Quel lien peut-il y avoir entre l’assèchement de la mer Méditerranée il y a plus de cinq millions d’années et les interfaces cerveau-ordinateur ? Ces thématiques de recherche sont au cœur de deux projets européens dont l’université de Bordeaux a été récemment lauréate dans le cadre des Actions Marie Sklodowska-Curie, programme qui vient de fêter ses 30 ans. Ces réseaux de formation doctorale - ou MSCA Doctoral Networks dans le jargon européen - permettent de recruter et former une quinzaine de doctorantes et doctorants au sein d’un réseau international. Ils sont portés par deux chercheuses du campus, ayant été toutes les deux docteures de l’université de Bordeaux - Emmanuelle Ducassou en 2006 et Camille Jeunet-Kelway en 2016. Aujourd’hui maîtresse de conférences à l’université en sédimentologie marine, Emmanuelle Ducassou porte le projet C-BRINES. L’enseignante-chercheuse du laboratoire Environnements et paléoenvironnements océaniques et continentaux (EPOC¹) explique que « l’idée est de tester et peut-être valider une nouvelle technique pour atteindre la neutralité carbone en acquérant de nouvelles connaissances sur une crise environnementale passée ».

Plonger dans le passé pour comprendre le climat de demain

Cette nouvelle technologie vise à équilibrer les émissions de CO₂ avec leur absorption afin de stabiliser leur concentration dans l’atmosphère, un objectif fixé en Europe à l’horizon 2050. L’océan est le plus grand puit de carbone sur la planète. Il absorbe une part importante du CO₂, émis notamment par les activités humaines. Dans l’eau, il peut se transformer, sous certaines conditions, en formes stables, ce qui permet de le stocker sur de très longues périodes. L’enjeu du projet est donc de comprendre dans quelles conditions ce processus peut être amplifié et surtout avec quelles conséquences pour l’océan et le climat. « Si on change la chimie de l’océan, on peut imaginer piéger davantage de CO₂. Mais qu’est-ce que cela impliquerait sur la densité de l’eau ? Quelles conséquences sur les courants ou encore pour les organismes vivants ? Nous n’avons pas encore de vision globale de ces effets. » Sans données pour les évaluer, l’équipe de C-BRINES, qui compte une trentaine de partenaires académiques et privés, a choisi de se tourner vers le passé. En effet, les chercheurs disposent d’archives d’un épisode assez méconnu survenu il y a plus de cinq millions d’années : l’assèchement de la Méditerranée. À la suite d’un mouvement de tectonique des plaques ayant fermé le détroit de Gibraltar, une partie de la mer s’est progressivement évaporée pendant environ 640 000 ans. Ce phénomène a entraîné la formation massive de gypse, un minéral de sel dont on tire le plâtre, et piégé d’importantes quantités de sel dans les sédiments. Cela a eu pour conséquences de modifier la salinité des océans et d'entraîner une baisse d’environ 5 °C de leur température, précise Emmanuelle Ducassou. Les chercheurs espèrent modéliser les effets de ces perturbations sur l’océan, le cycle du carbone et les écosystèmes marins en étudiant ces données du passé.

Dans un tout autre domaine, le projet VARIABILITI porté par Camille Jeunet-Kelway s’intéresse quant à lui au fonctionnement du cerveau et à ses variations. La chercheuse CNRS est spécialiste en sciences cognitives, une discipline qui étudie les mécanismes de la pensée, perception, mémoire, apprentissage ou prise de décision, à la croisée de la psychologie, des neurosciences et de l’informatique. 

