Visible depuis l’espace, elle est à la base d’un écosystème merveilleux sur lequel repose 25% de la vie marine et la subsistance de milliards d’individus. Et pourtant, elle meurt un peu plus chaque jour. La Grande Barrière de corail, véritable poumon de l’océan, subit depuis une trentaine d’années les conséquences du changement climatique. En cause, le réchauffement des océans qui entraîne un stress du corail qui rejette l’algue symbiotique lui permettant de se nourrir. 
Justin Maire, ingénieur et docteur INSA Lyon s’est envolé pour l’Australie il y a quelques mois, dans le cadre d’un post-doctorat. Au sein de l’Université de Melbourne, il travaille à optimiser les bactéries symbiotiques de la plus grande structure vivante du monde. Rencontre et explications. 

Sur Terre, le réchauffement climatique est souvent et seulement envisagé comme l’augmentation de la température de l’air d’un ou deux degrés. Cependant, environ 90% de la chaleur produite en surface est récupérée par les océans et l’on considère que sans ce phénomène, la température sur terre avoisinerait les 50°C. 

« Pour la vie marine, ça n’a rien de l’air de vacances sous les tropiques. Les coraux vivent dans des milieux relativement pauvres. La majorité de leurs apports nutritifs repose sur de minuscules algues symbiotiques qui vivent dans leurs tissus, et les alimentent à travers la photosynthèse. Quand l’eau dépasse les 31°C, l’activité de ces algues symbiotiques est perturbée et l’animal les rejette. En expulsant l’algue qui lui permet de vivre, il est privé de nutriments et finit par mourir. C’est un peu comme chez l’Homme : lorsque notre corps a de la fièvre causée par une bactérie par exemple, il tente de s’en débarrasser », explique Justin Maire.

En trente ans, les océans ont vu la moitié de leurs coraux s’habiller de différentes couleurs, du blanc éclatant, en passant par des couleurs fluorescentes jusqu’au vert-gris. 

« Le phénomène de blanchissement des coraux est assez impressionnant. En rejetant l’algue, qui confère aux coraux leur couleur naturelle, le corail devient alors translucide et la couleur blanche de son squelette est perçue. C’est très beau, mais c’est l’annonce de sa mort. Puis, la surface du squelette se recouvre d’algues filandreuses, et à ce moment, l’animal est mort. » 
© Chasing Coral

En Australie, la barrière corallienne s’étend sur 2300 kilomètres, concentrant plus de 400 espèces de coraux, 1500 espèces de poissons et 4000 espèces de mollusques. À Melbourne, Justin Maire et son équipe tentent de créer des « super-coraux » qui résisteraient au réchauffement et aux variations de températures. 

« Mon projet est d’optimiser les bactéries symbiotiques des coraux. D’abord en utilisant des probiotiques, ce qui sous-entend designer un cocktail de bactéries symbiotiques qui amélioreraient naturellement la résistance thermique de l’animal, puis, plus tard, modifier la génétique de ces bactéries pour améliorer encore davantage la résistance des coraux. Jouer sur les bactéries symbiotiques permet une plus grande flexibilité et manipulabilité que si l’on travaillait directement sur le patrimoine génétique du corail. »

Ingénieur diplômé du département Biosciences et ancien doctorant du laboratoire BF2i¹ de l’INSA Lyon, Justin travaille sur les bactéries pathogènes et symbiotiques en interaction avec les animaux. fsubt

« Les coraux sont des êtres-vivants dont nous ne connaissons pas encore toutes les subtilités et les fonctionnements. Mon travail de recherche consiste aussi à comprendre les interactions entre le corail et ses partenaires symbiotiques, algues et bactéries. C’est, encore une fois, un peu comme chez l’Homme : notre corps évolue avec des milliards de bactéries et pourtant, il n’est pas en inflammation constante. Ces bactéries-là se disent « symbiotiques », puisqu’elles vivent en harmonie avec le reste de notre corps. Et parfois, notre système immunitaire rencontre une bactérie dite « pathogène » qui perturbe la symbiose. Pour le corail, on est dans la même situation. Quand sa relation avec son algue symbiotique est bouleversée, l’algue est en quelque sorte considérée comme « pathogène » par le corail, et son immunité réagit. Cependant, des températures aussi élevées ne font pas partie de son cycle naturel et il n’a jamais fait face à un tel stress. Son système immunitaire est seulement capable de « soigner » le corail en rejetant la partie qui dysfonctionne, c’est-à-dire les algues symbiotiques. Mais dans le cas des coraux, ce qui dysfonctionne, c’est aussi ce qui les nourrit. Nos travaux se concentrent alors sur ces minuscules algues dont dépend la vie du corail : comment réagissent-elles au stress thermique ? quels sont les mécanismes à l’origine de leur expulsion par les coraux ? comment l’ajout de probiotiques pourrait atténuer ce phénomène ? Il a notamment été montré que le traitement des coraux avec des antioxydants pouvait limiter leur blanchissement. Nos premières pistes se portent ainsi sur des bactéries capables de naturellement produire de telles molécules et qui viendraient donc en aide aux algues symbiotiques lors d’un stress thermique. »

