Il est commun d'estimer que 95% de l’Univers n’est pas composé de « matière ordinaire ». Cette matière hypothétique reste à découvrir. Dans les 5% restants, la moitié ne pouvait être détectée avec les méthodes actuelles. Encouragés par le résultat de simulations numériques, les chercheurs s’attendaient à trouver cette matière ordinaire manquante dans des « toiles cosmiques », et plus précisément dans des filaments soumis à des températures comprises entre 100 000 et 10 millions de degrés. En pointant un amas de galaxies massif appelé Abell 2744, ils ont effectivement trouvé cette matière ordinaire sous la forme de ce gaz très chaud dans des filaments cosmiques. Ces résultats font l’objet d’un article de la revue Nature du 3 décembre 2015.

Une équipe internationale d’astronomes a découvert, à l’aide des télescopes spatiaux Hubble et Spitzer, l'une des galaxies les plus lointaines de l’Univers et la plus faible jamais détectée. Ils ont ainsi pu l’observer telle qu’elle était 500 millions d’années après le Big Bang. Cette galaxie fait partie d’un ensemble de 22 galaxies lointaines situées aux frontières de l’Univers. Le résultat a été publié le 3 décembre 2015 dans la revue scientifique américaine The Astrophysical Journal.

Les enzymes qui accélèrent les transformations biochimiques sont parmi les machines moléculaires les plus importantes pour la vie. Localiser les sites catalytiques de ces enzymes est un des grands enjeux de la recherche biomédicale. Actuellement, ces parties spécifiques de leur structure ne sont pas connues pour beaucoup d’entre elles. Les scientifiques ont développé des outils computationnels qui permettent de prédire la localisation de ces sites catalytiques. Testés sur plus de 800 enzymes, ces calculs sont parvenus à identifier la position d’au moins un site dans plus de 50% des cas. Ces résultats sont parus dans la revue Scientific Reports.

Quelles formes de vie peut-on espérer trouver à la surface de Mars ? Où les chercher, mais surtout, comment les identifier de manière certaine ? Les scientifiques dressent un inventaire des scénarios pouvant conduire à la détection, ou non, de biosignatures au cours de la mission Mars One programmée en 2018. Ces travaux font l’objet d’une publication dans la revue Astrobiology.

Les travaux de l’équipe Gepetto du Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes sur l’utilisation systématique de la dynamique inverse dans l’espace opérationnel pour calculer des mouvements dynamiquement consistants à partir de la capture de mouvements humains, notamment pour les robots humanoïdes dansants, font la une de IEEE Robotics & Automation Magazine de décembre 2015.

Les neurosciences produisent de plus en plus de données ouvertes, souvent plusieurs téraoctets par étude. Pour exploiter pleinement ce potentiel, tout l’enjeu est de concevoir des outils algorithmiques capables de décrypter et d’analyser ces grandes quantités de données de façon efficace. C’est l’objectif d’Alexandre Gramfort qui, avec son ERC Starting Grant Signal processing and Learning Applied to Brain data (SLAB), souhaite apporter une meilleure interprétation des signaux électrophysiologiques des cerveaux sains et malades, pour mieux en comprendre le fonctionnement.

Comme tous les organismes vivants, les plantes doivent répondre à des contraintes environnementales propres pour survivre et se développer dans un milieu. Pour cela, elles développent des caractéristiques morphologiques et physiologiques particulières appelés « traits fonctionnels », tels que la hauteur de la plante, la densité des feuilles et des tiges, la masse des graines… Bien que l’étude de modèles génériques de spécialisation des plantes soit un sujet de recherche active depuis le début du 20^e siècle, il n’existait pas, jusqu’alors, d’analyse à l’échelle globale. Grâce à une base de données collaborative pour 46 000 espèces, une équipe internationale composée notamment de chercheurs du CNRS et de l’INRA a montré, dans un article publié dans la revue Nature, que malgré leur diversité, les plantes offrent des combinaisons de caractères étonnamment peu nombreuses.

Miconia calvescens fait partie des cent espèces les plus envahissantes du monde. Il faut dire que cet arbre, surnommé « le cancer vert » à Tahiti ou « la peste pourpre » à Hawaii, envahi les forêts à une vitesse stupéfiante et prolifère au détriment de la flore locale. Face à cette menace, des chercheurs du laboratoire d’Ecologie, systématique et évolution ont voulu savoir quel serait l’impact du changement climatique sur la progression de Miconia à travers le monde. Ils ont alors mis en évidence que cet opportuniste allait perdre du terrain… mais pas forcément là où il fait le plus de dégâts.

