Modélisation de la dégradation des monuments

Ces dernières années, la dégradation des monuments s’est accrue de façon dramatique, notamment à cause de la pollution atmosphérique et des changements climatiques et environnementaux. En particulier, la dégradation biologique des monuments peut se traduire par l’installation de communautés de bactéries qui se développent en biofilm à la surface de la pierre au contact d’eau ou d’humidité.
Ces détériorations de notre patrimoine font aujourd’hui l’objet d’un programme de recherche original initialisé par un groupe de chercheurs de l’Université de Nice-Sophia Antipolis, de l’INRIA et du CNR-IAC à Rome, en collaboration avec des biologistes de l’Université Tor Vergata à Rome, et avec l’aide de chercheurs étudiant la conservation des biens culturels à Florence. Ces scientifiques développent un modèle mathématique pour simuler la prolifération de colonies de cyanobactéries au fond de fontaines. Ces équations permettent d’estimer la vitesse de prolifération en tenant compte de paramètres tels que la température, l’intensité lumineuse, l’apport en nutriments. Les interactions entre les bactéries, leur support de développement et l’eau sont la base de ce modèle et les différents modes de communication interne sont testés pour développer une compréhension de l’évolution des colonies.

 

Brève rédigée par : Magali Ribot (Univ. Nice Sophia Antipolis et Inria) à partir de travaux de chercheurs de l’Université de Nice Sophia Antipolis, d’Inria, de l’IAC-CNR (Rome, Italie), de l’Université Tor Vergata (Rome, Italie), et de l’ICVBC-CNR (Florence, Italie).

Pour en savoir plus : Le projet ANR jeunes Chercheurs “Monumentalg” et un article sur les biofilms.

Crédit image : Flickr / PeterJBellis

Commentaire de l’auteur ajouté à la brève (en réponse  à une question sur Tweeter) : Les “modes de communication interne” évoqués dans le texte font référence à de possibles  processus de communication entre les cyanobactéries. Une hypothèse est qu’elles utilisent  pour se coordonner  le “quorum sensing”  qui est utilisé  par d’autres bactéries, par exemple par les Pseudomonas A.  : elles sentent combien de leurs congénères les entourent et elles réagissent dès qu’un seuil de densité est atteint. Mais il n’y a pas de preuve expérimentale de ce phénomène. Une idée serait de tester “in silico” les différentes hypothèses de communication, dont le quorum sensing, et de comparer avec les comportements expérimentaux des colonies de bactéries.

Une référence de modélisation mathématique  du quorum sensing :
Ward JP, King JR, Koerber AJ, Williams P, Croft JM, Sockett RE (2001) Mathematical modelling of quorum sensing in bacteria.
IMA J Math Appl Med Biol 18:263–292

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