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

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  • GLOBES Espaces de Berkovich globaux

    Espaces de Berkovich globaux
    Dans ce projet, nous nous proposons de mener une étude systématique poussée de la géométrie analytique globale, c'est-à-dire de la géométrie analytique des espaces définis sur des anneaux d'entiers de corps de nombres.

    Des résultats de fondement et des applications
    Dans ce projet, nous souhaitons aborder différents aspects des espaces analytiques globaux. Dans un premier temps, nous prévoyons de nous consacrer à une étude locale de ces espaces pour y démontrer des résultats analogues à ceux dont jouissent les espaces complexes ou p-adiques. Nous tâcherons également de comprendre la cohomologie des faisceaux cohérents et même des fibrés métrisés, pour faire le lien avec la théorie d'Arakelov.

    Par la suite, nous nous attacherons à la topologie des espaces analytiques globaux en considérant tout d'abord leur topologie spectrale, puis leur topologie étale (qui n'est, à l'heure actuelle, pas définie). Nous prévoyons également d'étudier les groupes fondamentaux associés. Au cours de ces recherches, nous espérons notamment parvenir à donner des interprétations géométriques à certains invariants des corps de nombres. Nous essaierons également de mettre en lumière les liens qui existent entre la topologie étale des espaces analytiques globaux et la topologie Weil-étale des schémas arithmétiques.

    Finalement, nous travaillerons sur les applications de la théorie des espaces analytiques globaux. Nous pensons en effet que les techniques développées dans les premières parties du projet nous permettront de construire des espaces jouissant de bonnes propriétés. De telles constructions trouveraient aisément des applications dans divers domaines, du problème inverse de Galois à la théorie de l'information. En particulier, nous souhaitons appliquer nos résultats dans le cadre de la théorie asymptotique des fonctions zêta et L en caractéristique nulle. Nous pensons en effet pouvoir tirer de notre étude des espaces analytiques globaux de nouvelles méthodes permettant de construire des familles asymptotiquement bonnes d'espaces définis sur des corps de nombres, celles-ci permettant à leur tour de définir de nouveaux codes et empilements de sphères.



  • SHOCK Etude sur tube à choc haute pression de carburants oxygénés pour la cinétique chimique

    SHOCK: Shock tube study at High-pressure of Oxygenated fuels for Chemical Kinetic
    Développement d’un tube à choc haute pression pour l’étude de l’autoinflammation

    Dispositif expérimental unique en France d’étude de l’auto-inflammation des carburants de nouvelles générations
    L’auto-inflammation est un processus d’initiation de la combustion qui nécessite d’être maitrisée pour ne pas être destructeur (cliquetis en moteur essence) ou pouvoir réaliser une combustion de la manière la plus efficiente (initiation de la combustion Diesel). Il est donc important pour les concepteurs de chambre de combustion de la prédire et de la contrôler pour optimiser les performances recherchées. Le développement et l’application de carburants alternatifs nécessitent une caractérisation préalable, dans des conditions thermodynamiques maitrisées (pression, température, concentration) des phénomènes d’auto-inflammation.
    Le tube à choc constitue un instrument expérimental efficace pour étudier l'évolution de mélanges réactifs et leur auto-inflammation. Le défi de ce projet est de développer un tube à choc capable de supporter les pressions élevées et d’être au plus proche des conditions réelles du moteur c’est-à-dire d’atteindre des pressions de 20 bar jusqu'à 40 bar.
    Le but du projet est la mise en place et la caractérisation d’un tube à choc haute pression et l’étude de carburants alternatifs oxygénés issus de la biomasse.



  • TransMonDyn Modéliser les grandes transitions de l'évolution du peuplement dans l'Ancien et le Nouveau Monde: contraintes environnementales, interactions spatiales et innovations sociales dans la dynamique multi-échelles de systèmes complexes

    TransMonDyn: Modéliser les transitions dans l'évolution des systèmes de peuplement
    Modéliser les grandes transitions de l'évolution du peuplement dans l'Ancien et le Nouveau Monde: contraintes environnementales, interactions spatiales et innovations sociales dans la dynamique multi-échelles de systèmes complexes

