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Des chercheurs de l'Université de Tel-Aviv ont découvert un nouveau procédé de nettoyage de la pollution industrielle

Les Prof. Amos Ullmann et Naima Brauner de la Faculté d'ingénierie de l'Université de Tel-Aviv, en collaboration avec le Prof. Zvi Ludmer de la Faculté d’agriculture du campus de Rehovot de l’Université hébraïque, sont en train de développer un nouveau procédé pour éliminer les polluants organiques persistants et les métaux toxiques des particules polluées. Selon les chercheurs la nouvelle méthode pourrait constituer la solution économique et écologique recherchée par de nombreuses industries pour nettoyer les sols, les boues, les sédiments et même l'eau, pollués par leurs activités.

pollution 1168x657La technologie qui avait fait l'objet d'un article dans la revue Environmental Engineering Science, est testée depuis peu avec succès dans un laboratoire pilote sur le campus de Rehovot.

Le nouveau procédé, nommé PTE (Phased Transactions Extraction) se sert d'une combinaison de méthodes pour éliminer et concentrer les substances toxique. Réalisé en deux étapes, il utilise des solvants légèrement chauffés pour extraire les composés organiques, tout en éliminant les métaux lourds à l'aide d'agents dits 'chélateurs', de grosses molécules qui se lient aux métaux toxiques et les séparent de leur milieu source. Selon les chercheurs, la principale innovation du processus est le chauffage du mélange de solvant organique et des agents de chélation, qui permet à ces substances de mieux pénétrer dans les particules polluées. Une fois la solution refroidie, la séparation s'effectue rapidement et sans former d'émulsion stable. Tous les composants - les polluants et les matériaux qui les séparent - peuvent être recyclés.  

Concentrer les agents polluants sur un très petit volume

"Nous avons pu montrer que le processus fonctionne avec efficacité à l'échelle pilote, dans un réacteur d'environ 50 litres", a déclaré le Prof. Ullmann. "La mise à l’échelle est le principal obstacle lorsqu’un processus passe du laboratoire au marché. Nous sommes maintenant prêts à rechercher un site sur lequel nous pourrons mettre en œuvre le processus à titre d'essai".

amos ullmannLa configuration du laboratoire pilote a également permis aux inventeurs d’ajouter des installations auxiliaires pour développer les processus finaux. "Nous devons recycler les solvants et les agents chélateurs que nous utilisons pour capturer les métaux, pour que le procédé soit rentable", explique-t-il.

Le PTE est conçu pour s'adapter en particulier dans des conditions d'humidité. " Les installations industrielles ont toujours été situées le long de rivières ou à proximité de celles-ci pour faciliter l'accès à l'eau, le transport et l'élimination des eaux usées et des sous-produits industriels. C'est pourquoi il est nécessaire de mettre au point des solutions pour éliminer la pollution provenant de sources humides". Les chercheurs pensent également pouvoir gérer le traitement de la pollution résultant des usines de traitement des eaux usées industrielles.

"Traiter ou assainir une zone polluée est coûteux", relève le Prof. Ullmann. "Par conséquent, si les autorités n'obligent pas à le faire, ou si le terrain contaminé n’a pas de valeur immobilière, les gens préfèrent ignorer le problème. Cependant, en Israël comme dans de nombreux autres pays du monde, les gouvernements prennent de plus en plus de mesures pour forcer les industries à nettoyer leurs dégâts, car la plupart sont situées à proximité des zones résidentielles. L’approche la plus simple consiste à extraire le sol ou les sédiments contaminés et à les déplacer ailleurs, ce qui revient à de grosses dépenses. Notre méthode permet de concentrer les polluants sur de très petits volumes et il suffit alors de déplacer que ces très petites masses plutôt que toute l'espace souillé", précise-t-il.

PTEOutre les sites industriels très pollués qui font de l'Europe, la Chine et les Etats-Unis des marchés cibles de cette technologie, la réhabilitation des terres constitue un autre domaine potentiel d'application de ce système. Les zones fermées ou interdites en raison de la pollution pourront être nettoyées et transformées en toute sécurité en parcs publics, chantiers de construction ou champs agricoles.

