Projet ANR-15-CE01-0002 – INHALE : Exploration de l'atmosphère comme écosystème
Programme : Comprendre et prévoir les évolutions de notre environnement (DS0101) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur Aurélien Dommergue (Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l'Environnement)
Partenaires : Fédération de Recherche pour l'Environnement et le Développement Durable; Laboratoire public; Laboratoire public
Montant : 446731.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 48 mois
Résumé : Présentes dans toutes les couches de l’atmosphère, les bactéries sont actrices incontestables de la microphysique atmosphérique comme agents de nucléation ou noyaux glaciogènes par exemple. Leur implication dans la chimie des nuages fait l’objet d’un intérêt grandissant depuis maintenant  une vingtaine d’année à la fois dans la communauté microbiologique mais aussi pour les physiciens et chimistes de l’atmosphère. 
En raison du manque d’études à grande échelle ou bien de par, peut-être, le cloisonnement des disciplines scientifiques, nos connaissances restent limitées quant à la dispersion des bactéries présentes dans l’atmosphère, leur diversité, leur dynamique et leurs fonctions. Leur contribution aux grands cycles biogéochimiques reste relativement inexplorée pour les composés majeurs (soufrés, azotés ou carbonés), à la fois nutriments ou acteurs du climat, de la qualité de l’air et de façon générale de la chimie atmosphérique. Il en est de même pour le cycle du mercure (Hg) et ses interactions avec les communautés microbiennes atmosphériques. Les microorganismes jouent pourtant un rôle clé dans son cycle biogéochimique terrestre et aquatique. Ce contaminant planétaire est dispersé via l’atmosphère et transformé en formes chimiques ensuite déposées sur les surfaces superficielles de la planète. Son mode de dispersion et ses facultés d’accumulation font du Hg une réelle menace, toujours d’actualité, pour la santé des écosystèmes et la santé humaine.
INHALE propose une approche originale et multidisciplinaire combinant des expertises en microbiologie atmosphérique, biologie moléculaire, chimie et physique de l’atmosphère afin de caractériser  la vie microbienne atmosphérique à l’échelle de la planète et son implication dans les cycles biogéochimiques. 
En particulier, nous démontrerons comment la physique et la chimie atmosphérique contribuent à la variabilité spatio-temporelle des structures des communautés microbiennes. 
Nous proposons également d’expliciter le rôle du microbiome atmosphérique  en lien avec la santé des écosystèmes et des populations humaines. Nous prendrons comme modèle un contaminant majeur et global, le mercure, afin de mettre en lumière les tous premiers mécanismes d’interactions biotiques/abiotiques. Nous étudierons ainsi des marqueurs génétiques microbiens du mercure, leur répartition géographique et leur lien avec les conditions environnementales. Nous identifierons les voies microbiennes susceptibles de modifier la spéciation du Hg et donc ses propriétés toxiques et sa faculté à pénétrer dans les chaînes alimentaires.
Grâce à notre implication dans différents programmes d’observations, nous relèverons le défi d’échantillonner 10 sites sur la planète, de l’Arctique à l’Antarctique, en haute altitude lorsque possible. Le Puy de Dôme (France) sera étudié plus longuement (pendant 1 an) et en détails et nous pourrons y collecter des échantillons d’aérosols et de nuages, nécessaires à nos expériences de laboratoire.
L’utilisation de techniques modernes biomoléculaires de pointe (« omiques ») combinées aux  études physico-chimiques repoussera les frontières actuelles de l’aérobiologie microbienne en apportant de nouveaux éléments de connaissance des structures des communautés et de leur diversité fonctionnelle aux grandes échelles. En outre, nos recherches porteront un nouvel éclairage sur la composante atmosphérique de la biosphère et, dans cet environnement en pleine mutation, elles serviront à prédire les rétroactions futures qu’auront les communautés microbiennes sur l’atmosphère et leur impact sur les grands cycles biogéochimiques.