Plongez dans l'univers fascinant de l'astrochimie et de l'exobiologie avec Clara Thomas, une doctorante passionnée qui explore les mystères de la vie au-delà de notre planète.
Entre étoiles et molécules, elle nous invite à rêver et à comprendre comment la chimie peut révéler des indices sur l'origine de la vie dans l'espace. Prêts à embarquer pour cette aventure cosmique ?
Je m’appelle Clara Thomas, j’ai 22 ans et je suis ingénieure ESPCI. Je viens de commencer ma première année de thèse en exobiologie au LATMOS, à Guyancourt (Yvelines).
Ma thèse et mon travail de recherche
Ma thèse au LATMOS s’inscrit dans le domaine de l’exobiologie, qui vise à comprendre si la vie pourrait exister – ou avoir existé – sur d’autres planètes.
Dans le cadre de ma thèse, je me concentre sur l’étude des signes de vie passée ou actuelle dans des environnements semblables à ceux de Mars ou des lunes glacées, comme Europe et Encelade.
Un exemple concret
Un projet dont je suis fière, même si c’est plutôt dans le cadre d’un loisir, a été la fabrication de mon miroir de télescope à l’atelier d’optique de la Sorbonne.
J'ai taillé un miroir parabolique de A à Z à partir d’un bloc de verre, avec le bon conseil des membres de l’atelier. C’est un processus qui m’a pris environ 50 heures et qui était parfois un peu laborieux, car tout est fait à la main. Cela demande de la patience et de la précision, mais c’était incroyablement satisfaisant de voir ce miroir prendre forme petit à petit.
Aujourd'hui, il est prêt à être intégré dans une structure pour constituer un télescope artisanal, même si, je dois avouer, j’ai tendance à procrastiner et je n’ai pas encore pris le temps de le finaliser !
En attendant, cet été, j’ai fabriqué deux montures de Dobson pour d'autres télescopes, pour me perfectionner dans les techniques de menuiserie. C’est très satisfaisant d’utiliser un instrument qu’on a réalisé soi-même !
Mon parcours
Je viens de Lorraine et j’ai effectué toute ma scolarité jusqu’au bac à Toul, en Meurthe-et-Moselle. Au lycée, je me suis passionnée pour la chimie, et c’est avoir participé aux olympiades nationales de la chimie en classe de première que j’ai décidé de poursuivre dans cette voie. J’ai donc intégré les classes préparatoires PCSI/PC au lycée Louis-le-Grand.
J’ai choisi l’ESPCI car je voulais pouvoir continuer d’étudier la physique et la chimie en profondeur tout en adoptant une approche pluridisciplinaire. C’est, je pense, d’une grande importance pour aborder les questions scientifiques actuelles qui se situent souvent aux interfaces de plusieurs disciplines.
Ce qui m’a aussi plu à l’ESPCI, c’est l’importance accordée aux travaux pratiques. Pendant les deux premières années, environ 16 heures par semaine sont consacrées aux TP, qui ont lieu dans les laboratoires de l’école.
Cette formation « à la recherche, par la recherche » permet de se familiariser avec la démarche scientifique à travers la pratique et d’échanger avec les enseignants chercheurs.
L’astronomie, une grande passion pour moi !
Passionnée d’astronomie depuis mon plus jeune âge, j’ai pourtant beaucoup hésité durant ma scolarité à me lancer dans une science « dure ». Quand j’ai découvert la chimie au lycée, j’ai su que je voulais continuer dans cette voie car c’était une science expérimentale qui gardait un côté pratique et concret avec de nombreux domaines d’application.
Ce sont notamment mes professeures de prépa qui ont été décisives dans mon parcours. Leur écoute et leur capacité à répondre à mes interrogations m’ont permis de gagner en confiance et m’ont encouragée à poursuivre une carrière dans la recherche. Par la suite lors de ma scolarité à l’ESPCI, j’ai fait deux stages en synthèse organique et en protéomique, mais c’est à chaque fois l’aspect lié à la chimie analytique qui m’a le plus plu.
Finalement, lorsque j’ai découvert mon sujet de recherche actuel, il s’est imposé comme une évidence, car il me permet de concilier ma formation en chimie et ma passion de longue date pour l’espace ! Et j’aime travailler en lien avec la thématique de l’exobiologie et les questionnements passionnants que cela soulève, de l’origine de la vie à sa répartition de la vie dans le système solaire et au-delà.
Mieux comprendre notre système solaire
Les échantillons analogues jouent un rôle essentiel, car ils nous permettent de simuler certaines propriétés précises des minéraux que l’on pourrait rencontrer sur d’autres mondes du système solaire, sans avoir à quitter la Terre avec toutes les contraintes que cela implique !
Les étudier en laboratoire permet de caractériser les interactions entre la matière vivante et les substrats minéraux dans ces environnements particuliers. Cela permet également d’identifier les types d’échantillons où les biosignatures sont les mieux préservées dans le temps.