Du cerveau aux machines : dépasser les limites des interfaces

Dans ce cadre, la chercheuse de l’Institut des neurosciences cognitives et intégratives d'Aquitaine (INCIA²) étudie les interfaces cerveau-ordinateur (brain computer interfaces ou BCIs), des systèmes qui permettent d’apprendre à moduler son activité cérébrale afin de contrôler une technologie – prothèse, ordinateur, jeu… -, soit pour développer de nouvelles capacités, soit pour restaurer des fonctions motrices ou attentionnelles, par exemple après un AVC. Mais ces interfaces ne fonctionnent pas encore de manière fiable. « Aujourd’hui, 10 à 30 % des personnes n’arrivent pas à apprendre à moduler volontairement leur activité cérébrale », souligne-t-elle. Il existe en effet une forte variabilité, non seulement entre les individus mais aussi chez une même personne, selon son état cognitif ou émotionnel.

« Nous ne comprenons pas encore ce phénomène. L’objectif du projet VARIABILITI est justement de modéliser cette variabilité afin de concevoir des BCIs personnalisées et rendre ces technologies réellement utilisables. On veut promouvoir une approche centrée sur l’humain pour comprendre les besoins et attentes des utilisateurs et ainsi concevoir des interfaces cerveau-ordinateur qui auront un réel impact sociétal, notamment en permettant d’améliorer la qualité de vie de millions de patients », précise la chercheuse de Bordeaux Neurocampus.

Pourquoi avoir choisi ce réseau collaboratif de recherche et formation, doté d’environ 4,6 millions d’euros chacun, pour financer leurs recherches ? Toutes deux évoquent l’importance de la collaboration.
« Pour modéliser l’apprentissage des utilisateurs et développer des interfaces cerveau-ordinateur réellement efficaces et personnalisées, il est indispensable de disposer de données fiables et comparables. Or, même si le domaine est très interdisciplinaire, il fonctionne encore largement en silos : les protocoles sont rarement partagés et les données difficilement combinables. Avec VARIABILITI, nous défendons un changement de paradigme durable, en faveur d’une recherche plus responsable, collaborative, ouverte et participative, afin de produire des résultats réellement utilisables », explique Camille Jeunet. L’objectif était donc de structurer une véritable communauté de recherche autour des interfaces cerveau-ordinateur. Si cette dynamique a pris, elle nécessite des financements pour se consolider et se développer. Un travail de longue haleine, amorcé il y a près de six ans jusqu'à ce projet européen.

Pour Emmanuelle Ducassou, l’idée est plus récente et remonte à la mission océanographique internationale IODP 401³ qu’elle a co-dirigée pendant deux mois, entre décembre 2023 et février 2024, avec une collègue de Bristol. C’est le plus gros programme académique de forage océanique au monde, existant depuis 1968. Au cours de cette expédition, les équipes ont foré jusqu’à 1,7 km de profondeur, une performance remarquable, dans la zone de transfert et d'échanges entre l'océan Atlantique et la mer Méditerranée : le détroit de Gibraltar.

"Le plus stimulant a été de concevoir la partie formation des doctorants"

« Habituellement, pour des forages aussi profonds, on ne remonte que 30 à 40 % des sédiments forés. Là, nous avons dépassé les 80 % ! » Des résultats qui rendent ces archives particulièrement exceptionnelles, précise la sédimentologue. « L’idée était ensuite de transformer l’essai en les exploitant comme un analogue passé de modifications environnementales à l’échelle globale via ce projet européen. »

Côté montage de dossier, les deux chercheuses reconnaissent un exercice très différent des autres demandes de financement classiques, parfois proche d’un véritable défi administratif, encore davantage pour Camille Jeunet-Kelway. Toutes deux ont candidaté dans le cadre d’un Doctoral Network, durant lequel les doctorants effectuent généralement plusieurs mobilités chez les partenaires, représentant quelques mois à un an cumulés sur la durée du doctorat. Celui porté par Emmanuelle Ducassou relève du format standard, où chacun des 15 doctorants est inscrit dans une seule université. À l’inverse, VARIABILITI s’inscrit dans un Joint Doctorate, impliquant 14 doctorats co-construits entre plusieurs établissements et débouchant sur un double diplôme, ce qui ajoute une complexité au montage due notamment à des cultures d’établissement différentes à travers l’Europe.

