Mars 2008 - n°130
Zoom sur les laboratoires de l’ICN
Lors d’un précédent article, nous vous avions
présenté de manière générale l’organisation
de l’Institut de Chimie de Nice (ICN) et ses perspectives d’avenir.
Ce grand Institut abrite actuellement 3 laboratoires bien spécifiques…
Reconnu depuis 2004 par le Ministère, il a reçu en janvier 2008
la labélisation par le CNRS comme Fédération de Recherche
CNRS FR 3037.
1) l’UMR 6001, LCMBA
L’UMR 6001, Laboratoire de Chimie des Molécules Bioactives et
des Arômes (LCMBA), a été créée au 1er janvier
2006 à mi-parcours du quadriennal 2004-2007. Ce laboratoire résulte
de la fusion entre le Laboratoire Arômes, Synthèses, Interactions
(ASI, EA 3154) et le Laboratoire de Chimie Bioorganique (LCBO, UMR 6001, CNRS).
Ce regroupement s’est aussi accompagné d’une réorganisation
thématique qui dégage clairement les deux axes prioritaires
du LCMBA : “Molécules Bioactives” et “Arômes”.
L’UMR 6001 CNRS a été reconduite pour le quadriennal 2008-11.
Le LCMBA compte 6 chercheurs (3 DR et 3 CR CNRS + 1 CR INSERM), 19 enseignants-chercheurs
(4 PR et 14 MC), 1 ITA CNRS, et 21 doctorants et post-doctorants.
L’UMR 6001 compte de nombreuses collaborations avec des équipes
universitaires françaises et étrangères, et de nombreux
contrats de recherche avec des organismes publics (ANR, ARC, ANRS, Sidaction,
Conseil Régional PACA, Conseil Général des Alpes-Maritimes,
BQR UNSA) et avec des partenaires industriels français (Robertet, Mane,
Charabot, …) et étrangers (BASF, PharmaMar, RAM Research…).
Les thématiques explorées au sein du LCMBA dans l’axe
“ Molécules Bioactives” concernent la recherche et le développement
de composés aux propriétés antivirales (anti-VHC, anti-VIH),
antitumorales, antibactériennes ou antiparasitaires, de méthodes
de dosage intracellulaire des antiviraux utilisés en clinique, et les
vecteurs non-viraux de transfert de gènes (« virus synthétiques
»). Ces thématiques ont une forte dominante “ synthèse
organique ” mais aussi une coloration “substances naturelles”
avec la recherche de structures chimiques bioactives dans des organismes marins.
Le milieu marin a été choisi pour sa biodiversité et
sa richesse en molécules originales qui couvrent une large palette
d’activités biologiques incluant tout particulièrement
l’activité anti-tumorale. Au travers de ces thématiques,
l’UMR 6001 est impliquée dans les pôles de compétitivité
:
- Mer, Sécurité et Sûreté et Développement
Durable retenu parmi les pôles à vocation mondiale et
plus particulièrement dans les thèmes qui concernent le développement
durable du milieu marin, à savoir l’exploitation et la valorisation
des ressources biologiques marines (recherche de nouvelles molécules
issues de la biodiversité marine), la surveillance et la modélisation
de l’environnement marin et côtier. Soulignons que le LCMBA est
porteur du projet ECIMAR sur la "Biodiversité des Invertébrés
Marins" qui a été retenu par l'ANR dans le cadre de l’appel
d’offres 2006.
- Produits et Procédés Innovants pour la Santé
et la Nutrition (Prod’Innov). Ces thématiques représentent
surtout un enjeu considérable pour la Recherche Médicale et
la Santé Publique car elles touchent (de près ou de loin) des
maladies comme le VIH-SIDA, l’hépatite C et les cancers ainsi
que des maladies orphelines d’origine génétique.