    Diversité géographique et temporelle des transitions dans les systèmes de peuplement : cadre commun de description et d’interprétation
    Le concept de système de peuplement permet d’appréhender les modes d’habiter des sociétés tant à l’échelle locale qu’à celle de la planète. Il suggère que les interactions entre les lieux jouent un rôle moteur dans les changements des modes d’habiter, de se déplacer, d’exploiter les ressources, et notamment dans les transformations des configurations spatiales du peuplement qui y sont associées. Le concept de transition a été mobilisé pour rendre compte de tels changements. 12 études de cas correspondant à des lieux, des périodes et à des échelles géographiques et temporelles variés ont été réunis. Certaines transitions correspondent à des processus qui ont opéré à l’échelle du monde : la sortie d’Afrique de l’homme moderne ou l’apparition des villes par exemple. D’autres ciblent des processus opérant à une période et un lieu précis : la densification de l’habitat accompagnant la conquête romaine de la Gaule ou la hiérarchisation des villages Pueblo entre 700 et 900 par exemple. Ces transitions réfèrent ainsi à des échelles et des registres a priori peu comparables. Dans chaque cas cependant, il y a un « avant » et un « après » radicalement différents du point de vue de l’occupation de l’espace par les sociétés. L’objectif a été de formaliser les caractères génériques de tels changements et d’en distinguer les particularités. Le cadre proposé permet de mettre en perspective les changements de l’époque actuelle.



  • FORESEE Caractérisation de la ressource forestière pour les bioénergies

    Estimer la ressource forestière avec la télédétection : de la donnée à l’outil
    Le volume de bois énergie récolté a augmenté de près d'un quart en 2013 par rapport à 2012. Pour mobiliser efficacement encore plus de bois, sans impacter les autres usages, les opérateurs ont besoin d’informations précises sur la ressource. La télédétection apporte une réponse adéquate.

    Préfigurer des outils et des méthodologies adaptés à la forêt française basés sur les technologies de la télédétection
    L’essentiel de la littérature scientifique sur la télédétection en forêt à partir de Lidar1 a été produit dans des pays aux forêts homogènes, à la topographie simple et sur de petites surfaces. Aussi, le défi scientifique était triple : estimer les variables de gestion (hauteur, surface terrière, volume, …) pour des peuplements hétérogènes en âge et multi spécifiques dans des conditions topographiques différenciées (plaine, colline, montagne) passer à l’échelle du massif et investiguer les conditions de mobilisation.
    Le domaine d’intervention du projet est large : de la stratégie d’échantillonnage de placettes de mesures au sol aux fonctionnalités d’outils de visualisation en passant par toutes les étapes de traitement. Les recherches se sont concentrées sur les algorithmes de traitements des données Lidar et optiques, les outils statistiques associés au croisement de données et la création d’un outil intégrateur sous SIG et d’une plateforme WEB, première étape d’un écosystème innovant de R&D. FORESEE a ouvert la perspective de disposer d’informations de qualité proche des besoins des professionnels et de fournir de multiples services à valeurs ajoutées pour les acteurs de la filière.



  • MAGI (Manger, boire, offrir pour l’éternité en Gaule et Italie préromaines) Archéologie des offrandes funéraires de produits biologiques dans les cultures préromaines celtes, étrusques, italiques et phénico-puniques (VIe s. -Ier s. av. J.-C.).

    Archéologie des offrandes funéraires en Gaule et Italie préromaines
    Identités funéraires et transferts culturels dans les mondes celtes, italiques, étrusques et phénico-puniques : les offrandes de matériaux organiques et de vases contenant des produits biologiques en Gaule et Italie préromaines

    Pour une connaissance des produits biologiques déposés dans la tombe
    Les enjeux :
    Le programme MAGI vise à apporter aux archéologues des données scientifiques qui leur sont habituellement inaccessibles car se présentant sous une forme trop dégradée pour être identifiable par les moyens habituels, à l’échelle microscopique ou moléculaire.
    La carpologie et la palynologie apportent un éclairage direct sur certaines catégories d’offrandes telles les fruits ou les graines, et peuvent apporter des indices sur des produits organiques moins visibles comme les boissons fermentées (vin, bière et hydromel en particulier) et les préparations alimentaires. Indices qui demandent à être confirmés par le recours à d’autres méthodes.
    C'est le croisement de différentes méthodes scientifiques (carpologie, palynologie, chimie organique et paléogénétique) pour identifier des contenus biologiques déposés dans les tombes et dans leur environnement immédiat, qui constitue la problématique phare du programme Magi, avec comme enjeu principal l'accès à des informations inédites sur des caractéristiques habituellement méconnues des rituels funéraires (les offrandes de produits biologiques par définition fortement dégradables) et comme autre enjeu la connaissance de transferts culturels concernant l'usage funéraire de produits biologiques à l'échelle de l'Italie et de la Gaule préromaines.

