L'Agence nationale de la recherche Des projets pour la science

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  • HARB Auto-assemblage hierarchique de batonnets colloidaux biologiques

    Auto assemblage hierachique de bio- colloides
    Je travaille en physique expérimentale de la matière condensée. J'utilise colloïdes comme blocs de construction pour créer de nouveaux matériaux et attaquer des problèmes liés à l'auto-assemblage. Je compte sur la biologie pour extraire / synthétiser une nouvelle variété de bio-colloïdes. Une combinaison du génie génétique et de chimie me permet de peaufiné leurs propriétés. Je ne peux en particulier le contrôle de leurs géométrie et leurs interaction.

    De nouveuax Colloïdes pour de nouveaux matériaux
    Les biomatériaux ont souvent une hiérarchie structurelle en cascade du microscopique (angstrom-nanometer) au mésoscopique (microns) et macroscopiques (millimètre). Par exemple, à partir de notre propre recherche, nous avons montre qu'aux plus petits echelle de taille chaque virus est assemblé à partir d'un ADN qui est revêtu avec des milliers d'exemplaires de la protéine d'enveloppe principale. Aux échelles de longueurs mésoscopiques, des interactions attractives en raison de polymères non-adsorbantes condense une suspension diluée de virus en membrane colloidale, une monocouche en forme de disque de virus tous alignes selon leur longueur. Lors du mélange, tous les virus rapidement se fondent en une telle structure. Une paire de disques ainsi assemblee va se rencontrer du a l'attraction mutuelle lie aux polymères ce qui se traduit par l'assemblage d'un doublets sous torsion. Sur des échelles de temps plus longue ce processus de coalescence continue et produit des rubans dont la longueur peut atteindre le millimètre.
    Le but de mon projet de recherche est d'abord de concevoir la forme et l'interaction des biopolymère comme colloïdes (FD-virus) en utilisant la biochimie pour ensuite poser des question en physique de la matière condensée, c'est à dire élucider les voies par lesquelles ces cinétiques des particules allongées s'auto-assemblent.
    Je vais relier les propriétés mécaniques et optiques de ces structures macroscopiques aux détails microscopiques des colloïdes constitutifs en utilisant un ensemble de techniques bien adapté à la matière molle, la science des matériaux et de la biologie quantitative en général. Caractérisation des systèmes colloïdaux sur de nombreux longueur des échelles donnera les principes généraux de conception nécessaires à une approche «bottom up» et de l'ingénierie hiérarchique de nouveaux matériaux nano-structurés avec des propriétés structurales et mécaniques prédéfinis,



  • ASSORTMATE Spéciation adaptative: approche intégrative chez la souris.

    Reconnaissance sexuelle olfactive et spéciation
    Les êtres vivants se distinguent par la diversité de couleurs, sons et parfums utilisés dans leur communication sexuelle. Mais comment cette diversité évolue? Quel est son rôle dans l'apparition des espèces? Quel est le rôle de l'adaptation dans cette diversification? Quels sont les mécanismes proximaux comportementaux, olfactifs, génétiques en jeu dans la diversification des senteurs d'espèce?

    Comprendre l'évolution des senteurs d'espèces.
    Nous cherchons à mettre en évidence les mécanismes causaux et proximaux à l’origine de l’évolution des signaux olfactifs permettant la reconnaissance sexuelle spécifique. En particulier, nous nous intéressons à des situations où les populations qui divergent sont en contact, produisent des hybrides et échangent des gènes. Notre hypothèse de travail est que la reconnaissance sexuelle et l’homogamie (reproduction entre semblables) sont une réponse adaptative permettant d’éviter une hybridation couteuse (les hybrides ayant une plus faible fertilité). Nous étudions cette question chez la souris domestique, une espèce modèle bénéficiant de nombreuses études ayant produit une masse de connaissance et d’outils techniques sur lesquels notre étude repose. Ce modèle nous permet également de tester notre hypothèse dans des conditions naturelles, i.e. dans des populations de la zone hybride entre deux sous-espèces européennes de la souris. Notre étude est pluridisciplinaire permettant une approche intégrative pour répondre à notre question.



  • RoME Rôle de la microglie dans l'épilepsie

    Les macrophages cérébraux et l'épilepsie
    Les cellules microgliales sont des macrophages résidant dans le cerveau. Au-delà de leur fonction immune, notre projet explore la possibilité qu'elles puissent réguler la mort neuronale et les modifications d'activité neuronale dans le du cerveau épileptique.