Les thématiques explorées au sein du LCMBA dans l’axe
“Arômes” concernent la recherche de nouvelles molécules
constitutives des arômes et des parfums (qui sont les vecteurs des sens
chimiques) et de nouvelles voies de synthèse (notamment par des voies
de transformation de type enzymatique ou de bio-transformation) qui permettent
d’accéder à ce type de molécules mais aussi à
d’autres molécules ayant un fort potentiel industriel. Le LCMBA
vise également à relier les propriétés organoleptiques,
l’origine, l’authenticité et la qualité des matrices
alimentaires à la composition en substances volatiles constitutives
de leurs arômes. Soulignons que la certification, la labellisation et
la qualité des produits naturels et des aliments sont des priorités
européennes. D’un point de vue recherche fondamentale, les efforts
du LCMBA portent également sur une meilleure compréhension des
processus moléculaires à l’origine de l’olfaction
(perception des odeurs) qui est de toute première importance pour les
activités de recherches dans les domaines des arômes, parfums
et cosmétiques. Par ailleurs, les forces et atouts du LCMBA-UMR 6001
résident aussi dans l’axe “ Arômes ” au travers
duquel l’UMR 6001 est étroitement associée au pôle
de compétitivité Parfums, Arômes, Senteurs, Saveurs (PASS),
labellisé comme pôle national et d’importance stratégique
pour l’industrie régionale. Dans ce contexte, le développement
d’un pôle d’expertises concernant la chimie des arômes
est en effet stratégique pour notre Université. En effet, les
principales sociétés mondiales de l’industrie des arômes
et des parfums ont des implantations dans le département des Alpes-Maritimes,
à côté de plusieurs entreprises traditionnelles indépendantes
et de petites entreprises. En approfondissant les axes de recherche actuels
en analyse et caractérisation de mélanges naturels et en modélisation
de molécules à propriétés organoleptiques, le
LCMBA a l’ambition de renforcer cette position scientifique pour devenir
un laboratoire de référence sur cette thématique.
Dans ces deux axes thématiques et dans le cadre des appels d’offre
ANR, le LCMBA développe divers projets comme
- le projet CASAL qui repose sur l’utilisation de « super-acides
» de type triflate et triflimidure métalliques comme catalyseurs
pour des réactions de cycloisomérisation et de Friedel-Crafts
catalytiques visant notamment la préparation de structures carbocycliques
qui constituent des cibles dans le domaine des arômes et parfums et
pharmaceutique. Une attention particulière est portée sur des
procédés de « chimie verte ».
- le projet AAAP (Asymetric Amino Acid Photolysis) qui se propose de retracer
l’origine de l’asymétrie biomoléculaire par les
processus interstellaires asymétriques.
- le projet Fluo-aa-nt qui vise le développement d’une nouvelle
génération de sondes moléculaires pour détecter
et mesurer les interactions protéine/protéine et protéine/acide
nucléique afin de mieux comprendre les bases moléculaires de
diverses maladies et d’établir des méthodes de diagnostic
et de criblage à haut débit.
- le projet PROTANIN dont les objectifs sont la détermination de la
structure des protéines humaines qui fixent les tanins et une meilleure
compréhension du phénomène de l’astringence.
- le projet Hyliox qui se propose de déterminer les bases moléculaires
de la sensibilité à l'oxygène des hydrogénases
à [NiFe]. Cette sensibilité est un des principaux verrous limitant
la production d’hydrogène par reformage des carburants fossiles
qui réside en la conversion de l'énergie solaire en hydrogène
par des organismes photosynthétiques tels que les cyanobactéries.
2) le CMOM, EA 3155
L’EA 3155, Laboratoire de Chimie des Matériaux Organiques et
Métalliques (CMOM), a été créée au 1er
janvier 2000 avec, comme objectif principal, la constitution d’un noyau
de recherche multidisciplinaire sur les matériaux avancés permettant
à des chimistes de synthèse et à des physico-chimistes
de l’UNSA de travailler en synergie et en complémentarité
avec deux centres de recherche voisins et parfaitement reconnus dans cette
thématique au niveau de la physique et du génie des matériaux
: le Centre de Mise en Forme des Matériaux (CEMEF – UMR-7635
CNRS-Ecole des Mines de Paris) à Sophia-Antipolis et le Laboratoire
de Physique de la Matière Condensée (LPMC - UMR- 6622 CNRS-UNSA)
sur le Campus Valrose à Nice.