Les chercheurs sont à présent en pourparlers avec une société spécialisée dans le traitement des déchets solides, y compris les sols pollués pour passer du laboratoire à une installation complète.

L'Université de Tel-Aviv va diriger le forum national de recherche sur les villes intelligentes

L’Institut d'Etudes sur la Gouvernance locale de l'Université de Tel-Aviv va diriger le forum de recherche universitaire sur les "Smart cities" créé dans le cadre du nouveau programme national pour le développement des villes intelligentes en Israël. Lancé la semaine dernière par trois ministères (Economie, Intérieur et Egalité sociale) en collaboration avec le centre high-tech Kiryat Atidim et le Centre Peres pour la paix et l'innovation, le programme, nommé CityZoom, a pour but d'encourager à la fois les entreprises, les collectivités locales et les chercheurs à solutionner les défis urbains.

telavivsmartcity2Le programme a été lancé en présence du Prof. Joseph Klafter, Président de l'Université de Tel-Aviv, de Gila Gamliel, ministre de l'Egalité sociale, Shay Rinsky, directeur général du Ministère de l'Economie, Mordechai Cohen, directeur général du Ministère de l'Intérieur, Chemi Peres, président du Centre Peres et Sagi Niv, CEO de Kyriat Atidim.

"L'Université de Tel-Aviv vient d'inaugurer un programme de développement des villes intelligentes en coopération avec l'Université de Standford, de même que l'Institut Shmeltzer pour les transports intelligents", a rappelé le Prof. Klafter. "Il est donc naturel qu'elle mette ses recherches dans ces domaines au service de ce projet national vital". Le forum bénéficiera d'une coopération exclusive entre l'UTA et l'Université de Standford.

Créer un écosystème favorable au développement des villes intelligentes

Le programme, intitulé "CityZoom - Villes intelligentes en Israël", a pour objectif de créer un éco-système qui rende accessible aux collectivités locales israéliennes les startups capables de régler les problèmes de l'espace urbain y compris le transport intelligent. Dans le cadre de l'initiative, pour laquelle le gouvernement va allouer près de 2,5 millions de shekels, les villes et les autorités locales ouvriront leurs portes aux entrepreneurs qui proposent des technologies capables de relever les défis posés par la vie urbaine et d'améliorer les services offerts aux habitants.

La spécificité de la communauté CityZoom est d'associer pour la première fois les différents secteurs (gouvernemental, universitaire, entreprises technologiques et services) dans le cadre d'une politique claire, qui créera un climat favorable au développement des villes intelligentes en Israël, a-t-il été spécifié lors du lancement du programme.

Celui-ci comprendra une cartographie des besoins des communautés locales en Israël et dans le monde, notamment la création d'une base de données qui concentrera tous les problèmes et besoins urbains, y compris ceux rencontrés par des grandes villes dans le monde, comme Chicago, Londres, New-York et Barcelone, et qui mettra en relation les collectivités locales et les startups et entreprises travaillant sur des technologies susceptibles de répondre à leurs besoins.

Les collectivités locales seront encouragées à présenter aux startups leurs activités courantes et à les amener à organiser des projets pilotes pour tester leurs nouveaux produits. Les entrepreneurs locaux seront incités à implanter leurs technologies en Israël avant de se tourner vers le marché mondial. Les multinationales seront également mises à contribution.

Le programme vise de même à renforcer le nombre d'entreprises israéliennes dans les secteurs des méga-données (Big Data), de la cyber-sécurité, des infrastructures Wifi, des technologies de secours, des transports et du parking intelligents, des services aux résidents et aux seniors, jusqu'au domaine de l’agriculture de précision pour les espaces urbains.

Une conférence internationale sur les villes intelligentes réunissant toutes les parties prenantes est prévue au mois de mars 2019 en Israël, avec des intervenants en provenance du monde entier.

