à faire parvenir en 5 exemplaires à :

- Laboratoire de Physique de l'Etat Condensé, Université du Maine - CNRS UPRES A 6087 Le Mans (LPEC)

Les protéines et glyco-protéines impliquées dans la croissance des coquilles de mollusques (formées de calcite et d'aragonite), stabilisent des orientations préférentielles (ou texture) des cristaux élémentaires très variables à l'intérieur des coquilles. Ces textures varient en force et en nature d’une espèce à une autre, à travers l’épaisseur des coquilles [1], avec des similitudes remarquables pour des espèces proches [2]. Ainsi, l'analyse de texture peut être envisagée (expert: D. Chateigner [3]) comme un outil complémentaire de classification phylogénique, pour les mollusques (expert: N. Casse [1a]), qui intéresse les paléontologues [2] et les biologistes. La présence d’éléments structuraux similaires de la coquille dans différents groupes de mollusques phylétiquement distincts pose la question de leur apparition. La comparaison des structures cristallines dans ces différents phylla permettrait d’avancer des arguments quant à son origine. Cette approche conduirait à rechercher si ces structures procèdent toutes du même système de cristallisation ou si ces mécanismes se sont instaurés à différentes périodes, dans différents clades.

L'interprétation des informations phylogénétiques pose des problèmes de temps et techniques de calculs, qui peuvent être partiellement résolus grâce à l'utilisation des architectures parallèles. Le LPEC recevra un calculateur parallèle (responsable et expert: F. Calvayrac) cette année qui pourrait lui permettre de progresser dans cette voie.

Ajoutons que beaucoup d'espèces sont éteintes, pour lesquelles seuls sont disponibles des fossiles. L’analyse de texture sonde la part cristalline de l’animal, la seule qui demeure dans les fossiles. Même si l'on imagine que la texture puisse être différente dans les fossiles et les êtres vivants, les deux pourraient être corrélées, et nous pouvons entrevoir une extension de l’utilité de ce type d’analyse à l’archéologie.

L'étude quantitative des textures permet de connaître les modes de croissance par diffraction de rayonnements. Ces modes ne sont que très peu décrits dans la littérature, et jamais de façon quantitative. Les raisons intrinsèques de ces croissances ne sont pas connues. La pulvérisation cathodique pourrait permettre de déposer des films minces d'aragonite et de calcite pouvant servir de croissance modèles, afin d'expliquer les raisons de la formation des coquilles. Nous disposons au LPEC des capacités de dépôt par pulvérisation cathodique, le savoir faire en matière de déposition de films et un dispositif unique en France d'analyse de textures, y compris de matériaux poreux.

Il a été démontré in vitro par une équipe du LBGC [2a] que la nacre (aragonite) de Pinctada maxima (une huître perlière géante) peut servir de régénération d'ostéoblasts (précurseurs osseux) humains, première étape importante vers son utilisation comme matériau biocompatible, ou comme prothèse. Les textures de la nacre de Pinctada maxima et de Pinna nobilis [2] sont proches, et cette dernière est à l'étude au LBGC. Ces espèces sont peu courantes et difficiles à se procurer, alors que d'autres espèces présentent des caractères texturaux voisins, et seraient donc de potentiels candidats biocompatibles. Ici, le calcul parallèle permettrait d'aider l'interprétation et le choix en terme de biocompatibilité, face à la multitude des espèces potentielles. Ce choix, s'il était purement calculatoire, resterait (en termes de temps de calculs) rédhibitoire. Il faut donc l'orienter grâce à l'aide de spécialistes des mollusques qui ont accès aussi à des spécimens variés (LBGE).

L'activation des prothèses pour un meilleur accrochage cellulaire est couramment réalisé par irradiation plasma. Le CTTM est équipé de ce type de dispositif, et possède les experts. Il possède aussi les instruments pour caractériser l'adhésion, la bio-adhésation ainsi que la morphologie (microscopies). De plus, il possède l'expérience à l'établissement de brevets.

De l'énoncé de ces états de faits, on remarque qu'il manquait pour la bonne coordination de ces équipes une structure globalisante telle que celle offerte par les Actions Concertées Incitatives, même si les équipes de ce projet travaillent déjà, mais que trop partiellement, ensembles. Il manque bien sûr des moyens expérimentaux et humains (non détaillés dans ce résumé), que nous espérons obtenir via ce projet commun de collaboration.

- Etendre la compréhension phylogénétique des mollusques.

- Comprendre (par dépôts de films minces) les modes de croissances des formations minérales animales (de la nacre en premier lieu).

- Modifier ces films physico-chimiquement et tester leur biocompatibilité comme prothèses osseuses potentielles (reconstitution osseuse et accrochage cellulaire).

- Développer dans ces buts l'usage des architectures parallèles de calculs.

- Analyser quelques microstructures de fossiles pour déceler l'intérêt potentiel de telles études en archéologie

Ce projet constitue une interface multiple, de par la variété des thématiques corrélées. On ne peut penser être efficace dans la recherche de matériaux à usage humain sans connaître les paramètres microstructuraux influants (texture), comment s'établit la croissance (films modèles), quels sont les candidats potentiels (phylogénie et paléontologie), comment calculer efficacement (parallélisme) ou enfin comment optimiser l'accrochage cellulaire. L'équipe pluridisciplinaire proposée ici réunie toutes ces compétences.

Les retombées potentielles de ce projet pourraient concerner par conséquent la médecine (biomatériaux: reconstitution osseuse et implants orthopédiques avec des revêtements phospo-calciques bio-intégrables), la paléontologie, l'algorithmique, l'archéologie et les méthodes cristallographiques d'analyses.