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

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  • FRUGAL Les figures rurales de l'urbain généralisé au filtre des mobilités durables

    Comment les espaces d’urbanisation dispersée, ruraux ou périurbains, peuvent contribuer au développement de territoires durables et vivants.
    Dépasser les représentations conventionnelles attachées aux espaces périurbains et ruraux en prenant en compte les spécificités de leur dynamique territoriale. Esquisser des alternatives d'évolution de ces espaces, en considérant qu'ils présentent de forts potentiels de durabilité au plan des proximités, des mobilités alternatives, et des interfaces entre bâti et nature.

    Renouveler la production de connaissance et fournir aux praticiens et aux gestionnaires de l’urbanisme des outils descriptifs et opérationnels.
    Au regard du développement durable, l’urbain de faible densité, parce que dispersé, ne doit plus demeurer hors-sujet comme modèle d’urbanisation, au motif qu’il serait incompatible avec l’économie d’espace, la diversité des fonctions, le brassage des groupes sociaux, la sobriété énergétique, la préservation de la biodiversité et des écosystèmes agro-naturels ainsi que des patrimoines paysagers.
    A côté et en complément des figures compactes, denses et diversifiées de l’urbain aggloméré, couramment englobés dans le terme «ville », existent les « figures rurales d’un urbain généralisé », dont les caractéristiques spatiales et les pratiques locales restent encore très mal connues. Cette recherche s’inscrit ainsi dans l’idée selon laquelle une politique d’aménagement durable ne peut ignorer l’urbain dispersé ; elle doit promouvoir non seulement des villes durables mais aussi un territoire durable dans l’ensemble de ses composantes.
    Il s’agissait en premier lieu d’élaborer de nouveaux concepts propres à identifier et décrire les spécificités de ces espaces, au croisement des analyses portant sur la dispersion morphologique, la distribution des populations, des emplois et des services, sur les mobilités et sur les interfaces entre espaces bâtis et ouverts.
    La deuxième ambition était de l'ordre de la production de connaissance concernant les espaces d’urbanisation dispersée, dont les caractéristiques, depuis les derniers travaux de géographie rurale, n’ont que rarement été réactualisées alors que les processus de transformation de ces espaces se sont accélérés durant ces dernières décennies.
    La troisième ambition, d'ordre méthodologique et projectuel, visait à croiser des approches menées par des disciplines différentes (architecture, géographie, aménagement, ingénierie des réseaux, ethnologie, environnement), de manière à tester des modes originaux d'appréhension de ces espaces.



  • ADA-SPODO Déterminisme moléculaire de l’adaptation écologique et de la spéciation chez deux variants du lépidoptère Spodoptera frugiperda

    Qu’est-ce qui fait d’un insecte un ravageur des cultures et comment de nouvelles espèces de ravageurs peuvent-elles apparaître ?
    Alors qu’une crise alimentaire mondiale menace, 20% des récoltes mondiales sont dévorées par les insectes. Une meilleure connaissance des génomes des insectes ravageurs des cultures, ainsi que de la capacité de ces insectes à s’adapter à de nouvelles plantes hôtes et à se diversifier pourrait permettre l’élaboration de nouvelles méthodes de protection des plantes.

