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

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  • PHEROMOD Phéromones et modulation du comportement chez l’insecte

    Les phéromones modulent les processus cognitifs
    Les phéromones sont des signaux chimiques induisant des réponses comportementales/physiologiques chez des congénères. Elles sont cruciales pour la régulation des interactions sociales. Au-delà de cette fonction, certaines phéromones jouent un rôle de modulateurs de processus cognitifs, en facilitant/inhibant l’apprentissage et la mémoire. Cette modulation correspond à un nouvel effet puisque les comportements affectés diffèrent de ceux identifiés auparavant comme cibles de l’action phéromonale.

    L'objectif est d’étudier l'effet modulateur de phéromones chez trois insectes avec un intérêt écologique/économique important: l'abeille, la fourmi et le papillon de nuit.
    Une phéromone, en tant que modulateur, affecte l’intensité ou la probabilité d’un comportement dépendant de l’expérience. Les phéromones fourniraient une information contextuelle déterminant le caractère pertinent ou non d’apprentissages dans les contextes qu’elles signalent.

    La question suivante est si l’effet modulateur sur l’apprentissage est propre aux phéromones ou peut être également induit par n’importe quelle odeur ayant acquis une valence particulière (appétitive ou aversive) par un apprentissage préalable.

    Nous allons déterminer si des odeurs initialement neutres mais devenues appétitives ou aversives par apprentissage modulent l’apprentissage de manière similaire aux phéromones.

    Nous étudierons aussi les mécanismes de la modulation phéromonale en nous intéressant aux réseaux octopaminergiques et dopaminergiques qui, chez de nombreux insectes, signalent des situations appétitifs et aversifs,
    respectivement.

    Puisque le codage neuronal des odeurs change après leur association avec une récompense ou une punition dans les centres olfactifs du cerveau de l’insecte, nous analyserons si l’exposition à une phéromone peut modifier également ce codage, chez les trois espèces étudiées.



  • TROICAT Nouveaux procédés catalytiques propres : Photocatalyse d’oxydation utilisant l’eau et le dioxygène comme seules sources d’atome d’oxygène.

    Nouveaux procédés catalytiques propres : Photocatalyse d’oxydation utilisant l’eau et le dioxygène comme seules sources d’atome d’oxygène.
    Synthèse d’une triade permettant la photoactivation simultanée de l’oxygène et de l’eau pour réaliser des catalyses d’oxydation de substrats organiques.

    Développement d’une triade pour chimie verte d’oxydation
    La chimie verte repose sur 12 principes dont 6 d’intérêt particulier en synthèse : 1) éviter les déchets ; 2) maximiser l’économie d’atomes ; 3) concevoir des synthèses chimiques moins dangereuses ; 4) augmenter l’efficacité énergétique ; 5) utiliser des matières premières renouvelables ; 6) utiliser des catalyseurs. Par le développement de photocatalyseurs permettant l’oxydation douce, non toxique, sélective et peu couteuse, utilisant l’eau et le dioxygène comme seules sources d’atome d’oxygène, le projet que nous proposons s’inscrit directement dans cette thématique.
    Au laboratoire, nous avons développé des photocatalyseurs en mesure de réaliser l’oxydation de molécules organique par activation de l’eau ou du dioxygène. Cette réaction nécessite cependant l’emploi d’un accepteur ou d’un donneur d’électron sacrificiel. Dans un contexte de « chimie verte », cela pose un problème important en termes d’économie d’atomes/électrons associé à la formation de produits secondaires.
    Ainsi, dans ce projet, nous envisageons d’associer au sein d’une même entité photocatalytique, deux catalyseurs à base de Ru et de Cu, l’une exploitant les électrons libérés par l’autre entité afin de réaliser simultanément deux réactions sélectives d’oxydation en utilisant H2O et O2comme seules sources abondantes et non toxiques d’atome d’oxygène. La présence d’un chromophore permettant d’initier la réaction de transfert d’électron entre les deux entités catalytiques est indispensable.
    L’originalité de ce projet repose sur 5 points clés :
    i) H2O et O2 seront les seules et uniques sources d’atome d’oxygène,
    ii) Deux réactions d’oxydation présentant des sélectivités différentes seront réalisées simultanément,
    iii) Trois partenaires seront associés covalement pour un transfert d’électron plus efficace
    iv) les électrons libérés lors de l’oxydation par le premier catalyseur seront utilisés par le second pour réaliser l’activation d’O2,
    v) La lumière sera convertie en énergie chimique.