    Implication de la microglie dans l'épilepsie: de nouvelles cibles thérapeutiques?
    Un pourcentage non négligeable des épilepsies du lobe temporal sont résistantes à tout traitement pharmacologique. De façon surprenante, malgré la mise sur le marché de différents anti-épileptiques, la proportion de patients pharmaco-résistants est stable depuis des décennies ; de nouvelles cibles thérapeutique doivent donc être identifiées. Par ailleurs, les traitements épileptiques actuels reposent uniquement sur l'utilisation de drogues agissant uniquement sur des protéines neuronales largement exprimées dans tout le cerveau et qui ont donc tendance à modifier l'ensemble de l'activité cérébrale et pas uniquement celle du foyer épileptique. Notre travail s'inscrit dans une nouvelle vision, moins neurocentrique, du fonctionnement cérébral mettant en avant les fonctions des cellules gliales dans la modulation de l'activité et la survie des neurones. Les cellules gliales et en particulier les cellules microgliales sont très plastiques et sont les premières à réagir en cas de disfonctionnement cérébral. Notre objectif est de mieux comprendre comment les cellules microgliales s'adaptent et modulent les neurones après l'apparition d'une crise d'épilepsie. Comprendre la spécificité de ces interactions dans les zones épileptiques c'est ouvrir la voie à la découvertes de nouvelles cibles thérapeutiques.



  • SUPREMATIE Amorçage d’exploSifs intrinsèqUes par des nanothermites : application de ce PRincipe à dEs Munitions à hAute énergie pour la protecTIon des forcEs de l’ordre

    Amorçage d’explosifs intrinsèques par des nanothermites : application de ce principe à des munitions à haute énergie pour la protection des forces de l’ordre.
    Le projet SUPREMATIE se propose d'étudier expérimentalement différentes nanothermites, en termes de sensibilités et de vitesses de réaction (ISL), afin de pouvoir modéliser la réactivité de ces nouveaux matériaux énergétiques et leurs effets sur des explosifs secondaires tels que la pentrite, l'hexogène et le CL-20 (Institut PPRIME). Des tests d'amorçabilité externe ou interne, serviront à développer des matériaux explosibles, destinés à garnir l'ogive de munitions à haute énergie.

    L'amorçabilité d'explosifs secondaires par les nanothermites : pour jeter les fondements de la pyrotechnie du futur et développer des matériaux énergétiques sur mesures.
    Les nanothermites sont des matériaux énergétiques jeunes dans l'histoire de la pyrotechnie ; leurs propriétés particulières en font des matériaux de choix pour de nombreuses applications exigeant une forte puissance. Les enjeux sont à la fois d'ordre scientifiques, réglementaires et sociétaux.

    1. Enjeux scientifiques : L'amorçage en détonation des explosifs secondaires exige un choc, souvent produit par un explosif primaire, ou une transition de la déflagration vers la détonation (phénomène moins bien défini). Les nanothermites ayant une réactivité intermédiaire, se situant entre celles des poudres et les explosifs, il est intéressant d'évaluer leur potentiel d'amorçage.

    2. Enjeux réglementaires : La réglementation européenne REACH restreint l'usage industriel de substances chimiques jugées dangereuses. Parmi celles-ci figurent les sels de plomb, pourtant indispensables à la fabrication de nombreux explosifs primaires. La substitution du plomb par des substances amorçage moins nocives serait une avancée majeure dans ce domaine.

    3. Enjeux sociétaux : L'amorçage des explosifs par les nanothermites permettrait de développer des détonateurs de sécurité qui seraient utilisés dans différents domaines tels que : la sécurité civile, l’industrie minière, le génie civil et les travaux publics, la sécurité automobile, les dispositifs pyrotechniques aérospatiaux, la pyrotechnie de divertissement et la sécurité informatique.

    Dans le cadre du projet SUPREMATIE, la mise au point de nanomatériaux explosibles, permettra de garnir les ogives de munitions en dotation dans les forces de l'ordre, afin d'accroitre de manière très significative l'énergie libérée à l'impact. Ces munitions à haute énergie (MuHE) seraient un atout précieux pour les forces de l'ordre puisqu'elle auraient une efficacité renforcée contre les malfaiteurs protégés et limiteraient les dégâts collatéraux, par l'absence de ricochets massifs. Enfin, les MuHE seraient utilisables dans les armes en dotation.