    Les objectifs :
    1. La mise en place d’une méthodologie analytique pluridisciplinaire, du prélèvement à l’interprétation des résultats
    2. L’identification et la caractérisation des offrandes funéraires de matières organiques et de produits biologiques au sein de quatre grandes cultures historiques
    3. La résolution de problématiques archéologiques liées à la fonction et à l’usage de catégories précises de contenants en céramique, en verre et en métal
    4. La connaissance des échanges de produits biologiques liés à l’alimentation et à l’entretien du corps et leurs significations culturelles et économiques au sein de quatre grandes cultures



  • PTSDMEMO Altérations neurobiologiques systémiques et moléculaires de la mémoire de type post-traumatique

    Bases neurobiologiques de la mémoire traumatique : facteurs de risque et de prévention
    Un stress intense peut induire le développement d’une mémoire de peur normale ou traumatique. En conséquence, l’enjeu de ce projet est d’identifier les facteurs psychoneurobiologiques qui, en situation de stress, favorisent, ou au contraire préviennent, le développement d’une mémoire pathologique de type post-traumatique.

    Identification des marqueurs neurobiologiques de la mémoire traumatique.
    Alors que depuis 50 ans les études neuropsychologiques ont permis de dresser un tableau clinique précis de l’état de stress post-traumatique (ESPT), les bases neurobiologiques de l’ESPT sont, elles, encore largement méconnues. Cette méconnaissance bloque le développement de traitements neurobiologiques innovants de cette pathologie.
    L’une des raisons principales de cette situation est l’absence jusqu’ici de modèles animaux pertinents de mémoire traumatique, l’un des traits cardinaux de l’ESPT. En effet, la plupart des modèles existants ne distinguent pas la mémoire de peur « normale », et donc adaptative telle que nous pouvons tous en former au cours de notre vie, de la mémoire « traumatique », c’est-à-dire pathologique.
    Dans ce contexte, notre équipe a récemment développé un modèle de mémoire de type post-traumatique qui permet précisément de distinguer et donc de comparer mémoire « normale » et mémoire « traumatique » (Kaouane et al., Science, 2012). En utilisant ce modèle, le présent projet se propose donc de résoudre une question clef : lors d’une situation de stress intense quelles altérations cérébrales contribuent, ou au contraire préviennent, le développement d’une mémoire traumatique ? Ce projet multidisciplinaire combinera des analyses au niveau comportemental, systémique, cellulaire et moléculaire afin d’identifier les dysfonctionnements cérébraux clef sous-jacents au développement d’une mémoire traumatique. En distinguant ces altérations des changements neurobiologiques sous-tendant le développement d’une mémoire de peur normale, ce projet permettra d’identifier des cibles cérébrales spécifiques pour le traitement thérapeutique de l’ESPT.



  • Piezo NQR Piézospectroscopie RQN : jauge de contrainte in-situ et non-destructive pour les liants polymères

    Piezo-NQR
    Piézospectroscopie RQN : jauge de contrainte in-situ et non-destructive pour les liants polymères

    Vers une imagerie RF des contraintes
    La détermination des champs de déformation et de contraintes est essentielle à la prédiction du comportement d’une pièce en termes de résistance et de fatigue. Souvent, la combinaison de géométries complexes et de charge multiaxiales résulte en un champ de contrainte fortement hétérogène. Il en résulte des concentrations locales de contraintes qui peuvent induire la nucléation et la propagation de fractures. Par ailleurs, les élastomères chargés et plus généralement tous les matériaux composites sont des matériaux très hétérogènes. Dans de tels matériaux, le champ de contrainte peut rarement être modélisé efficacement par des moyens numériques. En conséquence, une méthode expérimentale fournissant la distribution de contrainte dans un matériau composite serait d’un grand avantage tant comme outil de contrôle sur site qu’au laboratoire pour valider et calibrer les modèles numériques. Pourtant, il existe peu de moyens expérimentaux pour mesurer à petite échelle un champ de contrainte de façon nondestructive et résolue dans l’espace. Les mesures de contraintes et de déformation sont habituellement réalisées grâce à des jauges électriques ou optiques requérant un réseau de capteurs et de câbles. De plus, la résolution spatiale de ces capteurs est faible.
    Les propriétés photoélastiques de certains polymères ou la piézospectroscopie de fluorescence d’alumines dopées permettent la réalisation d’images de contrainte à petite échelle. Dans un autre registre, la corrélation d’image permet la détermination de champs de déplacement par comparaison des niveaux de gris de la surface avant et après la déformation. Ces deux méthodes sont limitées à l’analyse de champs dans des matériaux optiquement transparents ou à l’analyse de phénomènes de surfaces.
    Il est donc souhaitable de développer d’autres méthodes piézométriques dans la gamme des radiofréquences (rf) afin de
    prendre avantage de la bonne pénétration de ces dernières dans les matériaux faiblement conducteurs.



