Modulating the photoluminescence of bridged silsesquioxanes incorporating Eu(3+)-complexed n,n '-diureido-2,2 '-bipyridine isomers: application for luminescent solar concentrators

Two new urea-bipyridine derived bridged organosilanes (P5 and P6) have been synthesized and their hydrolysis-condensation under nucleophilic catalysis in the presence of Eu(3+) salts led to luminescent bridged silsesquioxanes (M5-Eu and M6-Eu). An important loading of Eu(3+) (up to 11%(w)) can be obtained for the material based on the 6,6'-isomer. Indeed the photoluminescence properties of these materials, that have been investigated in depth (photoluminescence (PL), quantum yield, lifetimes), show a significantly different complexation mode of the Eu(3+) ions for M6-Eu, compared with M4-Eu (obtained from the already-reported 4,4'-isomer) and M5-Eu. Moreover, M6-Eu exhibits the highest absolute emission quantum yield value (0.18 +/- 0.02) among these three materials. The modification of the sol composition upon the addition of a malonamide derivative led to similar luminescent features but with an increased quantum yield (026 +/- 0.03). In addition, M6-Eu can be processed as thin films by spin-coating on glass substrates, leading to plates coated by a thin layer (similar to 54 nm) of Eu(3+)-containing hybrid silica exhibiting one of the highest emission quantum yields reported so far for films of Eu(3+)-containing hybrids (0.34 +/- 0.03) and an interesting potential as new luminescent solar concentrators (LSCs) with an optical conversion efficiency of similar to 4%. The ratio between the light guided to the film edges and the one emitted by the surface of the film was quantified through the mapping of the intensity of the red pixels (in the RGB color model) from a film image. This quantification enabled a more accurate estimation of the transport losses due to the scattering of the emitted light in the film (0.40), thereby correcting the initial optical conversion efficiency to a value of 1.7%.FCT - PTDC/CTM/101324/2008COMPETEFEDE

les sciences du sol et l'Initiative du 4 pour 1000 - les promesses du carbone souterrain

International audienceThe Paris Agreement reached at the COP 21 signals the new centrality of carbon sinks, including soils, as a key means of enabling a net zero carbon global balance through the development of 'negative emission technologies'. This article focuses on the 4 per 1000 Initiative, which the French government launched to foster soil carbon sequestration with an international scope. We present and discuss the multidisciplinary design of our research, the methodological tensions that it entailed and the assets that it eventually represented for a better consideration of soil agency and vulnerability. Drawing on an in-depth qualitative investigation, we discuss soil carbon sequestration promises in light of the broader politics of soil knowledge. We argue that the 4 per 1000 promise may have failed to give adequate attention to soil's complex agency (e.g. its capacity to both release and sequester carbon and other greenhouse gases) and soil's vulnerability (e.g. to urbanisation and intensive agriculture, which have long been causing soil degradation, including carbon loss). Committing to a richer conception of soil agency and soil fragility is crucial to enact the social and environmental conditions for fostering efficient and sustainable technological and political change in relation to climate change

Le sol : enquête sur les mécanismes de (non) émergence d'un problème public environnemental

National audienceSi les sols sont indispensables à l'activité humaine et au bon fonctionnement des écosystèmes, ils ne font pourtant l'objet d'aucune mesure de conservation contraignante qui leur soit dédiée. Nous défendons que les difficultés à mettre en place des mesures de conservation du sol ne renvoient pas simplement à l'invisibilité propre au monde souterrain et aux dangers qui le menacent : comprendre ces difficultés demande de retracer la trajectoire de mise à l'agenda du sol comme enjeu environnemental et les répertoires particuliers dans lesquelles elle s'exprime. En déployant une approche pluridisciplinaire alliant sciences sociales et sciences du sol, nous avons cherché à identifier et à caractériser les logiques de requalification environnementale du sol à l'oeuvre depuis le milieu des années 2000. Nous avons notamment cherché à comprendre dans quelle mesure ces logiques de requalification du sol comme enjeu de conservation se démarquaient de l'appréhension agricole dominante qui envisage le sol en termes de support de fertilité et de production agronomique. Sur la base d'une enquête sociologique qualitative approfondie menée en France, incluant exploitation documentaire et entretiens, nous caractérisons deux logiques de requalification environnementale du sol, en termes d'une part de conservation des sols et de leur biodiversité menacés par des processus de dégradation, et en termes d'autre part de conservation et de sécurisation des fonctions et services rendus par les sols. Nous discutons enfin les différences et les relations entre ces deux logiques du point de vue de la manière dont elles interpellent, bousculent, ou au contraire font alliance avec les enjeux et les intérêts agricoles