  • EcoSec Réduction de l’impact environnemental des opérations d’hygiène dans les ateliers agro-alimentaires réfrigérés par une utilisation optimale de la déshumidification de l’air

    Utilisation optimale de la déshumidification de l’air pour l’hygiène des surfaces
    Recherche des programmes, technologies et configurations de déshumidification de l’air qui minimisent la survie de Listeria monocytogenes dans les ateliers réfrigérés en permettant des économies d’énergie ainsi qu’une réduction des rejets chimiques dans l’environnement.

    Utilisation de la déshumidification de l’air pour éviter la persistance de Listeria monocytogenes
    L’entrée de Listeria monocytogenes dans les ateliers agro-alimentaires est inévitable et des efforts considérables sont nécessaires pour éviter que la bactérie n’y persiste alors que des opérations d’hygiène y sont correctement menées. Par ailleurs, les opérations d’hygiène sont fortement consommatrices en eau et en produits d’hygiène, lesquels ne sont pas toujours respectueux de l’environnement. L’objectif général du projet est d’utiliser la déshumidification de l’air pour empêcher la persistance de la bactérie tout en réduisant l’impact environnemental des opérations d’hygiène. Nous chercherons la stratégie de déshydratation la plus destructrice et évaluerons le retard de croissance des cellules survivantes. Des efforts seront ensuite portés sur la compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans la réponse de la bactérie au stress hydrique.
    Une déshumidification de l’air est déjà réalisée chez de nombreux industriels mais de façon empirique. De plus, on ne sait pas prévoir les conditions climatiques auxquelles sont soumises les bactéries des surfaces en tout point d’un atelier ce qui sera recherché dans ce projet. Nous pourrons ainsi envisager des solutions techniques pour limiter les zones humides dans les ateliers industriels de façon économique et écologique. Dernier point, mais non des moindres, la déshumidification de l’air a un coût énergétique et EcoSec se propose de définir une technologie moins énergivore et adaptée aux besoins agro-industriels.



  • MoodFood Dépression et Nutrition

    Dépression et Nutrition
    Il est nécessaire de développer des stratégies de prévention pour limiter la progression des troubles dépressifs majeurs. Le taux estimé d’acides gras polyinsaturés (AGPI) n-6: n-3 dans un régime alimentaire occidental typique est autour de 20 :1, en contraste avec le rapport optimal 1:4. Le risque de développer une dépression a été associé aux régimes pauvres en n-3 AGPI.

    Interactions entre apports alimentaires et vulnérabilité aux troubles émotionnels
    Les bases cellulaires des mécanismes physiopathologiques reliant AGPI alimentaires à la dépression restent à élucider. Plus précisément, la manière dont les AGPI alimentaires modifient l'activité synaptique dans les circuits neuronaux impliqués dans le comportement émotionnel et les fonctions cognitives les plus évoluées (tel que le cortex préfrontal médian, PFC, et le noyau accumbens) commence tout juste à être comprise.
    Nous avons récemment découvert qu’un régime déséquilibré en n-3 PUFA diminue les taux cérébraux d’AGPI n-3 et abolie les fonctions comportementales et synaptiques médiées par les récepteurs cannabinoïdes de type 1 (CB1R) dans la PFC en corrélation avec une augmentation de la désespérance comportementale. Cette découverte alimente le concept que la nutrition contrôle le comportement par le biais des modifications spécifiques des systèmes de neuromodulateurs.
    Dans ce contexte, nous voulons maintenant d'élucider les interactions entre le régime alimentaire et la vulnérabilité à développer des troubles émotionnels de type dépressif. Basés sur nos travaux précédents et de nouvelles données préliminaires, nous proposons de tester directement l'idée que l'alimentation déséquilibrée en n-3 altère des circuits synaptiques spécifiques liés à la vulnérabilité à développer des symptômes dépressifs.
    Nous voulons:
    1/Découvrir et comparer les substrats neurobiologiques de la dépression induite par les carences alimentaires en n-3 AGPI avec ceux induits dans un modèle de dépression chronique, la défaite sociale, qui permet la distinction des individus vulnérables et résilients en fonction de leur comportement émotionnel et les profils d'évitement social.
    2/Tester l'interaction alimentation/ dépression défaite sociale.
    3/Tentative de corriger la dépression comme les comportements in vivo.