Une espèce en voie de disparition identifiée en Israël par une équipe de l'Université de Tel-Aviv

Le Dr. Yaron Hershkovitz du Musée Steinhardt d'histoire naturelle de l'Université de Tel-Aviv, qui a effectué le suivi hydro-biologique de la rivière du Kishon, l'un des principaux cours d'eau d'Israël, y a découvert la présence d'une libellule du type "caloptéryx éclatant", unique en son genre dans la région de la Méditerranée orientale, et définie par l'Union internationale pour la Conservation de la Nature comme une espèce en voie de disparition. Selon les chercheurs, la présence de la libellule est un signe encourageant pour la restauration de la rivière, considérée pendant des décennies comme la plus polluée d'Israël.

Libellule du KishonLe Kishon, rivière de 70 km qui prend sa source sur le Mont Gilboa pour se jeter dans la baie de Haïfa, a été considérée pendant des décennies comme le fleuve le plus pollué d'Israël. Ces dix dernières années cependant, les efforts de restauration de la rivière entrepris par la Direction administrative du Kishon ont amenés à des résultats encourageants quant à l'amélioration de la qualité de l'eau et au retour des espèces d'oiseaux, de poissons, de plantes et d'invertébrés qui ont vécu dans son environnement dans un lointain passé. Mais la dernière étude de surveillance hydro-biologique réalisée par le Centre d'écologie aquatique du Musée Steinhardt d'Histoire naturelle de l'Université de Tel-Aviv sous la direction du Dr. Hershkovitz vient d'y  découvrir un nouveau "locataire" qui y a emménagé pour la première fois.

Un signe d'amélioration des conditions environnementales

L'examen, réalisé au cours des mois de printemps, et dont les résultats ont été obtenus ces jours-ci, a mis en évidence pour la première fois en amont de la rivière une larve de libellule du type "caloptéryx éclatant" ou "caloptéryx splendide". Selon le Dr. Hershkovitz, cette espèce de libellule est unique dans la région de la Méditerranée orientale et est répertoriée par l'Union internationale pour la Conservation de la Nature sur la liste rouge des espèces menacées.

Yaron Hershkovitz"Bien que des spécimens adultes aient été précédemment observés dans la région de la rivière, c'est la première fois qu'on rapporte la présence d'une larve de cette espèce dans ses eaux elles-mêmes", écrit le Dr. Hershkowitz dans son rapport. "Les observations répétées de la présence de libellules adultes de ce type sur les berges de la rivière, de même que la présence d'une larve d'une espèce rare et protégée dans ses eaux, sont des signes encourageants indiquant amélioration des conditions environnementales en amont du Kishon".

En plus de la libellule, l'étude a recensé la présence de centaines de spécimens de petits crustacés marins du type Corophium qu'on trouve habituellement dans les sables vaseux littoraux et aux embouchures des rivières non pollués. Selon Sharon Nissim, directrice générale de l'Administration de la rivière du Kishon: "Le rapport est encourageant et ses résultats attestent des résultats des efforts de réhabilitation entrepris par l'Administration".

 

Crédit photo: Musée d'Histoire naturelle de l'Université de Tel-Aviv

Les chercheurs de l'université de Tel-Aviv luttent contre les espèces marines invasives

D'après une étude menée par la doctorante Mey-Tal Gewing du Département de Zoologie de l'Université de Tel-Aviv sous la direction du  Dr. Noa Shenkar, la moitié des vaisseaux maritimes traversant la côte méditerranéenne d'Israël transportent des ascidies nuisibles à l'écosystème, qui se fixent sous leur coque. Les chercheuses travaillent actuellement en coopération avec les autorités israéliennes et européennes pour endiguer le développement de cette nuisance mondiale.

ShenkardivingLa recherche, réalisée en collaboration avec le Musée Steinhardt d'Histoire Naturelle et Centre National israélien d'Etudes sur la Biodiversité de l'Université de Tel-Aviv, a été publiée dans la revue Marine Pollution Bulletin.

