Paris, 19 novembre 2012

Une avancée majeure en microélectronique : production de nano-rubans de graphène semi-conducteurs
Le graphène, cristal bidimensionnel composé d'une couche unique d'atomes de carbone, possède des propriétés très prometteuses pour l'électronique. Cependant, pour que ces applications potentielles se concrétisent, il était nécessaire d'obtenir une forme semi-conductrice de ce matériau. Huit ans après sa découverte, c'est chose faite, grâce aux travaux d'une équipe franco-américaine menée par le Georgia Institute of Technology (USA), et incluant des scientifiques du CNRS, du synchrotron SOLEIL, de l'Institut Jean Lamour (CNRS/Université de Lorraine, Nancy) et de l'Institut Néel (Grenoble). Les chercheurs sont parvenus à mettre au point une technique de production de bandes de graphène semi-conductrices basée sur le contrôle du substrat sur lequel se produit la croissance du graphène. Leurs résultats, publiés dans Nature Physics le 18 novembre 2012, ouvrent la voie à une électronique de très haute fréquence.
Le graphène se présente comme une monocouche d'atomes de carbone dont l'empilement constitue le graphite. De très nombreuses recherches sont menées depuis une dizaine d'années sur ce matériau. En effet, ses propriétés hors-normes, mobilités électroniques élevées, forte conductivité thermique, stabilité chimique et possibilité de moduler sa conductance électrique par un champ électrique, le rendent particulièrement attrayant pour l'électronique. En particulier, sa mobilité électronique, c'est-à-dire la vitesse à laquelle se déplacent les électrons en son sein, lui promettent des applications dans l'électronique de très haute fréquence, ou térahertz.

Mais voilà, sous sa forme naturelle, le graphène possède une structure métallique. Il est par conséquent conducteur de courant. Or, pour que ce matériau soit utilisable en microélectronique, il est nécessaire de l'obtenir sous une forme semi-conductrice. C'est ce que sont parvenus à obtenir les chercheurs de l'équipe franco-américaine.

En s'appuyant notamment sur les résultats de la ligne de lumière CASSIOPEE du synchrotron SOLEIL, les scientifiques sont parvenus à mettre au point une technique de production de bandes de graphène semi-conductrices. Basée sur le contrôle de la géométrie du substrat sur lequel a lieu la croissance du graphène, elle consiste à graver des nano-sillons sur une surface en carbure de silicium (SiC). Sur ce substrat, le graphène croît sous forme d'un ruban dont le bord, semi-conducteur, est lié à du graphène métallique. Cette bande semi-conductrice ne mesure que quelques nanomètres de largeur.

Cette technique permet non seulement de travailler à température ambiante, mais également d'obtenir une bande de graphène semi-conductrice cinq fois plus fine que le record détenu par IBM en lithographie. Par ailleurs, la production de graphène est considérée comme extrêmement coûteuse. Or, l'équipe franco-américaine est parvenue à produire des dizaines de milliers de ces rubans aux bords semi-conducteurs, ce qui rend envisageable leur production à l'échelle industrielle. Un pas de plus vers la fabrication de circuits intégrés à haute densité à base de carbone a bel et bien été franchi.

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Maladies modélisées
Plusieurs outils informatiques et programmes de recherche ont été développés afin de mieux prévenir, détecter et contrôler les maladies émergentes chez les plantes et les animaux. Le premier système opérationnel de détection chez l'animal, « Emergences », a été créé il y a 10 ans. Le portail Web e-phytia, permet quant à lui d’accéder à des outils et des connaissances portant sur les maladies des plantes.
 
Par Maya press pour Inra Mis à jour le 22/02/2013Publié le 25/01/2013Mots-clés : DIAGNOSTIC PHYTOSANITAIRE - INFORMATIQUE - MALADIE - MATHEMATIQUE - MODELISATION Le nombre de maladies et d’insectes qui affectent les plantes et les animaux s’accroît sous l’effet du réchauffement climatique et de la globalisation des échanges. Mais, les chercheurs ont besoin de savoir précisément où et quand ces maladies se développent pour prévoir leur diffusion, et mieux combattre les bioagresseurs (champignons, bactéries, virus, insectes…) responsables des épidémies et des épizooties. Parmi eux, certains sont  émergents. Les détecter au plus vite est essentiel en termes de santé animale et végétale. C'est également un enjeu clé sur le plan économique.