  • DEDALES Décomposition de domaines algébriques et géométriques pour les écoulements souterrains

    Décomposition de domaines algébriques et géométrique pour les écoulements souterrains
    Les simulations en géosciences font face à une demande croissante pour prendre en compte une physique de plus en plus détaillée et réaliste. Le stockage géologique de déchets nucléaires, ou du CO2, demandent de coupler des phénomènes thermiques, hydrauliques, mécaniques et chimiques. Le but du projet DEDALES est de contribuer aux méthodes mathématiques, et aux outils informatiques, qui seront nécessaires pour rendre possible ces simulations sur la prochaine génération de super-ordinateurs.

    Enjeux et objectifs
    Les simulations en géosciences conduisent à des systèmes couplés d'équations aux dérivées partielles, posés sur des géométries complexes et des maillages non structurés, et nécessitent des méthodes de résolution implicites. L'objectif principal du projet DEDALES est de montrer que ces simulations peuvent être réalisées de manière efficaces sur la prochaine génération de super-ordinateurs, qui seront composés d'un grand nombre de noeuds “manycore”.
    Deux approches seront comparées: une approche géométrique, où une méthode de décomposition de domaine (globale en temps) fournira un niveau externe de parallélisme en itérant sur les sous-domaine, alors que les résolutions indépendantes dans les sous-domaine utiliseront un solveur linéaire avec un parallélisme de “threads”. La résolution dans les sous-domaine peut-être rendu efficace dans les langages vectoriels. Dans l'approche algébrique, un solveur linéaire hybride combine une méthode itérative, au niveau externe, avec une méthode directe. L'ordonnancement des tâches de ce parallélisme à deux niveaux est complexe, et sera confié à un support d’exécution comme StarPU.
    Les deux approches conviennent aussi bien à la nature hiérarchique de la physique qu'à celle de l'architecture matérielle. Le module de résolution à deux niveaux de parallélisme sera intégré à un code de simulation sous licence libre pour les écoulements souterrain, et sera validé sur des exemples de grande taille.
    Les principaux objectifs du projet sont académiques : avancer dans la compréhension des méthodes de décomposition de domaine espace-temps pour des problèmes d'écoulement complexes, ainsi que dans le développement de solveurs linéaires hybrides sur des architectures informatiques émergentes. Il vise aussi des retombées industrielles : montrer que ces méthodes peuvent être mises en œuvre dans des codes open-source et qu'elles permettent de mener à bien des simulations réalistes.



  • SApHIRE Système d’Analyse de pH Innovant pour la Ressource en Eau

    Un nouveau capteur de pH pour les eaux naturelles
    La qualité de l’eau s’apprécie par de nombreux paramètres physico-chimiques parmi lesquels le pH est l’un des plus utilisés. Des innovations techniques permettant de diminuer le coût et l'entretien de ces systèmes de mesure sont attendues afin d'améliorer le suivi de la qualité des eaux depuis leur prélèvement jusqu’à leur rejet dans les écosystèmes aquatiques.

    Améliorer la qualité de l’eau de consommation et celle des milieux aquatiques
    La Directive Cadre Européenne de 2000 et la loi sur l’eau de 2006 ont établi un cadre pour la protection de la ressource en eau. Elles prévoient la nécessité d’une auto-surveillance et la mise en place de contrôles réguliers sur les eaux des milieux naturels, le eaux de consommation et les eaux de rejet afin d’évaluer l’impact des activités humaines et protéger les milieux aquatiques.
    Cet objectif ne peut être atteint que par le déploiement de capteurs nombreux, peu coûteux, fiables et d’entretien réduit. Parmi les paramètres clés indicateurs de la qualité de l'eau les plus souvent mesurés, se trouvent le pH et la conductivité. C'est dans ce contexte que le projet SapHire se propose de développer un nouveau capteur combinant conductivité et pH qui réponde à ces attentes. L'objectif est la mise au point d'une technologie qui réduise le coût du capteur, augmente sa longévité et diminue les coûts d’intervention. Au final, la densité de capteurs sur les sites sensibles pourra être augmentée afin d'assurer un meilleur suivi de la ressource et un diagnostic précoce des pollutions.