Les ascidies sont des animaux marins filtreurs qui se nourrissent des particules présentent dans le flux d'eau qui les traversent. En forme d'outre recouverte d'une tunique celluloïde rigide peu digeste pour les prédateurs, elles vivent au fond de l'eau et se fixent à tous les supports qu'elles trouvent. Présentes dans tous les océans du monde, elles constituent une espèce envahissante nuisible pour la biodiversité autochtone, contribuent à la dégradation de l'écosystème local et à l'altération des services écosystémiques à travers le monde et représentent une menace mondiale.

L'étude des chercheurs de l'Université de Tel-Aviv a révélé que les navires jouent un rôle jusque là inconnu mais prépondérant dans la dispersion de ces organismes et leur introduction dans de nouveaux environnements. Selon la recherche, la moitié des navires traversant la côte méditerranéenne d'Israël transportent ces invertébrés marins accrochés à leur coque.

Bateau-stop

"Ces organismes, bien connus aux États-Unis et au Canada, traversent le canal de Suez accrochés aux cordages et à la coque des navires", explique le Dr. Shenkar. "Ce sont des animaux filtreurs, de sorte qu'ils recouvrent et obstruent toutes les surfaces sur lesquelles ils s'accrochent, ralentissant le navire et nuisant à la biodiversité marine de leurs nouveaux environnements. Ils constituent une menace majeure pour nos côtes et sont très coûteux pour les propriétaires de bateaux".

Noa ShenkarLes chercheurs ont inspecté 45 navires commerciaux et militaires mis à sec pour entretien, sur divers chantiers navals d'Israël. Les navires commerciaux sont nettoyés tous les deux ans de par la loi; cependant les chercheurs ont constaté que les bateaux militaires, qui font pourtant l'objet d'un entretien tous les six mois, étaient en fait plus propices à favoriser l'invasion ascidienne.

"Les navires militaires sont révisés tous les six mois mais ne sont pas correctement nettoyés pour ces espèces envahissantes", déclare le Dr. Shenkar. "Celles-ci se cachent sur les coffres de prise d'eau, sous le bas de la coque. L'entretien des navires commerciaux est beaucoup plus complet, y compris la peinture et le nettoyage au jet d'eau de tous les recoins du navire".

Des mesures de protection de l'environnement

Le Dr. Shenkar recommande que toutes les zones des bateaux soient contrôlées. Les propriétaires de bateaux doivent utiliser de la peinture à base de silicium, sur laquelle les larves ne peuvent s'accrocher, pour recouvrir des zones telles que la coque.

On a également trouvé une corrélation entre la quantité d'ascidies et la température de l'eau de mer. "Plus la température augmente, plus le nombre d'ascidies s'accroit", explique le Dr. Shenkar. "Nous recommandons de procéder à la maintenance avant le début de la saison chaude. Un dépistage précoce et une réaction rapide sont essentiels lorsqu'une nouvelle espèce potentiellement nuisible est découverte".

Au cours de leurs recherches, les scientifiques ont également découvert des espèces caribéennes nouvelles dans la région, ce qui suggère que la surveillance des navires maritimes peut servir d'outil efficace pour la détection précoce d'ascidies non indigènes.

"Notre recherche est un exemple de la coopération qui doit exister entre les milieux universitaires et les entreprises commerciales pour arriver à formuler des recommandations réalistes adaptées à ce qui se passe réellement sur le terrain", a déclaré le Dr. Shenkar.

Les chercheurs travaillent actuellement avec les responsables en Israël et dans l'UE pour mettre au point des mesures de protection de l'environnement empêchant la propagation des ascidies non autochtones.

Des chercheurs de l'Université de Tel-Aviv débarrassent l'eau potable de l'arsenic

Les Dr. Ray Keren et Boaz Mayzel du Laboratoire de recherche du Prof. Micha Ilan du Département de zoologie de l'Université de Tel-Aviv  ont découvert une bactérie qui emmagasine des quantités énormes d'arsenic, principal polluant des eaux souterraines. L'étude,  réalisée en collaboration avec le Prof. Boaz Pokroy du Technion et le Dr. Sirine Fakra du laboratoire national Lawrence à Berkeley aux Etats-Unis, pourrait ouvrir la voie au développement d'un moyen rentable et efficace de purifier l'eau potable de cette toxine, et sauver la santé et la vie de dizaines de millions de personnes dans le monde.