L’organigramme scientifique du CMOM fait donc apparaître trois
équipes dont la thématique générale est la «
Synthèse de précurseurs, l’élaboration et la physico-chimie
de matériaux organiques et/ou inorganiques dotés de propriétés
contrôlables » :
- « Chimie Organique aux Interfaces » équipe animée
par les Pr. S. Géribaldi et F. Guittard ;
- « Matériaux Métalliques et Composites Colloïdaux
» équipe animée par le Pr. A.-M. Chaze ;
- « Thermocinétique et Matériaux Avancés »
équipe animée par le Pr. N. Sbirrazzuoli.
Le CMOM compte 10 enseignants-chercheurs (4 Pr et 6 MC), 2 et 2 demis personnels
IATOS, 10 doctorants et 1 post-doctorant.
Les projets explorés au sein des 3 équipes du CMOM concernent
aussi bien la mise au point de méthodes d’élaboration
de matériaux organiques ou hybrides organiques / inorganiques innovants,
dotés de propriétés contrôlables et respectueux
des nouvelles contraintes environnementales et des préoccupations de
développement durable, le développement de nouvelles méthodologies
de synthèse de précurseurs, que l’étude de mécanismes
physiques complexes ainsi que l’amélioration de la compréhension
des processus moléculaires mis en jeu, permettant d’optimiser
les propriétés et d’envisager de nouvelles applications.
Les propriétés recherchées (optiques, mécaniques,
magnétiques, bioactives, adaptatives…), caractérisées
pour la plupart au laboratoire et pour les plus spécifiques grâce
aux collaborations industrielles et académiques mises en place avec
des physiciens, des biologistes, et des médecins, couvrent de nombreux
domaines disciplinaires et applications dans les secteurs de l’automobile,
l’aéronautique, l’aérospatial, la micro-électronique,
le biomédical, la cosmétique, les peintures, les détergents….
A titre d’exemples, le CMOM développe :
- des monomères et polymères pour le traitement de surface (revêtements
« anti-corrosion » et « auto-lubrifiants », les revêtements
« antisalissures » permanents, la construction de « surface
hydrophobe ou superhydrophobe », les revêtements « auto-désinfectants
» ou « biocide » permanents). Ce projet qui concerne les
surfaces inorganiques (métal, verre,….) aussi bien que les surfaces
« plastiques » ou de type « nanolatex » s’inscrit
dans le Pôle de compétitivité à vocation mondiale
: « Mer, Sécurité, Sûreté et Développement
Durable ».
- de nouvelles résines écologiques et biodégradables
pour des revêtements protecteurs de bois, des colles sans solvant et
des matériaux composites entièrement végétaux.
Ce projet qui s’inscrit dans les thématiques du CIMEDD (Centre
Interdisciplinaire Méditerrannéen de l'Environnement et du Développement
Durable), du PRES Université Euro – Méditerranéenne
dont la thématique prioritaire est l’Environnement et le développement
durable, et dans le Projet européen Ecobinders (projet en cours), doit
permettre une meilleure compréhension des phénomènes
physico-chimiques contrôlant l’élaboration de ces résines
et l’amélioration de leurs propriétés mécaniques.
- des micro-composites colloïdaux adaptatifs (magnétostrictifs),
des nano-hybrides polymère/argile renforcés, des nano-pigments
argile/colorant, des nano-composites multi-échelles à matrices
liquides, cristal liquide ou élastomère.
Les projets poursuivis par les trois équipes du CMOM sont ceux issus
des avancées précédentes en accord avec le besoin de
développement international. La gestion globale de projets effectuée
au laboratoire permet d’ores et déjà de tous les soutenir
financièrement dans le respect d’un équilibre entre recherche
fondamentale et appliquée.
- Au sein de l'équipe «Chimie Organique aux Interfaces»,
les perspectives à court terme concerneront plus particulièrement
les surfaces bioactives en prenant en compte le phénomène de
bioadhésion ou « d’anti bioadhésion ». L’objectif
visé est l’obtention de surfaces métalliques et plastiques
bioactives envers les microorganismes pathogènes ou non. Ceci permettra
des avancées dans la lutte contre les maladies nosocomiales ainsi que
l’élaboration de revêtements antifouling dans le cadre
du Pôle de compétitivité Mer.