Les travaux de recherche sur les récifs coralliens impliquent une course contre la montre. Dans trente ans, on estime la totalité des coraux de l’océan morts, ainsi que la disparition d’écosystèmes entiers qui reposent sur ces récifs. Si le projet de Justin Maire n’en est qu’à ses débuts, le jeune chercheur reste conscient de l’ampleur de la tâche et ne nie pas la pression environnementale et sociétale liée à l’urgence de la situation.
« Ici, chaque été, le bilan tombe et c’est très dur. On se dit ‘un an de moins’ ou ‘est-ce qu’on va y arriver ?’. On se lance dans ces recherches tout en étant conscients que ce sont des travaux risqués et que la mise en pratique sera longue et fastidieuse si elle est viable. Mais plus je m’approprie le sujet, plus je prends conscience du pouvoir de mon rôle de chercheur sur la planète. Aujourd’hui, on débroussaille, mais si ça fonctionne, on sauve la Barrière de corail avec des bactéries, et cette idée pousse ma détermination encore plus loin. »

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¹Biologie Fonctionnelle Insectes et Interactions, INSA Lyon/INRA 

 

Dernière étape de la formation d’ingénieurs dans les INSA, le Projet de Fin d’Études (PFE) est un travail de recherche fondamentale ou de recherche & développement, réalisé de façon individuelle ou en petits groupes. Pendant 4 à 6 mois, les étudiants tissent leurs premiers liens professionnels en laboratoire ou en entreprise, encadrés par des enseignants-chercheurs de l’INSA Lyon. Interview croisée de Nacer Hamzaoui, enseignant-chercheur au département Génie Mécanique (GM), Nicolas Penet, Président du directoire d’INSAVALOR et Laurent Demia, ingénieur mécanique INSA chez Sandvik Mining and Rock Technology.

En quoi consiste un projet de fin d’études à l’INSA Lyon ?

Nacer Hamzaoui : « C’est une approche qui permet à l’étudiant d’aborder son futur métier dans des conditions réelles, en appliquant tous les acquis de sa formation et en découvrant de façon autonome de nouveaux concepts. En entreprise ou en laboratoire, il profite d’une première expérience en réelle responsabilité d’ingénieur, et découvre la recherche. Le PFE sert bien souvent de passerelle vers le premier emploi. Ces approches sont aussi bénéfiques pour l’enseignant-chercheur encadrant, qui élargit ses liens et concrétise ses travaux avec le monde socio-économique. Et au département Génie Mécanique, le PRI (Projet Recherche et Ingénierie) est complété par un concours intitulé ‘Mon projet INSA en 300 secondes’ dont l’objectif est de motiver et féliciter les futurs ingénieurs qui soutiennent leurs projets devant un jury de professionnels. Ce travail de communication et de synthétisation d’un sujet complexe est très bénéfique à leur future vie professionnelle. »

Le PFE : un produit d’appel vers la recherche ?

Nicolas Penet : « La recherche est encore trop souvent délaissée par les élèves-ingénieurs. Le PFE peut se dérouler dans l’un de nos laboratoires à l’INSA Lyon et permet à l’étudiant de s’initier à l’activité de recherche. Souvent, cela lui permet de s’engager dans la réalisation d’un doctorat, en collaboration avec une entreprise. Ce type de projet permet notamment à INSAVALOR, la filiale de valorisation de l’INSA Lyon, de nouer des liens et des collaborations longues avec les partenaires. Les projets de fin d’études restent une porte d’entrée privilégiée pour les industriels qui découvrent le potentiel d’innovation de nos laboratoires de recherche. »

Quels bénéfices pour les entreprises demandeuses ?