EpongeElle a été publiée le 25.2.2017 dans la revue Nature Communications, et suscite déjà un grand intérêt dans la communauté scientifique internationale.

"Les éponges sont les animaux les plus anciens existant aujourd'hui sur la planète ", explique le Prof. Ilan. "Elles servent d'habitat à de nombreuses créatures, filtrent sans cesse l'eau dans laquelle elles vivent, et en recueille de nombreux matériaux. Dans une précédente étude, effectuée il y a quelques années, nous avons découvert qu'une éponge appelée Theonella swinhoei, et en particulier celle qui vit dans la mer Rouge, stocke une énorme quantité d'arsenic et de baryum, jusqu'à des millions de fois leur concentration dans l'environnement marin! Nous avons donc cherché à découvrir quel est le facteur responsable du stockage de l'arsenic dans l'éponge ".

Le "foie" de l'éponge

Dès le début, les chercheurs ont pensé qu'il s'agissait d'une bactérie. Pour tester cette hypothèse, ils ont séparé les cellules de l'éponge elle-même des nombreuses bactéries qu'elle abrite, et ont constaté qu'en effet, l'arsenic se trouvait parmi les bactéries. L'examen au microscope à balayage électronique a montré qu'il était stocké par une certaine bactérie, appelée ' Entotheonella'.

 "Nous avons découvert qu'à l'intérieur de cette bactérie s'effectue un processus étonnant de liaison chimique entre l'arsenic dissous dans l'eau et le calcium", explique le Dr. Keren. "Le produit de cette liaison est un cristal solide, appelé pharmacolite,  non toxique. De cette manière, l'arsenic est conservé dans le corps de la bactérie, et il n'y a pas de danger qu'il se propage, se redissolve dans l'eau, et redevienne toxique. Il est important de noter que cette bactérie emmagasine d'une manière similaire également un autre élément chimique, le baryum, qui est aussi un polluant courant qui affecte notre santé. En fait, on peut dire que la bactérie fonctionne au sein de l'éponge comme un organe de désintoxication, 'remplaçant' le foie des animaux plus développés".

Pour la communauté scientifique, la découverte présente de nombreux intérêts: tout d'abord, la concentration d'arsenic dans le corps de la bactérie est la plus élevée jamais mesurée partout sur la planète, y compris dans les dépôts géologiques! De plus, la science connait très peu de bactéries capables de produire des minéraux, et c'est la première découverte qui produise de l'arsenic sous une forme cristalline. En outre, le pharmacolite lui-même est une substance connue comme sédiment géologique, mais on n'avait jusqu'à présent jamais observé sa production biologique. En d'autres termes, le pharmacolite produit par la bactérie entotheonella est un bio-minéral d'un type complètement nouveau!

Transformer l'arsenic en cristal inoffensif

Micha Ilan 0321Dans une prochaine étape, le Dr. Keren se propose d'étudier le génome de la bactérie, afin d'identifier les gènes impliqués dans le processus d'accumulation de l'arsenic et du baryum et de les transformer en solides inoffensifs. Une autre direction de prospection serait de rechercher des bactéries semblables, qui vivent dans le sol ou les eaux souterraines, ce qui pourrait raccourcir de manière importante le développement d'une technologie de traitement de l'eau potable.

"L'arsenic dissous est un matériau très résistant, qui reste dans l'environnement en permanence, et jusqu'aujourd'hui il n'y avait aucun moyen efficace de le soustraire des eaux souterraines", conclut le Prof. Ilan. "Nous espérons que notre découverte aidera au développement futur d'un moyen peu coûteux et efficace de nettoyer les eaux souterraines et l'eau potable de l'arsenic, qui pourrait sauver la santé et la vie de dizaines de millions de personnes".

 

Sur la photo: l'éponge abritant la bactérie qui emmagasine l'arsenic (Crédit: Prof. Micha Ilan) 

Cet article a été publié sur Siliconwadi.fr sous le titre: "Découverte: l'incroyable potentiel des éponges pour combattre la pollution des eaux"

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