  • b-ACTIPROD beta-CN(94-123), un peptide bioactif issu des laits fermentés renforçant la protection intestinale: vers de nouveaux traitements des pathologies intestinales

    Un peptide bioactif du lait pour lutter contre les pathologies intestinales
    Le peptide ß-CN(94-123), découvert dans les laits fermentés, est une nouvelle molécule à fort potentiel santé, ciblant les défenses de l’intestin. L’objectif du projet b-ACTIPROD était d’évaluer la pertinence de ce peptide ou d’une matrice laitière le contenant, lors de pathologies intestinales.

    Un peptide des laits fermentés pour maintenir ou réparer la barrière intestinale
    Le peptide ß-CN(94-123), issu de la ß-caséine bovine et identifié dans les yaourts, est un nouveau peptide ciblant deux populations de cellules jouant un rôle majeur dans la défense intestinale: les cellules à mucus et de Paneth. Administré par voie orale chez le rat, le peptide ß-CN(94-123) induit en effet l’expansion de ces deux types cellulaires le long de l'intestin grêle et augmente l’expression des mucines (MUC2 et MUC4) et de facteurs antibactériens (lysozyme, rdefa5). Toutefois, les preuves attestant de son efficacité lors d’altérations de la barrière intestinale restaient à apporter.
    Le projet b-ACTIPROD avait pour objectifs:
    1 - d’évaluer la pertinence du peptide ß-CN(94-123) testé seul (perspective de développement pharmaceutique) dans des modèles de pathologies intestinales (tâche 2).
    2 - de déterminer si le peptide reste actif lorsqu'il est administré dans un environnement complexe comme un lait fermenté (perspective de développement d’un aliment fonctionnel) (tâche 3).
    3 - de rechercher, in vivo, la séquence minimale active (tâche 4).



  • FLUTTENER Récupération de l'énergie d'un écoulement par le flottement de plaques piézoélectriques

    Récupération de l'énergie d'un écoulement par le flottement de plaques piézoélectriques
    Les instabilités fluide-solide permettent la mise en mouvement spontanée et auto-entretenue de structures par un écoulement géophysique stationnaire (ex: vibrations de cables soumis à un courant sous-marin, battement d'un drapeau dans le vent). Ce projet vise à étudier la récupération de l'énergie mécanique associée au mouvement d'une plaque flexible en écoulement axial (ex: drapeau) au moyen de composants piézoélectriques ainsi que la dynamique couplée fluide-solide-électrique qui en résulte.

    Vers une meilleure compréhension et une optimisation des interactions fluide-solide-électriques.
    Ce projet s'articule autour de trois objectifs principaux qui permettront d'évaluer la faisabilité et le potentiel de récupération d'énergie d'un drapeau piézoélectrique en écoulement axial.

    L'objectif principal est la compréhension de la dynamique de la plaque piézoélectrique, et l'évaluation de l'énergie récupérable. Pour cela, un modèle couplé fluide-solide-électrique est nécessaire, permettant la prise en compte de la rétroaction des composants piézoélectriques: la déformation de ces composants entraîne un transfert de charges dans le circuit aval, et une tension électrique aux bornes de ces composants entraîne un effort supplémentaire sur la structure. La modification des propriétés de battement par le circuit aval doit être comprise et quantifiée. Enfin, l'efficacité du système sera déterminée, comme la fraction du flux d'énergie cinétique dans le fluide effectivement convertie en énergie électrique dans le circuit aval.

    Le deuxième objectif de ce projet est d'identifier des améliorations potentielles de l'efficacité de ce système au travers d'une optimisation du circuit aval connecté aux composants piézoélectriques. Dans ce but, le projet appliquera à ce système différentes techniques d'électronique de puissance à la pointe de ce domaine. Le défi le plus important associé à cet objectif est la mise au point d'un modèle complètement intégré permettant la prise en compte de ces techniques et de la dynamique du drapeau.

    Enfin, du fait de la faible densité énergétique des écoulements géophysiques, il est probable que ce type de dispositif soit utilisé, non pas de manière isolée, mais en utilisant plusieurs récupérateurs identiques. Le troisième objectif de ce projet est donc de déterminer la nature et l'effet des interactions hydrodynamiques et électrodynamiques de deux ou plusieurs unités. En particulier, on s'intéresse à la possibilité de récupérer une quantité d'énergie supérieure du fait de ce couplage.



  • C-LTMR Les Mécanorécepteurs C à bas seuil: du toucher à la douleur

    Les mécanorécepteurs à bas seuil et leurs circuits : entre caresse et douleur
    La forte des prévalence des douleurs chroniques dans la population constituent un problème de santé publique majeur. Afin d’élaborer des stratégies thérapeutiques, nous étudions le rôle d’une classe particulière de neurones sensibles au toucher léger, les C-LTMRs, comme interrupteur putatif de la transmission douloureuse.