Les célèbres variétés de Shimura, introduites par Shimura et Deligne dans les années 70, jouent un rôle essentiel dans la correspondance conjecturale de Langlands. Ce vaste programme initié par le mathématicien canadien Robert Langlands oriente une bonne partie des recherches en arithmétique depuis plus de quarante ans, et a permis, entre autre, de démontrer le théorème de Fermat en 1994. De nouvelles perspectives se sont ouvertes récemment avec l'introduction par le mathématicien allemand Peter Scholze d'une nouvelle catégorie d'espaces : les espaces perfectoïdes. Ces espaces et les nouvelles techniques qui les accompagnent ont récemment permis à Vincent Pilloni et Benoît Stroh de progresser dans la construction de représentations de Galois associées à des formes automorphes, un des objectifs du programme de Langlands.

Plusieurs expériences sur les neutrinos dont Tokai-to-Kamiokande (T2K), à laquelle contribuent le CNRS et le CEA, ont reçu le prix Breakthrough in Fundamental Physics 2016 pour la découverte fondamentale des oscillations de neutrinos. Ce phénomène avait été recompensé par le prix Nobel de physique 2015 attribué aux expériences Sudbury Neutrino Observatory (SNO) et Super-Kamiokande.

La collaboration KM3NeT a déployé la première ligne de détection de neutrinos sur son site italien, au large de la Sicile. L’opération, qui s’est déroulée le 3 décembre 2015, a marqué le début des opérations de ce dispositif situé à une profondeur de 3 500 m. Côté français, l’installation des lignes au large de Toulon commencera début 2016. A terme, KM3NeT comptera plusieurs centaines de lignes de détection dédiées à l’étude des neutrinos cosmiques.

Des chercheurs  ont mis au point un nouveau matériau d’électrode à base de manganèse pour batteries Li-ions présentant une capacité de charge supérieure à celles obtenues avec d’autres électrodes. Sur la base de caractérisations magnétiques de ce système à différents états de charge de la batterie, les scientifiques proposent l’implication des couples redox Mn³⁺/Mn⁴⁺ et Mn⁴⁺/Mn⁵⁺, plus inhabituel, pour expliquer les performances de la batterie. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature Materials.

Comment immobiliser des nanoparticules métalliques sur un support pour des réactions catalytiques optimales ? Les scientifiques viennent de mettre au point de nouveaux polymères poreux, peu chers, souples et fonctionnalisés, susceptibles de fixer de manière efficace des nanoparticules d’or. Ils sont ainsi parvenus à catalyser la réduction de nitro-hydrocarbures aromatiques sur plusieurs cycles successifs avec de très bons rendements. Ces résultats sont parus dans la revue Polymer Chemistry.

Le sous-sol français renferme l’une des plus importantes réserves de fluor du monde. Des chercheurs du laboratoire Géosciences Paris-Sud, en collaboration avec le BRGM, ont examiné de près ces réserves françaises de fluorine, le minéral hôte, pour en caractériser l’origine. L’objectif est de mieux comprendre leur formation afin de mieux orienter les futures prospections. Les gisements ont été observés de l’échelle de l’affleurement jusqu’à l’échelle microscopique par différentes méthodes. Ces travaux les ont conduits à déterminer très précisément la nature et la température des fluides minéralisateurs et à établir un rapprochement avec les grands événements géodynamiques, dont l’ouverture de l’Atlantique. Ces travaux sont publiés dans la revue Ore Geology Review.

S’il est bien connu que l’accumulation des contraintes induites par le mouvement des plaques tectoniques peut générer de grands séismes, les chercheurs ont aussi, depuis une quinzaine d’années, mis en évidence l’existence de glissements asismiques sur les grandes failles actives de subduction. Une équipe de géodésiens et sismologues de Géoazur, de l’Institut des sciences de la Terre de Paris, de l’Institut de physique du globe de Paris et de l’Institut de géophysique du Pérou vient d’observer un processus au nord du Pérou où séismes et glissements asismiques ont interagi de manière complexe durant plusieurs mois. Cette observation diffère des glissements asismiques connus. Elle illustre les diversités de comportement des différentes parties de l’interface de subduction. Ces travaux viennent d’être publiés dans la revue Nature Geoscience.

Pendant la grossesse, le fœtus, qui porte pour moitié des marqueurs cellulaires paternels, étrangers pour le système immunitaire maternel, peut être assimilé à un risque et rejeté. Comment le fœtus est-il protégé contre ces défenses immunitaires de la mère ? L’équipe de Nabila Jabrane-Ferrat, au Centre de physiopathologie de Toulouse Purpan, révèle le mécanisme qui confère, au niveau de l’utérus, un rôle bénéfique aux cellules du système immunitaire dites tueuses naturelles, ou Natural Killer. Cette étude est publiée dans la revue Nature Communications.