  • NANOCELLS Cellules ordonnées – une nouvelle phase de carbone

    Nanomatériaux cristallins avec une structure cellulaire
    La synthèse in-situ et la caractérisation détaillée de nouvelles phases cellulaires de carbone et de silice sont effectuées. La croissance de ces phases sur des substrats métalliques est étudiée dans une collaboration de l’IPCMS à Strasbourg, de l’ONERA à Châtillon et de l’Institut Néel à Grenoble.

    Couches cristallines de carbone et de silice
    Le projet est consacré à l’exploration de nouvelles structures de carbone et de silice qui ont été récemment découvertes par l’un des partenaires. Il s’agit de phases de carbone et de silice organisées en cellules dont la formation sur des substrats métalliques a été observée à l’IPCMS à Strasbourg. Les observations in-situ en microscopie électronique montrent que la maille élémentaire de ces structures est de nature hexagonale et fait intervenir des liaisons avec les substrats métalliques. La croissance de ces structures sur des surfaces métalliques est en compétition avec celle du graphène et présente beaucoup de caractéristiques communes au graphène, comme par exemple, un ordre hexagonal semblable développé sur certains substrats métalliques et des types identiques de défauts structuraux.
    Les connaissances sur ces phases en sont encore à leur tout début et sont de ce fait très limitées. A ce stade, il est nécessaire de mener des études approfondies de croissance et de caractérisation pour trouver les conditions appropriées à la croissance de ces phases, notamment à plus grande échelle, et d’étudier ses propriétés par différentes techniques de caractérisation. La nucléation, la croissance et la structure de ces phases seront étudiées à différentes échelles.



  • DISCRYS Collaboration Internationale en Chimie: Suppression de la Décohérence dans les Cristaux par Désordre Chimique Contrôlé

    Supprimer la décohérence par le désordre chimique
    Le projet Franco-américain DISCRYS vise à développer de nouveaux cristaux dopés terre rare possédant de longs temps de cohérence grâce à un désordre chimique contrôlé. Cette approche sera appliquée à des cristaux dopés Er3+ pour démontrer une mémoire quantique à la longueur d’onde télécom de 1.5 µm. Ceci pourrait permettre des avancées importantes en cryptographie quantique commerciale à longue distance.

    Mémoires quantiques à base de cristaux dopés terres à longs temps de cohérence utilisant le désordre chimique contrôlé
    Les cristaux dopés terres rares ont été récemment identifiés comme des systèmes très prometteurs dans l'informatique quantique, mais leur performance est encore limitée par la décohérence qui affecte leurs transitions optiques. A basse température, cette décohérence est due à la fluctuation des spins nucléaires et électroniques dans l'environnement des terres rares. Pour résoudre ce problème, des configurations et des protocoles expérimentaux complexes ont été mis en avant. En revanche, DISCRYS propose de supprimer la décohérence par une approche de chimie de l'état solide. En induisant le désordre contrôlé dans des cristaux de haute qualité, la résonance entre la transition de spin voisin peut être perturbée, ce qui inhibe la relaxation par basculement simultané de spins et élimine la décohérence.
    DISCRYS combinera croissance cristalline, spectroscopie optique avancée et résonance paramagnétique électronique, ainsi que modélisation pour parvenir à une compréhension quantitative des relations entre désordre et décohérence. Nous démontrerons l'efficacité de notre approche en construisant une mémoire quantique fonctionnant à la longueur d'onde télécom de 1,5 µm. Celle-ci est idéalement adaptée à la cryptographie quantique à longue distance par fibre optique. Nous estimons que les cristaux optimisés permettront une amélioration de trois ordres de grandeur de la performance de la mémoire par rapport aux systèmes existants.



  • Anthropos Vers une physique de l’âme : la constitution d’une science de l’homme (France, Allemagne, Italie, Pays-Bas, Grande-Bretagne, XVIIe- XIXe siècle)

    Vers une physique de l’âme : la constitution d’une science de l’homme dans l’Europe moderne
    Le projet “Anthropos” se propose de mettre au jour la généalogie de l’anthropologie moderne en Europe en discernant les différentes étapes problématiques qui ont présidé à sa constitution.