Regards sur la recherche française en Sciences du sol à partir d'une analyse bibliométrique : points forts, points faibles et tendances récentes

International audienceRegards sur la recherche française en Sciences du sol à partir d'une analyse bibliométrique : points forts, points faibles et tendances récentes 49 RÉSUMÉ Une analyse bibliométrique de la recherche française sur les sols a été effectuée par le Groupe Thématique sur les sols d'AllEnvi, à la fois sur le plan quantitatif (nombre d'articles, taux de citations) et qualitatif (place de la recherche française sur la scène internationale, type de collaborations nationales inter-organismes ou internationales, thèmes de recherche abordés…). Cette étude a été réalisée en intégrant également une analyse des dynamiques temporelles. Les résultats montrent que la production française sur les sols représente 4,3% de la production mondiale, classant la France au 7 e rang des pays publiant sur ce thème au cours des 15 der-nières années En terme qualitatif, la France se situe dans le peloton de tête au niveau mondial, avec des taux de citations légèrement inférieurs à ceux de l'Angleterre, équivalents à ceux de l'Allemagne et de l'Australie, légèrement supérieurs à ceux des Etats-Unis et loin devant ceux des pays émergents. Le pourcentage d'articles co-signés avec des collaborateurs internationaux montre une progression significative, de 45% dans les années 90-2000 à 59% dans les années récentes. Plusieurs institutions françaises contribuant aux recherches sur les sols ont, du fait Comment citer cet article : Pellerin S., Lelievre V., Arnaud F., Cécillon L., Dia A., Valentin C.-2019-Regards sur la recherche française en Sciences du sol à partir d'une analyse bibliométrique : points forts, points faibles et tendances récentes, Etude et Gestion des Sols, 26, 49-63 Comment télécharger cet article

Deep intronic KRIT1 mutation in a family with clinically silent multiple cerebral cavernous malformations

International audienceLoss-of-function mutations in CCM1/KRIT1, CCM2/MGC4607 and CCM3/PDCD10 genes are identified in the vast majority of familial cases with multiple cerebral cavernous malformations (CCMs). However, genomic DNA sequencing combined to large rearrangement screening fails to detect a mutation in 5% of those cases. We report a family in which CCM lesions were discovered fortuitously because of the investigation of a developmental delay in a boy. Three members of the family on three generations had typical multiple CCM lesions and no clinical signs related to CCM. No mutation was detected using genomic DNA sequencing and quantitative multiplex PCR of short fluorescent fragments (QMPSF). cDNA sequencing showed a 99-nucleotide insertion between exons 5 and 6 of CCM1, resulting from a mutation located deep into intron 5 (c.262+132\₂62+133del) that activates a cryptic splice site. This pseudoexon leads to a premature stop codon. These data highly suggest that deep intronic mutations explain part of the incomplete mutation detection rate in CCM patients and underline the importance of analyzing the cDNA to provide comprehensive CCM diagnostic tests. This kind of mutation may be responsible for apparent sporadic presentations due to a reduced penetrance

La répétition des feux et des sécheresses menace la biodiversité fonctionnelle des écosystèmes méditerranéens

International audienceBetween 2005 and 2008, a group of 10 research teams studied vegetation, litter, earthworms, microfauna, bacteria, soil physics, nutriments, organic matter (quality and quantity) and toxic compounds in a multidisciplinary research program dealing with the impact of repeated forest fires on biodiversity and the soil in mediterranean forests. Plots were laid in old growth forests and in sites burned between 1 and 4 times in the last 50 years. For each fire regime, fires dating 1, 3, 5, 15 and 25 years were chosen. The goals were: (1) to look for biodiversity indicators for the assessment of the ecosystem status and functioning, (2) to understand interactions between biotic and abiotic factors in ecosystem resistance and resilience, (3) to look for critical fire frequency thresholds. Taking advantage of the exceptional drought which occurred during the experiment, we studied the interaction between fire and drought. Two thresholds appeared in fire frequency (1 and 4 fires in 50 years) leading to deep changes in the ecosystem biodiversity and functioning. Few differences were observed 3 and 15 years after fire between plots burned 1, 2 or 3 times, the ecosystem being used for millenniums to such fire frequencies. Earthworms and bacteria diversity and activity appeared critical for ecosystem functioning and recovery after fire. Due to drought, this activity was severely reduced and strong interactions were found between fire and drought, each of these disturbances amplifying the impact of the other. High disturbance frequency by fire or drought reduced biological diversity, increasing the resistance but reducing the resilience of communities. Some obligate seeders tree species disappeared when fire occurred at less than 15 to 20 years interval, changing the ecosystem structure. Trees mortality due to drought was far higher in recently burned areas, degrading vegetation from forest to matorals. The quantitative resilience of several physical and chemical parameters is achieved within 15 to 25 years after fire, but 50 years are necessary to fully recover the qualitative values and balance for these parameters as well as for most of the biological factors. Most of the critical biological, physical and chemical processes were concentrated in the topsoil (0-5 cm), deeper horizons being impoverished by a long fire history, except in old growth forests. These ecosystems are fragile and their dynamics may shift to desertification with increasing drought due to climate change