    Spéciation, adaptation et génomes, transcriptome, épigénomes
    L’apparition de nouvelles espèces est un phénomène progressif au cours duquel deux populations d’une même espèce vont accumuler des différences génétiques et perdre la capacité à se croiser entre elles. L’adaptation à l’environnement, notamment à la plante hôte pour les insectes phytophages peut conduire à la formation de nouvelles espèces,
    Notre modèle d’étude, le lépidoptère Spodoptera frugiperda, est un ravageur des cultures. Il existe sous la forme de deux variants, l’un surtout associé au maïs, l’autre au riz. Les deux variants se côtoient dans les mêmes régions et sont indiscernables morphologiquement. Le premier but du projet est de savoir si les variants correspondent à deux espèces différentes ou à une seule.
    Nous cherchons donc à savoir s’ils se croisent entre eux au laboratoire, mais aussi dans la nature. D’autre part nous voulons savoir s’ils ont accumulé des différences génétiques (mutations, réarrangements, différences dans les éléments transposables ou ET).
    Notre second but est d’identifier les gènes impliqués dans l’adaptation à la plante hôte et de savoir comment l’expression de ces gènes est régulée sur une plante ou l’autre. Certains gènes sont-ils allumés (exprimés) sur une des plantes et éteints (non exprimés) sur l’autre ? La capacité d’un organisme vivant à allumer ou à éteindre certains gènes constitue « la régulation de l’expression des gènes ». Elle fait intervenir des protéines et des modifications de l’ADN ou des protéines associées.
    Enfin nous voulons déterminer si la plante hôte a eu un rôle dans l’apparition des deux variants, ou s’ils ont divergé avant l’arrivée des plantes cultivées riz et maïs.
    Ce projet regroupe les compétences de quatre laboratoires, DGIMI pour la partie génomique de l’adaptation à la plante et sa régulation, CBGP pour la partie phylogénétique et structure des populations naturelles, l’INRIA Rennes pour l’analyse comparée des génomes, l’URGI pour l’analyse comparée des ET.



  • CAPFEIN réseau de CAPteurs de FormaldEhyde intelligents pour la surveillance de l'air INtérieur

    réseau de CAPteurs de FormaldEhyde intelligents pour la surveillance de la qualité de l'air Intérieur (CAPFEIN)
    Ce projet visait à développer d’une part une méthode analytique quantifiant le formaldéhyde dans l’air en temps réel et in fine un instrument portable et d’autre part une stratégie pour la mise en réseau de ces instruments pour l’évaluation de la qualité de l’air et de l’exposition des occupants.

    Un instrument de mesure du formaldéhyde dans l’air pour la surveillance de la qualité de l'air Intérieur.
    Le formaldéhyde est un polluant classé comme « hautement prioritaire » dans l’air intérieur. En raison de ses effets sur la santé, la réglementation française émergente (action 7 du PNSE2) vise à mesurer le formaldéhyde dans les lieux publics (écoles, crèches etc.) à partir de 2018. Si l’ICPEES a précédemment développé un l’analyseur de formaldéhyde reposant sur le couplage de 3 étapes, à savoir le piégeage du formaldéhyde gazeux en solution, sa dérivation sélective et sa détection par fluorimétrie, aucun appareil commercial n’est capable de répondre à ces besoins en termes de mesures de précision du formaldéhyde en temps réel, à faible coût et « à grande échelle ».
    L’objectif du projet consiste donc à réaliser les avancées scientifiques et techniques nécessaires à l’obtention d’un « capteur intelligent » de formaldéhyde, associant précision, sélectivité au formaldéhyde, rapidité, traitement et communication de l’information, dans un seul appareil de toute petite dimension. Ceci constitue une réelle innovation technologique du fait d’une part de la miniaturisation du précédent instrument et d’autre part de la mise en réseau.



  • MULTIPLET Photo-transfer multi-électrons pour des réactions d'oxygénation en conditions douces

    Photo-transfer multi-electrons pour des reactions d’oxygénations dans des conditions douces
    Ce projet est centré sur la construction d'un système autonome permettant des réactions de transfert d'atomes d'oxygène (OATR) en couplant un assemblage sensibilisateur-catalyseur capable de photo-activer H2O et de générer des espèces métal-oxo hautement réactives (processus 2e- + 2H+) à une robuste oxydase multi-cuivre (laccase) agissant comme un accepteur d’électron/proton pour effectuer une réduction de l'O2 (processus 4e- + 4H+).