  • Mona La monazite hydrothermale: l’accessoire indispensable

    La monazite hydrothermale: l’accessoire indispensable
    Le projet vise à étudier le potentiel de la monazite comme chronomètre et traceur géochimique des minéralisations hydrothermales via la caractérisation d’échantillons naturels et des expériences hydrothermales.

    Enjeux et objectifs
    La datation de minéralisations hydrothermales est délicate car la majorité des chronomètres souffrent de perturbation de leurs systèmes isotopiques en milieu ouvert (présence de fluides). Bien que la monazite soit rare dans les dépôts hydrothermaux, c’est un chronomètre très attractif pour la datation des minéralisations car son système isotopique (U-Th-Pb) est très robuste à la diffusion. En présence de fluides, la monazite peut (re)cristalliser sporadiquement et chaque épisode de cristallisation peut être daté individuellement. Les épisodes de croissance se distinguent par des zonations en éléments traces (REE+Y, Th, U et Pb) dans la monazite. En utilisant des techniques de datation in-situ (taille de faisceau < 5 µm), il est possible de dater les différents domaines et d’obtenir l’âge des minéralisations successives. Dans des monazites de fours alpins (veines à cristaux), une étude préliminaire a été menée pour évaluer la faisabilité de dater l’hydrothermalisme tardif des massifs externes Alpins. Les résultats des datations U-Th-Pb à la microsonde ionique sont extrêmement prometteurs. Les monazites miocènes peuvent être datées avec une résolution de 0.2 Ma, et il est possible de distinguer une succession de plusieurs événements hydrothermaux séparés par moins de 2 Ma à l’intérieur d’un seul grain. De plus, l’étude des zonations des monazites hydrothermales révèle des fractionnements extrêmes en éléments traces (Th/U jusqu’à 600), qui demeurent encore incompris.
    Les objectifs de ce projet sont doubles: 1) comprendre les fractionnements élémentaires (REE, U, Th) et isotopiques (U-Th-Pb) entre les monazites et fluides; 2) obtenir des âges et durées de croissance de monazite dans des veines hydrothermales des massifs alpins et de les corréler avec la déformation



  • SINUSManip Manipulation d'un spin nucléaire unique

    -Manipulation cohérente d’un spin nucléaire unique
    .Ce projet, grâce à l’évolution constante des disciplines de la spintronique et de l’électronique moléculaire, vise à combiner ces dernières, en utilisant des molécules aimants. Cette thématique résultante de nanospintronique quantique moléculaire permettra d’utiliser les caractéristiques fantastiques de ces dispositifs afin d’implémenter des algorithmes quantiques.

    .Algorithmes quantiques grâce aux architectures moléculaires
    .Ce projet de recherche propose une toute nouvelle approche afin d’utiliser le spin nucléaire d'un atome individuel, incorporé dans une molécule aimant, comme porteur de l’information quantique. En effet, les molécules aimants sont des candidats prometteurs à la fois pour la réalisation de briques fondamentales pour la spintronique à l’échelle nanométrique, mais également, grâce à leurs extraordinaires propriétés quantiques, dans le cadre de l’information quantique. Ce projet, à caractère fondamental, est fortement pluridisciplinaire, puisqu’il combine l’expérimentation physique avec la synthèse moléculaire et l’interprétation théorique (dans le cadre de collaborations nationales et internationales). Il s’agit d’un domaine très riche associant la précision et l’immensément vaste variété d’édifices moléculaires aux concepts du nanomagnétisme, du transport électronique, et de la manipulation quantique. Très ambitieuse, cette thèmatique centrale du groupe Nanospintronique et transport moléculaire au sein de l’Institut Néel de Grenoble propose de réaliser des expériences mettant en évidence une oscillation de Rabi à l’échelle du spin nucléaire unique, des oscillations cohérentes multi-niveaux, l’implémentation de l’algorithme de Grover, mais également le contrôle de l’intrication entre les états de spin de plusieurs molécules aimants afin de réaliser des algorithmes plus complexes.



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