Laurent Demia : « Étant moi-même ingénieur INSA, j’ai bénéficié du dispositif PFE lorsque j’étais étudiant en Génie Mécanique. J’ai pu vivre l’expérience dans un service de R&D en entreprise et je sais donc ce que cela apporte à l’élève-ingénieur. En passant du côté de l’industriel, mais aussi en ayant collaboré avec les départements Génie Mécanique et Génie Électrique sur de nombreux PFE, on se rend compte de l’intérêt d’apporter un peu de sang neuf et un regard nouveau sur certains de nos projets. Cela nous amène également un côté théorique et académique qui permet d’anticiper certains sujets de développement ou de mener en parallèle des travaux de pré-analyse ou des études de faisabilité. Dans la plupart des cas, cette approche, fait naître de nouvelles idées et une réelle ouverture d’esprit à l’industriel. »

Un hélicoptère survole le désert du Sahara : ses pales en rotation dessinent un cercle parfait dans l’air. Le frottement des surfaces en contact est consenti par une pellicule de graisse qui se déplace au gré de la rotation, participant à l'équilibre du mouvement du mécanisme. Que se passe-t-il si un grain de sable vient contrarier cette harmonie ? Combien de temps le roulement pourra-t-il fonctionner si le lubrifiant ne parvient plus jusqu’aux contacts, sans entraîner des problématiques de sécurité ? Les interfaces lubrifiées, c’est le cœur des recherches menées dans le cadre d’un partenariat de longue date entre l’industriel SKF et l’INSA Lyon. À l’occasion de la signature du renouvellement de la chaire en mars 2019, rencontre avec Nicolas Fillot qui succède à Philippe Vergne, nouveau pilote côté INSA de la chaire « Lubricated Interfaces for the future ». Interview.

Comment l’histoire entre SKF et l’INSA Lyon a débuté ?

« Les relations entre SKF et l’INSA Lyon sont plutôt anciennes. En 2005 était recruté au LaMCoS¹ le premier doctorant qui a travaillé sur la machine Tribogyr, un tribomètre unique au monde pour étudier le contact collet-rouleau des roulements, intégralement financé par le groupe SKF. Ce partenariat s’est trouvé renforcé par l’accueil régulier de Guillermo Morales-Espejel, senior scientist au centre de recherche de SKF au Pays-Bas et chair professor à l’INSA. En 2013, cette relation exceptionnelle s’est officialisée et la chaire « Lubricated Interfaces for the future » est née, permettant aux équipes de continuer à développer la plateforme Tribogyr tout en impulsant de nouveaux projets. Six ans après, le bilan est très positif. Une véritable relation de confiance s’est instaurée et l’énergie est bonne : nous avons renouvelé la chaire SKF-INSA Lyon pour six années supplémentaires ! » 

Quel intérêt pour un laboratoire en mécanique de travailler avec un partenaire industriel ?

« Cette organisation synergique permet au laboratoire de développer des thématiques scientifiques sur le long terme. En tentant de répondre aux problématiques de terrain qui émanent de notre partenaire industriel, nous sommes dans le même temps confrontés à des problématiques de recherches fondamentales originales. C’est un double enjeu pour les chercheurs du LaMCos : relever des défis scientifiques autour de la tribologie, tout en résolvant des problèmes technologiques, environnementaux et économiques. » 

Vous connaissez bien la chaire SKF pour en suivre les travaux depuis le commencement. Quel avenir souhaitez-vous lui donner ?

« En matière de formation, les échanges avec les élèves du cycle ingénieur de l’INSA Lyon sont constants, notamment grâce au parrainage de certaines promotions. Pour le volet recherche, la plupart des projets que nous prévoyons concerne le fonctionnement des contacts lubrifiés dans des conditions non-idéales : c’est l’exemple du défaut d’alimentation en lubrifiant, ou encore le fait d’utiliser de plus en plus les fluides environnants le contact (carburant, réfrigérant, eau...) à la place ou en combinaison avec les lubrifiants classiques (huile, graisse) qui aura pour conséquence de faire fonctionner le contact dans des conditions critiques. Notre équipe souhaite continuer son développement d’outils expérimentaux et numériques jusqu’à l’échelle moléculaire pour analyser le comportement des interfaces lubrifiées. En modélisant la réponse du lubrifiant dans des conditions sévères et en l’intégrant à des simulations numériques à plus grande échelle, notre objectif est de prédire les performances du contact et ainsi de mieux appréhender la durée de vie des composants et les pertes énergétiques. » 

