l’efficacité du traitement.

https://twitter.com/Mediacites/status/984329727002497024