Pour les accompagner, elles ont bénéficié d’un dispositif, indispensable à ce niveau, de l’Agence nationale de la recherche (ANR) : un financement Montage de réseaux scientifiques européens ou internationaux (MRSEI) qui leur a permis de faire appel à des consultants. Elles ont également été soutenues par le Service de montage et suivi de projets (SMSP) de l’université de Bordeaux. « Heureusement qu’Audrey [Sidobre, ingénieure de projets européens au SMSP] était là pour nous remonter le moral dans les moments difficiles tout en nous accompagnant au quotidien : répondre à nos questions, assurer des relectures du projet et le suivi administratif jusqu'à la soumission », confient-elles. Nicolas Todd, chargé de développement des réseaux européens de recherche au sein de l’Offre de service Europe du campus, les a également accompagnées sur le décryptage du contexte politique européen de leur projet.

Au-delà des résultats scientifiques attendus, ces projets reposent sur une autre ambition : former une nouvelle génération de chercheurs et de chercheuses. « Le plus stimulant a été de concevoir la partie formation des doctorants », confie Camille Jeunet-Kelway. En lien notamment avec la plateforme ViaInno, elle a travaillé à structurer un programme pour analyser le champ disciplinaire et comprendre l'écosystème. À terme, l’ambition est claire, « faire de cette approche collaborative et centrée sur l’humain une norme dont l’idée est d’entraîner la nouvelle génération à suivre cette méthodologie. » Les projets européens sont également intersectoriels dans le sens où ils associent différents partenaires, notamment pour VARIABILITI des cliniciens et associations de patients. « On a encore trop de technologies qui restent dans les laboratoires. L’idée est de les faire sortir, de les confronter aux usages. »

Parler un même langage

Emmanuelle Ducassou partage cette volonté de décloisonnement. « C’était la partie la plus enthousiasmante du projet : découvrir, convaincre et embarquer des acteurs engagés sur ces thématiques, des start-ups, des ONG… ». Le projet prévoit également d’interroger l’acceptabilité par le grand public des solutions proposées. « Nous avons aussi besoin que nos doctorants parlent le même langage en matière de climat », insiste la sédimentologue. Dans C-BRINES, modélisateurs, géologues ou encore biologistes, chimistes et économistes seront amenés à travailler ensemble, jusque sur le terrain. Certains doctorants seront amenés à sortir de leur cadre habituel pour aller collecter eux-mêmes les données : en mer, sur un bateau, pour C-BRINES, ou au contact de patients pour VARIABILITI, par exemple.

Derrière ces ambitions, un constat commun : ces réseaux sont autant des projets scientifiques que des aventures humaines. « C’est exigeant, parfois éprouvant, mais extrêmement formateur », résume Camille Jeunet-Kelway qui a déposé une première fois un dossier l’an dernier à la tête d’un consortium de 30 partenaires. « La science n’a pas changé, mais la manière de la présenter, oui : nous avons davantage mis en avant l’impact pour la société », explique-t-elle. Pour Emmanuelle Ducassou qui a pris plus d’un an et demi pour déposer le dossier avec son réseau, la réussite a d’ailleurs encore un goût d’irréel : elle a appris le financement de son projet le jour de son anniversaire. « J’ai encore du mal à croire qu’il soit financé », en précisant que dans son panel environnement, le taux de succès des Doctoral Networks standards est inférieur à 10 %, ce qui souligne le caractère très compétitif de ces appels. Deux projets qui, au-delà de leurs thématiques très différentes, se rejoignent : c’est en croisant les disciplines, les regards et les pratiques que la recherche pourra répondre aux défis contemporains.

¹unité de recherche CNRS, Bordeaux INP et université de Bordeaux
²unité de recherche CNRS, EPHE et université de Bordeaux
³International Ocean Discovery Program (IODP)