^{1 INSA Lyon/CNRS/Université de Lyon}

Après avoir vécu toute son enfance sous le soleil de Provence, passé cinq années à l’INSA Lyon, décroché son diplôme d'ingénieur 2018, Raphaël Gilly a décidé d’entreprendre une folle aventure en postulant à une mission hors du commun à l’Institut Polaire Français (ou IPEV pour Institut Paul Émile Victor). Il raconte son périple.

 
Manchots dans leur habitat naturel - © Raphaël Gilly

Un parcours sans embûches

J’ai toujours voulu travailler dans les domaines de la science et de l’ingénierie. Je cherchais un établissement où côtoyer des gens de tous horizons, avec la possibilité de partir à l’étranger tout en proposant un campus à taille humaine. C’est tout naturellement que je me suis intéressé à l’INSA. Après mes deux premières années de formation, je me suis orienté vers le département Télécommunications, Services et Usages (TC) qui est particulièrement généraliste et qui m’a ouvert les portes d’une première expérience à l’international, avec un échange à Shanghai. 
Pendant ces cinq ans de vie sur le campus, j’ai également pris part à la vie associative. J’ai fait partie de l’association aérospatiale de l’INSA (CLES-FACIL), où notre objectif a été de lancer une fusée dans l’atmosphère, tout en étant encadré par le Centre National d’Études Spatiales (CNES). Je me suis également impliqué dans la Troupe Théâtrale de l’INSA (TTI), à la fois en improvisation et en écriture. J’ai même eu la chance de mettre en scène une pièce de théâtre, c’est l’un des souvenirs les plus forts de mes années insaliennes !

En route pour l’Antarctique

Passionné par les voyages en tout genre, j’ai toujours voulu découvrir de nouvelles cultures ou de nouvelles façons de vivre. C’est dans cette optique que j’ai postulé à la mission de l’IPEV. Elle regroupe à la fois la science et la vie en milieu isolé. Ça m’a tout de suite plu. 
Tous les ans, les sélections pour intégrer cette base sub-antarctique se font de janvier à juin pour un départ prévu en novembre. Il y a plusieurs entretiens, dont un plus orienté technique, puis des examens de connaissances générales. Là, j’avoue que mes cours de conception m’ont bien aidé. Ensuite, il faut encore passer des examens médicaux et des tests psychologiques.
Plusieurs mois après ma première candidature, me voilà retenu pour intégrer la base sub-antarctique ! Ce qui a fait la différence, ce sont les soft-skills, ces compétences en savoir-être que l’on oublie souvent en bas de notre CV. Pourtant, ce sont bien nos capacités de vie en communauté qui vont faire la différence dans ces milieux.

Un observatoire unique au monde

L’IPEV est une agence qui soutient les programmes de recherche dans les terres australes et antarctiques françaises. Ces territoires constituent la plus grande réserve naturelle de France, elles regroupent la Terre Adélie (sur la côte du Pôle Sud), les îles Amsterdam et Saint Paul, l’archipel de Kerguelen, et l’archipel de Crozet, où je suis actuellement. Les régions antarctique et sub-antarctique sont un observatoire unique au monde pour l’étude des changements climatiques et leur évolution.
En France, on a du mal à se rendre compte de l’impact que nous avons sur l’environnement alors qu’ici c’est flagrant. Nous voyons directement les conséquences des activités humaines sur la nature : la pollution en augmentation, la fragilité de la terre, les dégâts causés par les espèces introduites comme les rats par exemple…

 
Archipel de Crozet - © Christophe Guillerm

Des missions passionnantes

Depuis mon arrivée sur cette base, je participe à plusieurs programmes de recherche qui touchent à des domaines variés. Nous réalisons notamment des relevés quotidiens de données sismologiques et sur le champ magnétique de la Terre, dans le cadre des observatoires de l’École et Observatoire des Sciences de la Terre. Nous travaillons également avec l’Agence Spatiale Française pour des programmes de positionnement de satellites, et aussi avec l’Agence Américaine d’Observation Océaniques et Atmosphériques pour qui nous analysons la pollution de l’air. Toutes ces missions m’ont montré l’avantage d’avoir suivi ma formation à l’INSA. Grâce à mes cinq ans d’études, je suis un touche à tout !