Les perspectives à moyen terme de l’équipe se situent
dans le cadre de l’auto-organisation de surface (c’est le développement
de la superhydrophobie) et le concept de moteurs moléculaires (stimulus/réponse
moléculaire appropriée) pour l’émergence de nouveaux
matériaux «nano-adaptés»
- Au sein de l'équipe «Matériaux Métalliques et
Composites Colloïdaux», les projets concernent la réalisation
de micro-composites colloïdaux adaptatifs où la partie «active»
du matériau est constituée de particules magnétiques
dispersées, grâce à la modification chimique de leur surface,
dans un polymère ou un élastomère. On étudie aussi
l'organisation de micro- et nano-particules dans des films fins actifs (application
aux capteurs d’odeurs).
Un projet majeur pour l’équipe, concernant l'élaboration
de nano-composites inorganiques/organiques à base d'argiles fibreuses,
s'oriente vers l'immobilisation, la stabilisation, la protection de couleurs,
odeurs, principes actifs dans des matrices argiles. L’introduction contrôlée
dans des matrices inorganiques naturelles de molécules actives, qui
peuvent être d’origine végétale, s’inscrit
dans le domaine de l’élaboration de matériaux innovants
et du développement durable.
- Au sein de l’équipe « Thermocinétique et Matériaux
Avancés », les projets concernent la réalisation de nanocomposites
hybrides organiques/inorganiques et de matériaux nanostructurés
par des réactions d’auto-assemblage à l’aide de
polymères cristaux liquides et de copolymères à blocs.
La valorisation de la biomasse (et en particulier des déchets lignocellulosiques)
avec, par exemple, la conception de matériaux polymères et de
composites recyclables et/ou biodégradables issus de ressources végétales
s’inscrit également dans les priorités actuelles de cette
équipe (Projet Européen Ecobinders).
Les forces et atouts du CMOM résident non seulement dans la complémentarité
des 3 équipes, mais également dans le réseau de collaborations
académiques fortes tissé avec des physiciens, médecins,
et biologistes, locaux, nationaux et internationaux.
3) le LRSAE, EA 1175
Le Laboratoire de Radiochimie, Sciences Analytiques et Environnement (LRSAE),
créé en janvier 2004, compte 9 enseignants-chercheurs (4 PR
et 5 MC), 2 chercheurs CNRS et 2 personnels IATOS.
Les recherches développées s’inscrivent dans trois axes
:
- “ Radiochimie-Radioécologie ”, sous la responsabilité
scientifique du Pr. G. Barci-Funel
- “ Chimie des Surfaces ”, sous la responsabilité scientifique
du Pr. N. Marmier
- “ Analyse et Spectrométrie de Masse ”, sous la responsabilité
des Prs. J. F. Gal et P. C. Maria.
Le laboratoire s’intéresse aux propriétés physico-chimiques
d’espèces pouvant poser des problèmes environnementaux
(radionucléides, ions métalliques non radioactifs, composés
organiques) dans le cadre de leurs interactions avec les différentes
phases de la biosphère et de la géosphère. Des méthodes
analytiques permettant de séparer et de quantifier ces composés
à partir de matrices environnementales sont élaborées
et les mécanismes de transport d’espèces polluantes (radioactives,
minérales, organiques) en milieu naturel sont étudiés.
Ces mécanismes font intervenir quasi-systématiquement des étapes
de transfert où le contaminant passe d’une phase à une
autre, que cette phase soit solide (roches, sédiments, membrane), liquide
(pluie, mer, rivière) ou gazeuse (atmosphère). Les résultats
obtenus au laboratoire et sur le terrain, permettent de mieux appréhender
les phénomènes de migration et de transfert de ces éléments,
de les modéliser, et de valider les modèles.
Ces thématiques de recherche conjuguent l’aspect théorique
avec les mesures expérimentales, et présentent un intérêt
d’ordre fondamental et appliqué. Elles s’appuient sur le
pôle de compétitivité à vocation mondiale «
Mer, Sécurité, Sûreté et Développement Durable
» et sur le pôle national « Gestion des Risques et Vulnérabilité
des Territoires ».