Tests et détection
C’est dans ce but qu’a été créé, à partir de 2003, le premier système opérationnel, nommé « émergences », de détection des maladies potentiellement émergentes. Le projet informatique, qui existe aussi sous forme d’applications en téléphonie mobile, a d’abord été testé chez les bovins via un réseau de 30 vétérinaires. Aujourd’hui, l’application d’émergences à une échelle nationale existe en Belgique sous le nom de Emergences2. Cette version permet aux vétérinaires du pays de catégoriser en temps réel les maladies atypiques, considérées comme correspondant à une « même maladie potentiellement émergente ». Cette évolution technologique ouvre la porte à des systèmes aptes à détecter pratiquement sans délai, toute nouvelle maladie sévissant chez les animaux de rente, les animaux de compagnie et les animaux sauvages.
Pour les organismes, les chercheurs du réseau de systématique R-Syst, ont mis au point une base de données alimentée par un réseau de partage d’expériences de scientifiques aux spécialités variées (taxonomie, génétique des populations…).« Cela nous permet de stocker et d’agréger des connaissances. C’est donc un moyen de mieux connaître le vivant, de l’identifier, et avec cette connaissance de mettre au point des outils de diagnostic, commente Valérie Laval, chercheure à l’Inra de Versailles. Et ces données permettent aussi d’étudier la diversité, de voir par exemple si elle évolue ou non dans le temps ».

Identification et suivi
Le portail Web e-phytia, disponible depuis 2011, permet quant à lui d’accéder à des outils et des connaissances portant sur les maladies des plantes. Des applications pour Smartphones et tablettes ont également été développées sous le nom de Di@gnoplant. Ces outils d’aide à l’identification des maladies par l’image facilitent le diagnostic, et fournissent des conseils sur les moyens de protection. Dès la fin de l’année, une application complémentaire sera disponible sous le nom de Vigipl@nt. « Elle permettra, grâce à un réseau d’observateurs de pouvoir déclarer - par un questionnaire et des photos - des maladies détectées dans une ou plusieurs cultures, raconte Dominique Blancard, ingénieur de recherche à l’Inra de Bordeaux. Les données collectées par Vigipl@nt, outil adapté à la science participative nous permettra, par exemple, d’éditer des cartes de la distribution spatiale et temporelle d’une maladie donnée ou d’un groupe de maladies, et en retour d’informer un utilisateur lambda qui cherche à savoir si telle maladie a été déclarée proche de chez lui, quand… ».

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Paris, 17 septembre 2007

Des abeilles étouffeuses de frelons
Des chercheurs du CNRS ont découvert un nouveau comportement de défense collective chez l'abeille, inconnu jusqu'ici dans le règne animal. Les abeilles étouffent leurs prédateurs, les frelons, en les enserrant et en bloquant les orifices d'entrée d'air ainsi que les mouvements respiratoires de l'abdomen.
Les frelons sont des prédateurs d'insectes qui représentent une menace pour les abeilles dans de nombreuses régions du monde. Ils fondent souvent sur elles au moment où elles se posent avant d'entrer dans la ruche et les tuent avec leurs puissantes mandibules pour les manger. Comme la cuticule des frelons est très dure, les piqûres d'abeilles sont généralement sans effet.

 Dans certains cas, les abeilles sont capables de se défendre en tuant leur agresseur. Gérard Arnold et Agnès Rortais, du laboratoire Évolution, génomes, spéciation (LEGS) du CNRS à Gif-sur-Yvette, en collaboration avec des chercheurs grecs (Alexandros Papachristoforou et ses collègues), viennent de montrer que des abeilles domestiques originaires de Chypre (la sous-espèce Apis mellifera cypria) utilisent une technique jusqu'alors inconnue pour tuer leur principal prédateur, le frelon oriental (Vespa orientalis). Quand un frelon essaie de s'attaquer à une abeille devant la ruche, ou qu'il essaie de pénétrer dans celle-ci, un grand nombre de gardiennes (entre 150 et 300) l'enserre et bloque sa respiration, à la fois en empêchant ses mouvements respiratoires abdominaux et en recouvrant les orifices d'entrée et de sorties d'air.