Le mot de la fin pour les insaliens

J’encourage tous les élèves-ingénieurs à postuler à ce type de mission. Il ne faut pas avoir peur, il faut tenter pour ne rien regretter. L’objectif n’est pas de se fermer des portes mais de réaliser ses rêves !

 

 

Un cross avec poudre colorée organisé par GM la vie en partenariat avec le BDE Sud-Est.

Un parcours tout en couleur accessible à tous pour que chaque foulée participe à la recherche contre la mucoviscidose.

Les fonds seront reversés à l'association Vaincre la mucoviscidose. 

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GM la vie est un nouveau pôle de l’association PromoGM du département de Génie mécanique de l’INSA Lyon qui a pour but d'unir chaque année un maximum de monde autour d’un événement dont les bénéfices iront à la recherche médicale.

Le BdE Sud-Est est l'Association étudiante de l'École Santé Social Sud-Est.

L’ERC (European Research Council) est une subvention européenne reconnaissant la valeur et le potentiel de très haut niveau des recherches exploratoires. Le dispositif étant extrêmement compétitif, l’Université de Lyon au travers de l’Élan ERC identifie les chercheurs susceptibles de postuler au financement européen sur les campagnes 2019 et 2020, pour les accompagner dans leur démarche. D’une durée de 5 ans, le financement ERC est compris entre 1,5 et 3,5 millions d’euros et est attribué à un chercheur, débutant ou confirmé, dont le travail exploratoire est susceptible de constituer le fondement de nouvelles industries, nouveaux marchés et innovations sociales. 

Mis en place par l’Université de Lyon depuis le début de l’année 2018, le dispositif Élan ERC accompagne les chercheurs et les enseignants-chercheurs dans la candidature d’appel à projets ERC. Parmi les 16 dossiers sélectionnés sur le bassin lyonnais et stéphanois, deux chercheurs de l’INSA Lyon : Angela Madeo, du laboratoire GEOMAS (Géomécanique, Matériaux, Structure) et Guilhem Baeza, laboratoire MATEIS (Matériaux Ingénierie et Science).

« L’obtention de cette bourse ERC serait une aubaine pour mener mes recherches dans des conditions exceptionnelles. Le soutien de l’Université de Lyon permet d’affiner son projet et de bien comprendre le dispositif ERC », indique Guilhem Baeza, spécialiste des élastomères thermoplastiques.

Guilhem candidatera dans la catégorie « starting grant^[1] » avec un projet de développement d’un caoutchouc innovant réparable et recyclable. Ses recherches ont pour but de comprendre les propriétés des particules ferromagnétiques et d’en proposer une formulation destinée à des applications industrielles ou biomédicales. 

Angela Madeo présentera son projet en tant que « consolidator grant^[2] ». Elle travaille sur les méta-matériaux, une discipline récente développée depuis une dizaine d’année à l’INSA Lyon. En modulant leur microstructure, ces matériaux absorbent les ondes, les bruits ou les vibrations. Angela voit en l’Élan ERC une opportunité de développer ses expérimentations.

« L’Élan ERC est un réel soutien face à la sélection drastique qu’induit l’appel à projets européen. Cela nous permet de dégager du temps d’enseignement, de former une équipe en intégrant des post-doctorants sur nos projets ou d’effectuer des missions à l’étranger », ajoute Angela Madeo. 

^[1] Catégorie qui s’adresse aux jeunes scientifiques (2 à 7 ans après la thèse).
^[2] Catégorie constituant le second type de bourse destinée aux scientifiques expérimentés (7 à 12 ans après la thèse).

Afin de récompenser les meilleurs travaux doctoraux de l’INSA Lyon, le département FEDORA (Formation par la Recherche et Études Doctorales) organise un second « Prix de thèses ».