Étude de l'impact d'incendies de forêt répétés sur la biodiversité et sur les sols. Recherche d'indicateurs. Rapport final détaillé.

Goals: This project aimed at assessing the impact of forest fire repetition on vegetation and the soil, in terms of biodiversity, carbon balance and the global ecosystem potential. The study area is the Maures massif (Mediterranean area in the South-East of France), an ecosystem developed on crystalline rocks. Because of the persistent drought during the project, we studied the interaction between fire recurrence and drought recurrence. Protocols: The sampling design includes 3 fire regimes during the last 50 years (many fires = 3-5, medium = 1-2 fires, control = no fire) and 3 time spans since the last fire (very recent = 9-12 months, recent = 3-5 years, old = 15-25 years). Control plots did not burn since either 50 years, or 200 years. 31 plots were laid out, five by treatment except for the old growth control forest (1 plot). The follow-up of the same plots during 3 years allowed furthermore studying the short-term dynamics of the environment after fire. We studied the functional relations between various aerial and soil compartments of the ecosystem at several spatial and temporal scales, combining physical, chemical and biologic factors, to identify key processes and species controlling the resilience of the environment or its resistance to disturbances. Results: Globally, the time since the last fire, thus the ecosystem resilience dynamics, were more influent on most of the measured parameters than the number or the frequency of fires. However, these last ones often play a functionally significant role, their relative importance increasing with the number of fires. The absence of fires for 150 - 200 years allowed a dramatic recovery of the fertility and biological activity. The repletion of the carbon stock in the superficial soil horizons (0 15 cm) and important modifications in flora structure and composition were particularly significant. With a mean fire frequency of one fire every 25 to 50 years, a good global resilience of the ecosystem, its flora and its functioning was observed, but at a low level of potential and at the shrinkage limit: most of the organic matter was limited to the first centimetres of the topsoil (0-5cm) where the biologic activity concentrated at fire's mercy. Most of the parameters which are modified by the fire recovered quantitatively in 15 to 25 years. But 50 years were generally necessary for the resilience of qualitative aspects, notably for the organic matter, biogeochemical cycles, microbiologic functioning of the soil and plant diversity.With higher fire frequencies (4 fires or more in 50 years, or fires occurring at less than 10 years interval), many parameters are durably altered, showing a global degradation of the ecosystem potential: it was particularly true for vegetation composition and structure, soil fauna and the loss of organic matter and its qualitative transformation. This last change led to drop in the activity, the resistance and the resilience of microbial communities. The nitrogen cycle was particularly disturbed. With one to 3 fires in 50 years, these forests do not store nor lose significantly carbon in the superficial soil horizons nor in the living biomass; a higher frequency led the forest to be a carbon source. With no fires over 50 years, and particularly after more than 150 years, these forests become a good carbon sink. The conjunction of numerous fires and repeated droughts led to a collapse of the biological functioning of the ecosystem. Fire and drought amplified mutually their deleterious impact. The persistent drought from 2003 to 2007 stopped the normally fast recovery dynamics in the first year after the fire of year 2003, and even made some biologic parameters decline. Plots with the higher fire frequency up to 2003 were the most impacted by drought. The preliminary effect of drought also dramatically increased the impact of the fires of year 2007. A threshold of 4 successive years of severe drought seems to be a critical threshold for the ecosystem, as well as 4 fires would be a critical threshold for the number of fires in 50 years. A set of indicators of the health status and dynamics of the ecosystem was selected among biological, physical and chemical parameters.Objectifs : Ce projet avait pour objectif d'évaluer l'impact de la répétition des feux de forêt sur le sol et la végétation en termes de biodiversité, de bilan de carbone et de dégradation générale des potentialités de l'écosystème. La zone d'étude se situe dans