 Les premiers travaux réalisés sur le comportement de défense des abeilles asiatiques contre les frelons avaient montré que plusieurs dizaines d'abeilles entourent le prédateur en formant une boule autour de lui et le tuent en produisant de la chaleur (« thermo-balling ») à une température supérieure à la température létale du frelon. Les abeilles chypriotes, qui présentent la même température létale que celle du frelon (50°C), ne peuvent pas le tuer par la technique du « thermo-balling ». Pour survivre aux attaques de ce prédateur, elles ont développé une nouvelle stratégie, l'étouffement, probablement très rare dans le règne animal.

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Mortalité des colonies d’abeilles : les causes possibles

En une quinzaine d’années, la mortalité des colonies d’abeilles a atteint 30 %. Les fléaux s’attaquant aux abeilles ne manquent pas : maladies, parasites et prédateurs. S’y ajoutent les conséquences néfastes de l’intensification de l’agriculture : pesticides, réduction des cultures nectarifères et pollinifères.
Par Patricia Léveillé Mis à jour le 22/02/2013Publié le 06/02/2013Mots-clés : Biodiversité - Abeilles - déclin - pesticides - pollinisateurs Depuis plus de 15 ans, les colonies d’abeilles sont en proie à un mal étrange et peu compris des apiculteurs et des scientifiques, avec chaque année, des milliers de colonies qui disparaissent. Pour expliquer ce phénomène, observé principalement par les apiculteurs européens et américains, de nombreuses pistes sont avancées :

- l’appauvrissement de la diversité et de la qualité des ressources alimentaires (en lien avec les changements climatiques),
- l’intensification des monocultures et la modification des paysages,
- l’action d’agents pathogènes responsables de maladies comme la varroase, les loques et la nosémose (voir encadré),
- le stress chimique provoqué par l’exposition des abeilles aux produits phytosanitaires et vétérinaires ou encore certains prédateurs tels que le frelon à pattes jaunes.

 
 Bien que de nombreuses données soient disponibles sur l’influence des stress nutritionnel, parasitaire et chimique sur la santé des abeilles, aucun d’entre eux n’a pu être isolé comme unique responsable du déclin des populations d’abeilles. Aujourd’hui, les spécialistes du domaine s’accordent pour orienter les recherches sur les effets combinés de plusieurs de ces facteurs. En 2010, des chercheurs de l’Inra d’Avignon ont étudié la relation entre alimentation et immunité des abeilles. Un affaiblissement du système immunitaire serait lié notamment à une alimentation appauvrie. Ainsi, la quantité et la diversité des ressources alimentaires – pollen - ont un impact direct sur la santé du pollinisateur. Ces travaux se poursuivent pour identifier quel mélange de pollen est optimal pour développer l’immunité des abeilles.

Les recherches sur les effets croisés entre maladies et contaminations chimiques sur la santé des abeilles ont également progressé. Publiée en 2011, une étude a montré que l’infection par un champignon (Nosema ceranae) entraînait une plus forte mortalité des abeilles lorsque celles-ci sont exposées à de faibles doses d’insecticides.

Les effets des pesticides sur les abeilles se précisent
Plus récemment en 2012, une équipe de recherche française multipartenariale a pour la première fois mis en évidence le rôle d’un insecticide dans le déclin des abeilles, non pas par toxicité directe mais en perturbant leur orientation et leur capacité à retrouver la ruche. Les chercheurs ont collé des micropuces RFID sur plus de 650 abeilles. Ils ont ainsi pu constater l’importance du non-retour à leur ruche des butineuses préalablement nourries en laboratoire avec une solution sucrée contenant de très faibles doses d’un insecticide, le thiaméthoxam. Ce produit est utilisé pour la protection des cultures (maïs, colza…) contre certains ravageurs, notamment par enrobage des semences. Une simulation basée sur ces résultats laissait penser que l’impact de l’insecticide sur les colonies pourrait être significatif. D’autres études de scientifiques britanniques ont confirmé les effets néfastes sur les abeilles. En tout état de cause, il entre dans la composition de certains pesticides que pourrait interdire l’Union européenne pour deux ans, à compter du 1er juillet 2013. Le gouvernement français en a déjà interdit l’utilisation sur les cultures de colza en juin 2012, à la suite d’un avis de l’Agence sanitaire pour l’alimentation et l’environnement (Anses), qui dénonçait l’impact néfaste sur les abeilles du thiaméthoxam.

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