Les dossiers de candidatures doivent s’inscrire dans l’un des cinq enjeux sociétaux qui structurent l’activité « recherche » de l’établissement : « Énergie pour un développement durable », « Environnement : Milieux Naturels Industriels et Urbains », « Information et Société Numérique, « Santé globale et Bio ingénierie » et « Transport : Structures, Infrastructures et Mobilités ». Les candidatures sont ensuite étudiées par un jury et sont exposées au grand public par les lauréats lors d’une cérémonie de remise de prix.

L’événement répond à une double volonté, comme l’explique Florence Popowycz, Directrice du département FEDORA de l’INSA Lyon.

« Le prix de thèses permet de mettre en lumière des travaux d’une très grande qualité. En effet, au sein de l’établissement, les doctorants n’avaient pas encore d’événement à proprement parler pendant lequel ils obtenaient reconnaissances et visibilité, mise à part pendant leurs soutenances. Il s’agit aussi de faire connaître l’univers de la recherche, une activité mystifiée, qui effraie souvent les élèves-ingénieurs. Le département FEDORA souhaite faire des Prix de thèses, un événement pérenne et fédérateur pour les doctorants et doctorantes. »

Gloria Vilches-Freixas  et Ruben Teixeira Franco  sont deux des lauréats de la première édition. Tous deux sont ravis d’avoir participé à ce prix et ont vu leurs travaux récompensés par leur établissement.

« Les publications scientifiques, c’est déjà très gratifiant, mais obtenir une reconnaissance de la part de son établissement l’est encore plus, explique Ruben. Je conseille aux doctorants d’y participer ne serait-ce que pour présenter son travail à un public hétérogène ; c’est un exercice très intéressant que de faire comprendre à des non-experts
un travail pointu ! »

Gloria a elle aussi donné beaucoup d’importance au fait d’apprendre à communiquer sur ses propres travaux.

« La communication est pour moi l’un des devoirs du scientifique. Cela peut faire naître des vocations à des futurs doctorants, et faire découvrir un métier qui ne connaît pas de routine ! J’ai été très honorée de recevoir ce prix qui représente une véritable reconnaissance des efforts et du travail accomplis pendant trois ans. » 

© Tim Douet

• Le dépôt des candidatures est ouvert jusqu’au 30 avril 2019.
• Pour plus d’informations : « flyer prix de thèse »

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Le marathon de dépôt des publications dans HAL

Depuis plus d'1 an, l’INSA renforce son engagement en faveur de l'open access en aidant au déploiement et développement de l’archive ouverte HAL dans ses laboratoires.

Le marathon de dépôt du texte intégral de vos publications dans HAL se déroulera du 1er au 30 avril. 

A noter plusieurs dates de portes ouvertes pour réceptionner vos fichiers, vous aider à créer votre IdHAL, répondre à toutes vos questions...

Et aussi plusieurs expositions à la Bibliothèque Marie Curie autour de l'open access.

 

 

Je m’éveille, puis cligne des yeux en enfilant mes pantoufles. Dans la cuisine, j’actionne le bouton de la cafetière et prépare mon petit-déjeuner : le beurre glisse entre le couteau et le pain, déposant une fine pellicule grasse sur la surface rugueuse de la tranche.
Une scène dont nous sommes protagonistes chaque matin. Et ce que nous ignorons peut-être, c’est que ces gestes quotidiens sont associés à des problématiques de frottement qui ont taraudé les scientifiques pendant plus de 500 ans. Si aujourd’hui les chercheurs tribologues ont trouvé des réponses à quelques-unes des interrogations de Léonard de Vinci, la discipline a encore beaucoup à offrir : industrie, transports, cosmétique, archéologie, santé… Les domaines d’application sont multiples, pourvu qu’il y ait du mouvement. Benyebka Bou-Said est chercheur au LaMCos (Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures) de l’INSA Lyon et spécialiste de la biomécanique.
Petite introduction à la bio-tribologie, la mécanique au service de la santé.

 

La science du frottement qui fait tourner le monde

À la croisée du génie mécanique et de la science des matériaux, la tribologie concerne l’études des surfaces en contact et en mouvement : frottement, lubrification et usure. Trois mots magiques qui font le quotidien des chercheurs du LaMCos de l’INSA Lyon et étudiants du département Génie Mécanique.
« La mécanique n’est pas que dans les moteurs de voitures ! De l’adhérence de la chaussure au sol, au contact peau-tissu, en passant par l’articulation osseuse, tout est tribologie. Elle a d’ailleurs un rôle très important en matière d’avancées médicales », explique Benyebka Bou-Said, chercheur en bio-tribologie à l’INSA Lyon.