    Les mécanorécepteurs C à bas seuil : un interrupteur à la douleur
    La douleur est un signal physiologique participant à la protection de l'organisme de stimuli potentiellement dommageables. Dans certains cas pathologiques, des modifications affectant les neurones sensoriels ou les réseaux neuronaux transmettant ces informations vers le cerveau peut induire des douleurs pathologiques, dépourvues de valeur adaptative. Les informations sensorielles sont transmises de la périphérie de l'organisme vers les centres nerveux par des neurones morphologiquement et fonctionnellement spécialisés. Parmi ces neurones, les Mecano Récepteurs C à bas seuil (C-LTMRs) ont connu un regain d'intérêt à la suite d'études ayant démontré leur rôle dans l'atténuation ou l'exacerbation des douleurs aigües et chroniques. Cette population particulière de neurones sensoriels pourrait donc constituer une cible de choix dans le développement de nouveaux traitements des douleurs chroniques pathologiques.
    Le projet C-LTMR vise à développer des méthodes d’avant-garde permettant d’étudier précisément le rôle des C-LTMRs dans le contrôle de la transmission des informations douloureuses, et à mettre à profit ces connaissances nouvellement acquises pour développer de nouvelles approches thérapeutiques dans le traitement des douleurs chroniques.



  • NICOPLASTIC Plasticité Synaptique Associée à l'addiction à la Nicotine

    Identification des adaptations synaptiques en lien avec la vulnérabilité à l’addiction à la nicotine
    Les drogues d’abus, y compris la nicotine, produisent des modifications cérébrales qui persistent à long terme. Malgré l’arrêt du tabagisme et l’abstinence prolongée, les individus restent souvent vulnérables à la rechute du fait de la réminiscence des effets de la nicotine. De ce fait, pour mieux traiter le tabagisme il faut en identifier les conséquences à long terme.

    Traiter le tabagisme en reversant les adaptations synaptiques qui conduisent à la recherche compulsive de nicotine
    En 2006 en France, 15 millions de personnes sont dépendantes de la cigarette (soit 25 % de la population générale, Observatoire Français des drogues et des Toxicomanies). Le tabagisme est responsable de 90% des cancers du poumon, est la première cause de mortalité avec 66 000 fumeurs mais aussi 5 000 fumeurs passifs tués chaque année (MILDT, 2009). Le tabac est une des drogues les plus addictives. Cependant, malgré les larges coûts humains et financiers pour traiter la dépendance au tabac, cette addiction reste encore un enjeu majeur de santé publique.
    La nicotine est le constituant majeur du tabac et des études ont montré qu’elle est consommée volontairement tant chez l’homme que chez l’animal. L’objectif général de ce projet de recherche est de décrire comment les adaptations synaptiques qui se développent au sein d’un circuit neuronal particulier sous-tendent le développement et maintiennent l’addiction à la nicotine. Il s’agit donc de comprendre la dynamique d’installation et de disparition des adaptations synaptiques et de corréler cette dynamique avec différents stades de l’addiction à la nicotine.



  • MossyPCP Signalisation de la polarité cellulaire planaire dans la plasticité synaptique morphofonctionnelle des circuits hippocampiques

    Signalisation de la polarité cellulaire planaire dans la plasticité synaptique morphofonctionnelle des circuits hippocampiques
    Le projet MossyPCP propose de comprendre le rôle de la voie de signalisation de la polarité planaire cellulaire lors de l'établissement et de la plasticité synaptique des circuits neuronaux, dans des conditions physiologiques et physiopathologiques, chez les mammifères.

    Comprendre le rôle de la voie de signalisation de la polarité planaire cellulaire lors de l'établissement et de la plasticité synaptique des circuits neuronaux
    L'objectif général de notre projet est de comprendre le rôle de la voie de signalisation de la polarité planaire cellulaire (PCP) lors de l'établissement et de la plasticité synaptique des circuits neuronaux, dans des conditions physiologiques et physiopathologiques, chez les mammifères.
    Une mauvaise mise en place et/ou une perturbation du maintien des synapses glutamatergique a un impact énorme sur l'apprentissage, la mémoire, la prise de décision ainsi que dans le comportement adaptatif général. Un nombre grandissant d’études suggèrent que la voie de signalisation PCP est cruciale pour le développement du cerveau, y compris lors de la migration neuronale, de la polarité neuronale, du guidage axonal, et de la morphogenèse des dendrites. Des travaux récents réalisés dans notre laboratoire suggèrent également un rôle de la voie de signalisation PCP dans les fonctions cérébrales supérieures, mais le manque d'outils génétiques a entravé des recherches spécifiques dans le système nerveux central adulte.