le massif des Maures (zone méditerranéenne au Sud-Est de la France, écosystème développés sur roches cristallines. Nous avons simultanément étudié l'interaction entre récurrence des feux et récurrence des sécheresses. Protocoles : Le plan d'échantillonnage comprend 3 régimes d'incendies au cours des 50 dernières années (nombreux = 3-5 feux, peu nombreux = 1-2 feux, témoin) et 3 modalités de date du dernier feu (très récent = 9 mois -1 an, récent =3 ans, ancien = 15-25 ans), les témoins n'ayant pas brûlé depuis soit 50 ans, soit 200 ans ou plus. Il y a 5 placettes par modalité sauf témoin très ancien, soit au total 31 placettes. Le suivi sur plusieurs années des mêmes placettes a permis de plus d'étudier la dynamique à court terme du milieu après le feu. Nous avons étudié les relations fonctionnelles entre différents compartiments aériens et souterrains à plusieurs niveaux des échelles spatiale et temporelle de l'écosystème, en combinant des facteurs physiques, chimiques et biologiques, afin d'identifier des processus et espèces clefs de la résilience du milieu ou de sa résistance aux perturbations. Résultats : Globalement, le temps depuis le dernier feu, donc la dynamique de reconstitution de l'écosystème, influence plus les paramètres mesurés que le nombre ou la fréquence des feux, mais ces derniers jouent cependant un rôle souvent significatif et fonctionnellement important, plus rarement dominant. L'absence de feux durant 150 à 200 ans permet une spectaculaire remontée biologique et du potentiel de l'écosystème, marquée par la reconstitution d'un stock significatif de carbone dans les horizons superficiels du sol (0 à 15 cm) et une modification importante de la structure et composition floristique. Une fréquence moyenne d'incendie de l'ordre d'un feu tous les 25 à 50 ans permet une bonne résilience globale de l'écosystème, de sa flore et de son fonctionnement, mais à un niveau faible de potentialités et en limite de la rupture. L'essentiel du stock de matière organique est limité aux premiers centimètres du sol (0-5cm) où se concentre l'activité biologique. La plupart des paramètres qui sont modifiés par le feu récupèrent quantitativement au bout de 15 à 25 ans. Mais il faut en général 50 ans pour les aspects qualitatifs, notamment au niveau de la matière organique, des cycles biogéochimiques, du fonctionnement microbiologique du sol et de la biodiversité végétale. Avec des fréquences plus élevées, aboutissant à 4 feux ou plus en 50 ans ou à quelques feux très rapprochés (5-10 ans), de nombreux paramètres chimiques et biologiques sont durablement altérés, et marquent une dégradation globale des potentialités du système. On note un changement durable de la composition et de la structure de la végétation et une perte significative de matière organique et sa transformation qualitative, responsables d'une baisse sensible de l'activité, de la résistance et de la résilience microbiologique. Le cycle de l'azote est particulièrement touché. Pour les fonctions de séquestration de carbone : dans un régime moyen d'incendie de l'ordre d'un feu tous les 25 à 50 ans, ces forêts ne stockent pas ni ne perdent significativement de carbone dans les horizons superficiels du sol et dans la biomasse vivante ; elles en perdent par contre en cas de feux répétés plus souvent. Elles possèdent un grand potentiel de stockage (effet puits de CO2) en cas ne non-brûlage sur des durées de 150 à 200 ans. La conjonction de nombreux feux et de sécheresses répétées conduit à un effondrement du fonctionnement biologique de l'écosystème dans ses parties aérienne comme souterraine. Chacune des perturbations (feu et sécheresse) amplifie les effets néfastes de l'autre. La sécheresse persistante a non seulement totalement arrêté la dynamique normalement rapide de l'écosystème entre la 3ème et la 5ème année après le feu, mais a fait largement régresser certains paramètres biologiques. Les placettes les plus impactées par le feu (incendies récents ou nombreux) ont été les plus touchées. L'effet préalable de la sécheresse a aussi considérablement aggravé l'impact d'un feu survenu en 2007. Un seuil de 4 années successives de sécheresse marquée semble constituer un seuil critique pour l'écosystème, de la même manière que 4 feux seraient un seuil critique pour le nombre de feux en 50 ans. Le changement climatique ne peut donc que le fragiliser d'avantage ces écosystèmes, en accentuant les effets néfastes des incendies et en les multipliant. Un jeu d'indicateurs de l'état et de l'évolution de l'écosystème a été retenu, basé sur des paramètres biologiques, physiques et chimiques