Observer la mécanique du corps pour mieux l’imiter

Imaginons que je souffre d’une arthrose de la hanche m’empêchant de me déplacer dans mes activités quotidiennes. Après plusieurs années de traitement antalgique et de rééducation, les rhumatismes persistent : mon médecin me propose la mise en place d’une prothèse de hanche. « Grâce à des collaborations avec les hôpitaux et professionnels de la santé, nous sommes aujourd’hui capables de proposer des prothèses adaptables à la morphologie du patient. Au moyen d’outils de simulation virtuelle¹, nous sommes capables de vérifier l’intégrité du mécanisme soumis aux cycles usuels quotidien de chaque individu, comme se lever, marcher ou monter les escaliers, en tenant compte des frottements et interactions. La prothèse est réellement faite pour vous », précise Benyebka Bou-Said. 
Pour mesurer toute l’importance du rôle de la tribologie dans ce système chirurgical, il faut comprendre la reproduction du mécanisme naturel : l’extrémité supérieure du fémur est sectionnée puis remplacée par une « tête fémorale artificielle » fixée dans l’os à l’aide d’un pivot. Dans l’os iliaque, une cavité est fraisée afin d’accueillir « la cupule », qui sera en articulation avec la tête fémorale artificielle. Puis le liquide synovial, ce que la tribologie appelle « le troisième corps », reprend sa mission de lubrification naturelle autour du système mécanique comme auparavant.

Ces matériaux qui réparent le corps

« Cela fait plusieurs années que la prothèse de hanche est utilisée en France, mais le mécanisme de l’insert représente le point d’amélioration majeur, notamment à cause des débris que l’usure peut provoquer, qui peuvent être transportés jusqu’au sang », ajoute le chercheur de l’INSA Lyon. La dégradation d’un matériel chirurgical dans le corps humain, au-delà de la durée de vie écourtée de la prothèse, pose plusieurs problématiques : « avec les fabricants de prothèses, nous étudions le revêtement pour trouver le plus adapté et le plus sain au corps humain. Grâce à un matériau inoffensif pour le corps et dont les nanoparticules seraient détectables par prise de sang, nous tirerions partie de l’usure de la prothèse tout en mesurant son état de dégradation presque en temps réel », ajoute Benyebka Bou-Said.

Vers l’homme bionique ?

Les individus dotés de prothèses médicales sont de plus en plus nombreux et la recherche est en constante évolution. L’équipe de Benyebka Bou-Said travaille sur des prothèses intelligentes pour assurer un retour au mouvement en toute sécurité et une meilleure acceptation de la prothèse par le corps humain. Les prothèses médicales équipées de capteurs permettraient une meilleure prévention des articulations défectueuses nécessitant un remplacement et permettraient l’exploration d’autres pistes de rééducation.

 

 

 

[1] IRM 4D notamment

Les Instituts Carnot représentent un réseau national de 38 instituts à travers toute la France. Leur objectif est de soutenir l’activité de recherche partenariale des laboratoires avec les entreprises, en encourageant les démarches d’innovation. L’INSA, dont une des vocations est de consolider les liens entre le monde industriel et les laboratoires de recherche publique, a rejoint naturellement ce réseau au moment de sa création, il y a maintenant plus de 12 ans.  

Ingénierie@Lyon, un Institut Carnot relié à l'ingénierie

Lyon et plus généralement la région Auvergne Rhône-Alpes est une des plus actives en France dans le domaine de l’ingénierie. Il était donc logique que l’Institut Carnot local soit spécialisé sur l’ingénierie. Entretien avec Jérôme Chevalier, nouveau Directeur de l’Institut Carnot « Ingénierie@Lyon » et professeur à l’INSA Lyon.

Quelles sont les spécificités de l’Institut Carnot Ingénierie@Lyon ? 