    Oxygen Atom Tarnsfer Reactions dans des conditions douces
    Avec MULTIPLET, nous développons des assemblages moléculaires ciblés consistant en des catalyseurs moléculaires à base de complexes de Mn ou de Fe et un chromophore photoactif. À cette fin, nous profitons d'une voie synthétique polyvalente basée sur la chimie click. En effectuant une reaction de transfer d'atome d'oxygène (OATR) de l'eau vers un substrat organique, nous prévoyons de récupérer deux électrons et deux protons par molécule d'eau. Des travaux récents ont montré la faisabilité de reactions OAT réalisées photo-chimiquement. L'unité photocatalytique pour l'oxydation sera alors attachée à une laccase modifiée. L'hybride résultant devrait alors coupler la réaction d'oxygénation du substrat à la réduction du dioxygène. Il convient de souligner ici que i) l'exécution d'une OATR photo-induite avec un accepteur d'électrons renouvelable, ii) l'exploitation d'une triade photo-inductible avec des réactions rédox équilibrées et iii) le ciblage de réactions photo-oxygénation avec un système moléculaire couplé à une enzyme qui réalise un processus réducteur sont des approches qui n'ont jamais été essayées auparavant. Ces approches devraient ouvrir de nouvelles voies pour effectuer des processus photocatalytiques multiélectroniques dans des conditions douces et, en même temps, minimiser la production de déchets .



  • TCDU Transport Collaboratif dans la Distribution Urbaine

    Transport Collaboratif dans la Distribution Urbaine
    L’optimisation des flux logistiques dans une zone urbaine est primordiale pour réduire la pollution et la consommation d'énergie, améliorer les conditions de vie, et assurer le développement durable d'une ville. Ceci peut être réalisé par la consolidation de flux logistiques dans une ville. Le transport collaboratif a récemment émergé comme une démarche très efficace pour consolider les flux logistiques par la collaboration entre chargeurs et transporteurs.

    Enjeux et objectifs du transport collaboratif dans la distribution urbaine
    Ce projet vise à développer des modèles et méthodes d’optimisation pour la planification collaborative des opérations entre chargeurs et transporteurs dans la distribution urbaine ainsi que des mécanismes pour la répartition équitable du bénéfice/coût généré par la collaboration entre ces acteurs. Basé sur ces modèles et méthodes, un outil informatique pour faciliter la consolidation et l'échange de demandes de transport entre chargeurs et transporteurs sera développé. Dans le contexte de la distribution urbaine, les flux logistiques peuvent passer par des plateformes logistiques telles que les centres de distribution urbaine. Cela mène à des problèmes complexes de tournées de véhicules à deux échelons avec contraintes de synchronisation. De plus, l’autonomie de chaque transporteur exige une démarche décentralisée telle que l’enchère combinatoire pour l’échange de leurs demandes de transport. Outre la conception d’un mécanisme d’enchère efficace, on doit aussi résoudre des problèmes de tournées de véhicules avec profits impliqués dans une telle enchère. Enfin, pour assurer la stabilité d'une coalition de de chargeurs ou d'une coalition de transporteurs, le coût/bénéfice engendré par cette coalition doit être réparti de manière équitable parmi ses membres. L’élaboration de modèles et méthodes d’optimisation pour résoudre tous ces problèmes constitue les verrous scientifiques à lever dans ce projet.



  • CAVISOFT Cavitation et dynamique de bulles : des plantes à la matière molle.

    Cavitation et dynamique de bulles : des plantes à la matière molle.
    Le but est l'étude de phénomènes de dynamique de bulles en dépression (nucléation, croissance, déformation) dans un liquide. Les systèmes étudiés concernent à la fois des systèmes naturels, biologiques, mais aussi des systèmes artificiels en hydrogels ou constitués de fluides complexes.

    Etude de la dynamique de croissance de bulles dans des liquides en dépression : systèmes naturels végétaux et systèmes microfabriqués en gels.
    Le contexte du projet est l’étude de phénomènes de dynamique de bulles en dépression (nucléation, croissance, déformation) dans un liquide à la fois dans des systèmes naturels, biologiques mais aussi dans des systèmes artificiels, issus du domaine de la physique de la matière molle. Sur les trois thèmes (sporanges de fougères, réseaux de cavités en hydrogels et fluides complexes), les aspects expérimentaux et de modélisation (théorique et/ou numérique) ont été développés. Les dynamiques de bulles traités regroupent deux phénomènes. i) La nucléation violente de bulles de cavitation dans des liquides placés en pressions hautement négatives (-100 bars pour les sporanges de fougères, jusqu’à -250 bars pour les dispositifs biomimétiques en hydrogels). ii) La nucléation et la croissance de bulles de gaz dissous dans un fluide complexe dépressurisé, mais à pression positive. Les retombées au niveau techniques sont une meilleure compréhension de l’utilisation de l’évaporation pour générer des déformations (MEMS). Les nouveaux mécanismes de propagation de la cavitation identifiés peuvent s’avérer être d’importance capitale pour les arbres et la compréhension des mécanismes de résistance à la sécheresse.