    Enjeux, modalités et objectifs d’une définition du développement problématique d’une science de l’homme dans l’Europe moderne.
    Notre projet part du constat du statut problématique des sciences humaines actuelles. Elles sont à la fois des disciplines constituées (qu’il s’agisse de leurs pratiques ou de leur statut institutionnel) et un champ privilégié pour des querelles et des conflits, propres à chacune d’elles ou les opposant entre elles. Un des enjeux de cette situation, en particulier dans l’approche physicaliste contemporaine de l’âme, est que ces sciences humaines (la psychologie, l’histoire, la sociologie ou l’anthropologie) sont de plus en plus souvent appelées à dialoguer et à s’ouvrir aux sciences classiques. Or le paradoxe est que le champ qui pourrait rendre possible un tel dialogue demeure fréquemment indéterminé. Il se réduit aux polémiques sur les frontières entre ces disciplines, là où il conviendrait de penser leur articulation. L’hypothèse fondatrice d’ « Anthropos » est que ce type de difficulté ne peut être élucidé que d’un point de vue historique. L’enjeu du programme consiste précisément à définir et explorer les conditions d’une telle articulation.



  • SIGNAUXBIONRJ Manipulation des voies de signalisation de l’énergie afin d’améliorer la production de .lipides chez les eucaryotes photosynthétiques

    Produire des précurseurs de biocarburants sans compromettre la croissance des microalgues
    Manipulation des voies de signalisation du stress et de l’énergie pour augmenter la production en biocarburants par les microalgues.

    Produire des lipides de réserve (TAG) sans compromettre la croissance des microalgues
    Le développement des énergies renouvelables est un enjeu majeur pour notre société alors que l’accessibilité aux carburants fossiles est limitée et que les problèmes liés au changement climatiques s’aggravent. Les biocarburants sont une solution prometteuse car ils se basent sur des organismes photosynthétiques qui transforment l’énergie solaire en énergie chimique lors de la photosynthèse, un processus qui capte le CO2 atmosphérique. Les microalgues sont particulièrement intéressantes car elles n’entrent pas en compétition avec l’agriculture et produisent des lipides de réserves, les triacyglycérols (TAG), qui peuvent être transformés en biocarburants dits de 3ème génération.
    Cependant, plusieurs verrous technologiques et biologiques limitent la production industrielle de biocarburants par les microalgues. D’un point de vue biologique, la productivité est limitée par le fait que les plus fortes concentrations en TAG sont obtenues en condition de carence nutritive (limitation en azote notamment) qui bloque la croissance et limite le rendement. L’idée de SIGNAUX_BIONRJ est que la manipulation des voies de signalisation du stress et de l’énergie pourrait augmenter l’accumulation de TAG sans compromettre la croissance et ainsi améliorer le rendement des biocarburants de 3ème génération.



  • LIBOB Batterie Haute Energie pour Robot Télécommandé

    Batterie Haute Energie pour Robot Télécommandé
    Accumulateur haute énergie (300Wh/kg) intégrant un nouveau couple électrochimique (Li rich/Si-C) dans le respect de REACH ainsi que de la sécurité de l’utilisation de cette source d'énergie

    Développement d'une batterie haute énergie pour une application de robot terrestre mobile
    Le projet LiBOB (Light roBOt Battery) répond au défi stockage de l’énergie DESCARTES (DEfi sur le Stockage électro-Chimique Associé à des Robots TElécommandéS), mené en partenariat avec la DGA (Direction Générale de l’Armement).Le défi DESCARTES s’inscrit dans une démarche d’innovation et de développement de la dynamique de la recherche pour l’amélioration des performances du stockage de l’énergie électrique (batteries électrochimiques, supercondensateurs, piles à combustibles, ou leur hybrides, etc.), susceptible de trouver des applications tant civiles que militaires.
    Ce projet vise à faire la démonstration à l’échelle d’un drone terrestre d’une nouvelle technologie de batterie Li-ion à haute densité d’énergie associant des matériaux innovants à la positive et la négative : l’oxyde lamellaire surlithié (dit Li-rich), matériau de très forte capacité spécifique, et le silicium dans un composite avec le carbone. La première année est consacrée à la démonstration des performances à l’échelle cellule unitaire, pour ensuite développer un module selon les spécifications de la DGA la deuxième année, et enfin le tester en situation réelle la troisième année.



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