Afin de traiter et transmettre l'information au sein de réseaux, les neurones présentent une organisation polarisée qui dépend d'assemblages moléculaires formant des compartiments distincts au sein de la cellule. La microscopie optique de super-résolution ou nanoscopie permet d'observer directement ces assemblages à l'échelle nanométrique pour élucider leur fonction. Une équipe du Centre de recherche en neurobiologie et neurophysiologie de Marseille a utilisé la nanoscopie pour déterminer l'architecture moléculaire du segment initial de l'axone, un compartiment clé pour l'organisation et la communication des neurones. Ces travaux, publiés dans la revue Cell Reports, apportent des informations d'une précision inégalée sur l'organisation neuronale. Ils ouvrent la voie à une meilleure compréhension des phénomènes de polarité et de transport cellulaires qui sont profondément affectés dans les maladies neurodégénératives comme la maladie d'Alzheimer.

La schizophrénie est une maladie psychiatrique qui touche environ 1% de la population mondiale et se manifeste généralement au début de l’âge adulte. Les symptômes les plus fréquents comprennent une altération des processus sensoriels et cognitifs et une altération profonde de la cognition sociale. L’équipe de Rebecca Piskorowski et Vivien Chevaleyre au laboratoire de Physiologie cérébrale, en collaboration avec un laboratoire américain, lève le voile sur un mécanisme impliqué dans ces altérations de mémoire sociale. Cette étude, publiée dans la revue Neuron, ouvre la voie à de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles.

Leila Perié à l’Institut Curie, en collaboration avec Rob de Boer à l'Université d'Utrecht et Ton Schumacher à l'Institut néerlandais du cancer, révèle que la cellule souche hématopoïétique, la « mère » de toutes les cellules immunitaires et sanguines, se différencie en cinq types de cellules précurseurs différents, au lieu des deux identifiés jusqu’à présent. Cette étude, qui ouvre des perspectives nouvelles en immunothérapie, est publiée dans la revue Cell.

Des chercheurs de l'Ecole normale supérieure et du RIKEN Brain Science Institute à l'université de Nagoya-Japon ont découvert comment des perturbations de la transmission inhibitrice dans les synapses neuronales pouvaient être corrigées. Ces résultats, publiés dans la revue Cell Reports, montrent que l’intensité de la transmission inhibitrice est régulée par la transmission excitatrice en déclenchant une libération de calcium stocké au niveau du réticulum endoplasmique. Les déséquilibres excitation/inhibition dans les synapses neuronales sont liés à des troubles physiopathologiques, en particulier l'épilepsie, des douleurs neuropathiques et certaines formes d'autisme et de schizophrénie. La découverte des mécanismes sous-jacents à cette régulation de l’excitabilité neuronale ouvre la voie pour des approches pharmacologiques innovantes dans le traitement de ces maladies.

En étudiant la croissance d’un biofilm de nature semblable au yaourt, des physiciens viennent de démontrer expérimentalement l’importance des forces de viscosité dans la formation de certaines rides. Ils mettent en évidence un nouveau mécanisme de contrôle associé à un écoulement de fluide au travers du matériau poreux formant les rides.

Insyght, un nouvel outil dédié à la comparaison des génomes procaryotes, a été développé par des chercheurs de l’Inra, autour de Jean-François Gibrat, directeur de l’Institut français de bioinformatique. Les scientifiques sont parvenus à comparer le contenu en gènes de près de 2 700 génomes complets de bactéries. Un projet rendu possible grâce aux moyens de calcul disponibles sur E-Biothon, une plateforme Cloud dédiée au développement des recherches en bio-informatique. Leurs résultats sont publiés dans la revue Bioinformatics de novembre 2015.

Des chercheurs ont créé une plateforme audio-numérique qui peut modifier le ton émotionnel de la voix de participants pendant qu’ils parlent, pour la rendre plus gaie, triste ou effrayée. De nouveaux résultats montrent qu’à l’écoute de leur voix manipulée, l’état émotionnel des participants change dans le sens de la modification apportée.

La start-up EikoSim développe un nouveau type d’algorithme qui permet, sur la base de corrélation d’images numériques, de caractériser les essais afin de ramener la simulation au plus proche de l’essai, ainsi que d’optimiser des paramètres de simulation. Cette technologie a été développée notamment au Laboratoire de mécanique et technologie et est en rupture avec les technologies habituelles de traitement d’images. Piloté par l’ENS Cachan, le projet Medicine à l’origine de la création de la start-up EikoSim a été sélectionné pour un investissement de la SATT Paris-Saclay.

Le laboratoire Génie des procédés, environnement, agroalimentaire (GEPEA) s’associe avec des partenaires industriels pour créer deux laboratoires communs, dans le cadre de l’appel d’offres LabCom de l’Agence nationale de la recherche (ANR) destiné à soutenir des partenariats entre recherche publique et industrie. RIMAE, créé avec la société Tronico, aura pour objectif de développer puis d’industrialiser des biocapteurs aptes à mesurer les effets toxiques de composés chimiques. MIXI-LAB, créé avec la société VMI (Vendée mécanique industrie), vise au développement de solutions innovantes de dispersion et de mélange.