  • ProofInUse Preuve en Œuvre (Intégration de la preuve dans le développement logiciel)

    Vérification par preuve formelle de logiciels critiques pour la sûreté et la sécurité
    Intégrer les méthodes et les outils, à la pointe de la recherche académique en méthodes formelles, au sein d'un environnement industriel de développement de logiciels critiques.

    Proposer des outils de vérification basés sur la preuve mathématique, visant à complémenter les activités de tests tout en réduisant les coûts.
    Le LabCom ProofInUse s'adresse aux industriels développant des
    logiciels critiques pour la sûreté et la sécurité. L'objectif est de
    proposer de nouveaux outils de vérification basés sur la preuvemathématique. L'environnement SPARK d'AdaCore est spécialisé pour le
    développement en langage Ada pour les systèmes critiques. La solution
    proposée par le LabCom est l'intégration dans SPARK de la boîte à
    outils Why3 pour la preuve formelle, développée par l'équipe de
    recherche Toccata. Ce travail d'intégration vise à rendre les outils
    de preuve, à la pointe de la recherche académique, les plus
    accessibles possible pour les développeurs de logiciels
    critiques. L'intégration est conçue pour permettre une transition
    progressive des activités de tests et de revue de code vers les preuves. L'utilisation de
    la preuve formelle par des non-spécialistes est facilitée par une
    augmentation du taux de succès des prouveurs automatiques, et, dans le
    cas des échecs de preuve, par un meilleur retour d'information vers
    l'utilisateur. La retombée principale attendue est l'augmentation
    notable du nombre d'industriels clients de la technologie SPARK.



  • ELVULMED Rôle des activités d’élevage dans les processus d’adaptation et de réduction de la vulnérabilité des sociétés méditerranéennes face aux changements globaux

    L’élevage dans les processus sociaux et spatiaux d’adaptation face aux changements globaux
    Le bassin méditerranéen est confronté à d'importantes pressions naturelles et humaines. L’élevage a toujours joué un rôle structurant de l’espace et de l’économie des ménages, notamment grâce à sa capacité d’adaptation aux conditions difficiles. Le projet ELVULMED propose de comprendre les rôles des activités d’élevage dans la réduction de la vulnérabilité à l’échelle des ménages et du territoire.

    Rôles de l’élevage dans la réduction de la vulnérabilité et les processus d’adaptation
    Le bassin méditerranéen est confronté à d'importants changements de son environnement : urbanisation et pression démographique sur les ressources naturelles (sol, foncier, eau) ; changement climatique marqué par une aridification du milieu. Le projet exploratoire ELVULMED vise à analyser les rôles des activités d’élevage dans la réduction de la vulnérabilité à l’échelle des ménages et du territoire face au changement global et à identifier les principaux déterminants des processus d’adaptation à partir de deux études cas en région Provence-Alpes-Côte d’Azur (PACA, France) et Matrouh (NWCZ, Egypte). Le projet doit permettre d’intégrer les différentes approches et échelles de la vulnérabilité pour développer un modèle conceptuel sur les processus d’adaptation face au changement global dans les territoires d’élevage de la Méditerranée. Pour cela, le projet propose de confronter une analyse systémique de la vulnérabilité à l’échelle des ménages et des territoires, une analyse des changements historiques qui ont affecté l'utilisation des ressources et une analyse des représentations et perceptions des enjeux à venir. Les scénarios sur les processus d’adaptation serviront à identifier de futures actions de recherche et de développement avec les collectivités locales et/ou nationales associées au projet.