Les résultats de ces recherches ont des implications directes pour l'exploration spatiale. Ils nous aident à mieux comprendre quels indices de vie potentielle seraient les plus susceptibles d’être détectés lors des futures missions d'exploration sur Mars ou les mondes océans. Cela permet aussi de déterminer quels environnements seraient les plus favorables à la préservation de ces biosignatures et où concentrer nos efforts pour les trouver.
En parallèle, en comparant les analyses des échantillons dans des conditions terrestres aux analyses en conditions des instruments de vol dans notre laboratoire, nous pouvons identifier les biais potentiels des mesures réalisées in situ. Cela permet d’optimiser les protocoles des instruments des futures missions spatiales.
A quoi ressemble le quotidien d'une doctorante ?
Au quotidien, cela signifie que je mène des expériences en laboratoire pour analyser des échantillons terrestres dits analogues : des échantillons collectés dans des environnements terrestres extrêmes, où les conditions sont comparables à celles de certains corps du système solaire.
Ces échantillons analogues peuvent être des minéraux de tubes de lave, des dépôts hydrothermaux, ou même des fossiles de vie très ancienne. Le but est d’identifier des biosignatures – des traces de vie passée ou présente – et de mieux comprendre comment elles pourraient se former et se préserver.
A gauche, la grotte « golden dome » dans le parc naturel Lava Beds National Monument (LBNM) qui doit sa couleur à des tapis microbiens (films de bactéries) sur la roche. (Crédit photo : Maëva Millan)
Une partie importante de mon travail est aussi de simuler les conditions de travail des instruments embarqués sur des sondes spatiales.
Cela signifie reproduire en laboratoire les techniques d’analyse qui sont actuellement ou seront un jour utilisées pour explorer les corps du système solaire, afin de mieux comprendre les résultats des missions en cours et d’optimiser les protocoles d’analyse qui pourront être utilisés lors des missions futures pour détecter la vie ailleurs dans le système solaire.
Une journée avec moi
Mon travail au laboratoire fait intervenir des techniques d’analyse comme la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (ou GC-MS), qui permet de séparer puis d’identifier les molécules dans un échantillon.
Pour certains échantillons, j’utilise la pyrolyse, qui permet de chauffer l’échantillon à des températures très élevées pour libérer les molécules présentes. Pour rendre certaines molécules du vivant plus difficiles à identifier, notamment les lipides et les acides aminés, j’ajoute des produits chimiques à l’échantillon avant l’analyse dans un procédé appelé dérivatisation.
Mon temps de travail est réparti entre les expériences en laboratoire et le travail de bureau.
Au laboratoire, je passe du temps à préparer les échantillons – ce qui peut être par exemple le broyage des échantillons minéraux avant leur analyse.
Je fais ensuite passer les échantillons à travers le GC-MS pour séparer et détecter les molécules qu’ils contiennent. Les molécules qui m’intéressent sont les molécules organiques, celles qui contiennent des éléments comme le carbone, l’hydrogène, l’azote, l’oxygène, et qui constituent la base de la chimie du vivant.
L’autre partie de mon temps est consacrée à l’analyse des données obtenues. Les résultats fournis par la GC-MS sont en effet complexes et peuvent nécessiter des heures d’interprétation pour comprendre les différentes molécules présentes. Cela demande un travail minutieux pour interpréter les résultats et comprendre si ces molécules organiques indiquent un processus biologique, ou si elles ont pu se former par des processus chimiques non liés à la vie.
Et a côté… la médiation scientifique !
Durant l’été 2022, j’ai eu l’occasion de faire de la médiation à l’observatoire de Bauduen, un lieu qui organise des observations astronomiques à destination du grand public.
J’ai adoré transmettre mes connaissances sur le grand bestiaire d’objets que l’on peut observer en tant qu' astronome amateur.
Cette expérience m’a appris à adapter mon discours pour rendre des concepts parfois complexes accessibles à tous, ce qui est un exercice très différent de présenter ses recherches à d'autres scientifiques !
Par ailleurs, pendant ma thèse, j’aimerais continuer à m’investir dans la médiation scientifique, notamment pour faire découvrir le métier de chercheur aux plus jeunes. J’aimerais aussi m’engager plus dans des associations qui promeuvent la représentation des femmes en sciences.
Quelques conseils pour vous !
Je trouve l'initiative de SciGi vraiment géniale !
C’est important d’avoir une représentation des femmes dans les sciences, surtout pour les jeunes filles car les stéréotypes nous influencent déjà à un jeune âge.
Durant ma scolarité secondaire, je n’avais pas vraiment de modèle de femmes de sciences et je ne me représentais pas ce qu’est un métier scientifique au quotidien. Bien que les choses changent petit à petit, il reste encore beaucoup à faire pour que les jeunes filles se sentent légitimes à poursuivre leurs passions dans ce domaine. Mon message pour elles serait simple : ne vous auto-censurez pas !
N’ayez pas peur d’explorer les sciences, de rêver grand et de croire en vos capacités.
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Edité par Shyrin, Clara et Mazzarine
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