Les thèmes de recherches développés dans l’axe
Radiochimie-Radioécologie concernent l’élaboration et
le développement de méthodes de séparation radiochimique
de radionucléides anthropiques et naturels à partir de matrices
environnementales, l’étude des interactions radionucléides
- biosphère et en particulier de l’influence de la matière
organique naturelle sur leur mobilité. Les mécanismes de rétention
/ migration des radionucléides dans des biosphères marines et
terrestres, les cinétiques de transfert font également partie
des sujets traités. Cette thématique est appliquée à
des sédiments de rivières de la région.
Les missions de l’axe Chimie des surfaces consistent à comprendre
l’origine et les mécanismes de la rétention d’éléments
polluants par des solides naturels (massifs ou particulaires, minéraux
ou organiques) ; à concevoir des expériences permettant la quantification
de cette rétention, en modes statique et dynamique ; et de mettre en
place des modèles thermodynamiques aidant à la mise en œuvre,
et à l’évaluation des performances, de concepts de stockage
de déchets ou de dépollution.
L’axe « Analyse et Spectrométrie de Masse » est orienté
vers la caractérisation des sources de pollution atmosphérique,
en particulier la recherche d’une signature propre au trafic aérien,
par la détermination des « ultra-traces » de certains éléments
par ICP-MS (voir photo ) ; vers l’étude du rôle des acides
humiques ou fulviques des sols dans le transport du césium par spectrométrie
de masse (electrospray ionization, ESI-MS) et enfin vers l'étude par
ESI-MS et spectrophotométrie UV de la réactivité de composés
dicarbonylés dans les nuages et leur potentiel à former des
particules (aérosols) organiques secondaires dans l'atmosphère.
Ces recherches incluent de nombreuses collaborations nationales et internationales
et des partenariats avec de grands organismes tels l’ANDRA, l’ADEME,
l’IFREMER, l’AIEA, l'INSU, l’Agence de l’eau, …
La chimie de l’environnement correspond à une des priorités
du CNRS qui vient de créer une nouvelle direction scientifique "Environnement
et Développement Durable", mais également à une
volonté de l’Université de Nice-Sophia Antipolis de renforcer
cet axe par la mise en place du "Collège Interdisciplinaire Méditerranéen
de l’Environnement et du Développement Durable" (CIMEDD).
Parmi les objectifs affichés, l’étude des transferts de
polluants dans la biosphère est particulièrement importante
et porteuse d’avenir. La connaissance du comportement bio-géochimique
des polluants, faisant intervenir les trois milieux air, eau, sol, permet
d’apporter des réponses à des problèmes sociétaux
de la plus haute importance, parmi lesquels :
- permettre l’évaluation du risque radiologique lors de la migration
et des transferts des radionucléides dans le cycle bio-géochimique
naturel et d’effectuer ainsi des extrapolations dans le temps ;
- établir des bilans, dans l’espace et le temps, des eaux de
surface et souterraines avec comme objectif de mieux comprendre le fonctionnement
d’un système naturel sous influence anthropique ;
- apporter, par la mesure des radionucléides et des éléments-trace
d’origine naturelle, des renseignements d’une importance extrême
concernant les potentialités des réserves en eau, l’origine
de l’eau dans les aquifères ou les processus d’érosion
;
- mesurer, comprendre et quantifier la répartition des polluants entre
phases mobiles et immobiles afin de prévoir leur biodisponiblité.
Outre la poursuite des projets en cours, le LRSAE a pour objectif l’amélioration
des connaissances sur ces points, en rassemblant des experts des trois milieux,
air, eau et sol. Le laboratoire a pour ambition de mettre ces compétences
en synergie, en décloisonnant les approches, pour appréhender
de façon globale le comportement des polluants dans l’environnement,
en insistant sur les phénomènes observés lors des transferts
entre milieux. Il est à noter que le LRSAE possède une compétence
devenue rare dans le milieu universitaire dans le domaine de la radiochimie
environnementale. Légende pour la photo : Spectromètre de masse
ICP/MS avec DRC (plasma à couplage inductif avec cellule de collision-réaction)
Perkin Elmer Elan DRCII.
Avec la mutualisation de leurs équipements et leur rapprochement sur
des thématiques transversales, les trois laboratoires de l’ICN
ont renforcé leurs collaborations internes et inter-laboratoires et
élaboré des publications communes. Tout cela en vue de la prochaine
transformation de l’ICN en laboratoire unique, prévue en 2012…
M. HASLÉ