  • SolDuGri Pour une solution durable du renforcement des infrastructures par grilles en fibre de verre

    Pour une solution durable du renforcement des infrastructures par grilles en fibre de verre
    La construction et la réparation des infrastructures routières se doivent de nos jours d’intégrer les problèmes de rareté future des matières premières telles que les produits dérivés du pétrole. Compte tenu du patrimoine routier existant en France la réparation est un enjeu majeur. Les grilles, notamment en fibre de verre, constituent une solution performante et économique pour le renforcement des chaussées bitumineuses, afin d’augmenter leur durée de vie et ralentir la remontée des fissures.

    Vers le développement de solutions abordables de réingénierie écologique, permettant la rénovation totale ou partielle d'infrastructures.
    Aujourd’hui, les grilles sont de plus en plus utilisées, en France et dans de nombreux pays, pour améliorer la durée de vie des chaussées. Les applications sont, à la fois, les chaussées neuves, la réparation et le
    renforcement de chaussées fissurées. Elles concernent les chaussées routières mais aussi, de plus en plus, les plateformes industrielles ou portuaires et les pistes d’aéroport qui utilisent des assises en matériaux traités aux liants hydrauliques ou en béton. Les grilles, notamment en fibre de verre, ont largement démontré, sur chantier, leur capacité à améliorer la durée de vie en fatigue des couches bitumineuses, et à retarder ou à
    empêcher la remontée des fissures des chaussées anciennes renforcées. Cependant, il n’y a pas
    aujourd’hui de consensus sur les essais de caractérisation à réaliser, ni sur les approches de calcul ou de
    dimensionnement des chaussées renforcées. L’objectif du projet, qui associe pour cela à la fois des laboratoires de recherche et des partenaires industriels, est de développer des approches plus rationnelles et plus mécaniques pour l’évaluation des grilles, et pour le calcul des chaussées renforcées. Il s’agit de lever trois verrous, qui sont un frein au développement de cette technique :
    - mieux comprendre les sollicitations auxquelles les grilles sont soumises lors de la mise en oeuvre, notamment lors de la circulation des engins de chantier sur la grille et lors du compactage des couches de chaussées, afin d’optimiser la résistance des grilles à ces sollicitations.
    - étudier le comportement mécanique des interfaces entre les couches renforcées et leur support afin d’optimiser les caractéristiques des interfaces (choix de l’émulsion, dosage)
    - améliorer la prévision des durées de vies des chaussées renforcées, par l’étude et la modélisation du comportement en fatigue des grilles, des enrobés renforcés et des interfaces, et par la validation de l’approche par un essai de fatigue en vraie grandeur sur le manège de fatigue.



  • MOSAIC Approche à l'échelle du paysage de la dynamique des Matières Organiques des Sols dans des systèmes Agricoles Intensifs liés à l'élevage, et dans un contexte de Changements globaux.

    Dynamique des matières organiques des sols dans des paysages liés à l'élevage
    La dynamique de la matière organique des sols (MOS) affecte à la fois les fonctions de production et les fonctions environnementales des agrosystèmes. Bien comprendre comment elle varie est crucial pour gérer la MOS de façon optimale et favoriser la durabilité des systèmes de productions agricoles.

    Comprendre la dynamique de la MOS à l'échelle du paysage pour mieux la gérer
    L'objectif du projet est d'étudier la dynamique des MOS (stocks et flux associés) dans un paysage d'agriculture intensive dominée par l'élevage, et les impacts des changements globaux sur la résilience de la MOS et des systèmes de culture. Le projet s'attachera à quantifier et à comprendre l'hétérogénéité de la dynamique de la MOS à l'échelle d'un paysage présentant des systèmes de culture contrastés en termes d'apports de MO et de régime hydrique dans les sols. Il comprend trois axes de recherche principaux : (1) quantifier la variabilité et la co-variabilité des systèmes de culture, des conditions environnementales et des stocks de MOS dans le paysage, (2) mieux comprendre les processus qui contrôlent la dynamique de la MOS dans un gradient de systèmes de culture et de conditions environnementales, (3) modéliser la dynamique future de la MOS à l'échelle du paysage. Les résultats contribueront à la conception de stratégies de gestion de la MO adaptées au changement global.



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