« Son rôle est de mettre en évidence le potentiel des laboratoires d’ingénierie auprès des industries et de soutenir leur activité de recherche partenariale. Ingénierie@Lyon aide aussi les laboratoires à travailler ensemble sur des sujets de recherche qui peuvent ensuite être appliqués à des problématiques industrielles. Le réseau formé permet une forte collaboration et un partage de compétences et de plateformes expérimentales. Ils sont principalement issus de cinq grands établissements de la région : l’École Centrale de Lyon, l'ECAM de Lyon, l’Université Claude Bernard Lyon 1, le CNRS et l’INSA Lyon. Nous travaillons avec la direction de la recherche des établissements, les sociétés de valorisation (INSAVALOR pour INSA Lyon) et les laboratoires. Au final, nous sommes l’un des leviers d’accélération de l’innovation et de rayonnement de nos laboratoires en ingénierie sur le territoire. »

En tant que laboratoire, comment appartenir à ce réseau ?

« Pour appartenir à l’Institut Carnot et bénéficier du label Carnot, il faut que 10% du budget consolidé des laboratoires soit consacré à de la recherche contractuelle avec des entreprises privées (et non avec des fonds publics). Appartenir à Ingénierie@Lyon, c’est aussi partager ses valeurs et présenter une solide cohérence avec les thématiques de l’institut, dans les domaines de l’ingénierie. Plus de mille contrats de recherche sont signés chaque année par l’ensemble des laboratoires d’Ingénierie@Lyon. L’INSA souhaite jouer un rôle majeur dans le développement des entreprises et répondre à leurs problématiques, c’est pourquoi près d’un tiers de nos laboratoires sont labélisés Carnot. »

Quels sont les bénéfices pour les industries à travailler avec un laboratoire ayant le label Carnot ? 

« Les industries ont souvent des problématiques complexes à traiter, mêlant contraintes techniques, économiques, règlementaires et environnementales. Le point fort de l’Institut Carnot est de regrouper des laboratoires aguerris à la recherche partenariale et capables de répondre, souvent à plusieurs, à des questions d’ingénierie dans des domaines aussi variés que le transport, l’énergie, les matériaux ou la santé. Pour l’industriel qui s’engage avec un laboratoire détenant un label Carnot, c’est l’assurance d’une qualité de compétences et de suivi ainsi que de bénéficier du doublement crédit d'impôt recherche. Pour les laboratoires, être associés aux Instituts Carnot leur permet d’avoir une plus grande visibilité et un plus fort ancrage auprès des entreprises. De plus, les Instituts Carnot reçoivent un financement au prorata de leur chiffre d’affaire en termes de recherche partenariale de la part de l’Agence Nationale de la Recherche (ANR) pour soutenir des projets inter-laboratoires et inter-établissements. Ils peuvent consolider des équipements qui les aident à répondre aux sollicitations des entreprises, comme par exemple, les plateformes d’essais de l'Equipex PHARE. Une partie de notre financement va enfin vers le financement de projets stratégiques, réfléchis et construits avec les directeurs des laboratoires, dans des domaines comme la tribologie, la fabrication additive, les multi-matériaux, etc.  »

Pourquoi avez-vous choisi de devenir directeur de l’Institut Carnot Ingénierie@lyon ?

« Depuis 1997, je suis enseignant-chercheur à l’INSA Lyon au sein du laboratoire MATEIS (MATÉriaux : Ingénierie et Science) en sciences des matériaux. J’ai toujours aimé la recherche en lien avec des industries car les solutions qu’on développe sont ensuite utilisées réellement et ont un impact sociétal. J’ai déposé une dizaine de brevets dans le domaine de la santé, dont six ont conduit à des dispositifs médicaux utilisés cliniquement. J’apprécie de me nourrir des problématiques industrielles complexes pour trouver des questions de recherche motivantes et des solutions innovantes. Convaincu de la nécessité des enjeux industriels pour les laboratoires, j’ai toujours apprécié la démarche des Instituts Carnot. Lorsque les précédents porteurs d'Ingénierie@Lyon m’ont contacté pour me proposer de travailler en binôme avec Manuel Collet, président et chercheur CNRS au Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Systèmes, j’ai tout de suite accepté. Nous partageons la même vision sur la démarche partenariale et je suis convaincu que nous allons faire un binôme efficace pendant ces quatre ans. Nous allons continuer à développer des projets stratégiques entre les directeurs de laboratoires, en lien avec nos établissements et leurs sociétés de valorisation, pour répondre aux challenges de nos partenaires industriels. Nous souhaitons également monter en visibilité nationalement et internationalement pour porter au plus haut niveau les couleurs de l’ingénierie régionale. »

 

Jérôme Chevalier et Manuel Collet