  • BR4CP (Business Recommendation for Configurable Products) Modèles et algorithmes pour le conseil et et la gestion des préférences en configuration de produit

    Modèles et algorithmes pour le conseil et et la gestion des préférences en configuration de produit
    La configuration en ligne de produit, l'un des principaux freins est la difficulté qu'a l'internaute à pouvoir se diriger sur un produit qui satisfait ses préférences : l'espace de recherche est alors un espace combinatoire. L'objectif de notre projet est d'explorer comment les configurateurs peuvent conseiller le client et l'orienter dans ses choix, comme le font les systèmes de recommandation, mais sans perdre leur capacité à travailler sur des domaines combinatoires.

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    Scientifiquement, l'originalité du projet repose sur deux idées maîtresses : d'une part l'utilisation de techniques d'apprentissage pour la résolution de problèmes combinatoires ; d'autre part le recours à des approches du problème par compilation non seulement du catalogue ou des indicateurs clients, mais aussi du modèle de recommandation. Ce projet est un projet de recherche fondamentale qui s'étend sur 3 ans, entre l'Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (IRIT), le Laboratoire en Informatique et Robotique et Microélectronique de Montpellier (LIRMM) et le centre de recherche en informatique de Lens (CRIL), mais il n'est pas purement académique. La présence d'industriels compétents spécialisés dans la mise au point de logiciels de configuration, Cameleon Software, IBM et Renault, fourniront au projet une expertise sur les besoins réels et une base de problèmes significatifs (case study). Il s'inscrit dans les axes de recherche majeurs pour le commerce électronique que sont le développement systèmes de recommandation et la configuration en ligne. Il vise à développer pleinement la fonction conseil et la prise en compte des préférences client dans les systèmes orientés configuration, qu'il s'agisse de configuration B2B « classique « (configuration d'objets techniques) ou d'exploration interactive d'un catalogue en B2C (de type « preference-based search « ou exploration interactive). Pour ce, il se propose de mettre en commun les acquis des deux types de systèmes en étudiant conjointement techniques d'apprentissage, de filtrage collaboratif et de compilation et/ou de propagation de préférences. A notre connaissance, cette approche est tout-à-fait originale vis-à-vis de l'état de l'art national et international.



  • BESTMEMS TECHNOLOGIES DE RECUPERATION D’ENERGIE LARGE BANDE POUR LES MICRO SYSTEMES ELECTRO-MECANIQUES

    BESTMEMS (Broadband Energy Scavenging Technologies for Micro Electro-Mechanical Systems) : vers des systèmes vibratoires énergétiquement autonomes
    BESTMEMS propose une approche globale pour la conception de systèmes auto-alimentés à partir des vibrations ambiantes, incluant les aspects matériaux, mécaniques, électriques et de gestion de l’énergie pour le développement de capteurs énergétiquement autonomes. Dans une optique de démonstration, deux applications seront développées en collaboration avec des partenaires industriels, consistant en un capteur de pression pneumatique auto-alimenté et le suivi structural de roulements intelligents.

    Dévelopement de micro-générateurs d’énergie vibratoire large bande et implémentation dans des systèmes auto-alimentés
    BESTMEMS, projet collaboratif international entre Taiwan et la France, se propose d’analyser les différentes étapes de conversion d’énergie d’un microgénérateur et d’un système auto-alimenté, allant de la transduction (aspect matériaux) au système global incluant les aspects mécaniques, électriques et de gestion de l’énergie. Outre les avancées significatives dans chacun de ces domaines (telles que la fabrication d’un micro-transducteur piézoélectrique à fort couplage électromécanique, la conception d’un système capable de convertir de l’énergie vibratoire sur une large gamme fréquentielle ou encore le développement d’interfaces électriques efficaces pour l’extraction d’énergie), BESTMEMS a également pour but d’étudier les interfaces entre tous les domaines mis en jeux, permettant ainsi une approche et une optimisation globale surpassant l’association de blocs optimisés indépendamment ; cette dernière solution conduisant à un système global sous-optimal du fait des échanges d’énergie bidirectionnels au sein du dispositif. Enfin, BESTMEMS a une volonté applicative forte et propose, en plus de la conception du microgénérateur, d’intégrer ce dernier dans un dispositif complet (et de tirer de l’analyse de ce système des règles de conception générale) répondant à des besoins socio-économiques forts, avec notamment le développement d’un capteur de pression des pneus puisant son énergie dans les vibrations de ces derniers, ainsi qu’un dispositif de contrôle de santé structurale intégré au sein de roulements ; cette volonté applicative se traduisant par ailleurs par la présence d’acteurs industriels majeurs dans le consortium du projet.



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