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

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  • SODIUM Batteries à ions sodium pour des robots télécommandés

    Développer la technologie Na-ion pour des applications robotiques et en faire une filière Française
    Les batteries Li-ion ont conquis le domaine de l’électronique portable et sont prometteuses pour les applications « transport » voire « réseaux » à condition que l’on puisse palier à la pénurie de Li. Parmi ces solutions, le sodium, abondant, facilement accessible et présentant des caractéristiques proches de celles du lithium apparaît comme un sérieux candidat. C'est ce à quoi cette ANR tente de répondre via le développement d’un module de batteries Sodium-ion pour un robot télécommandé.

    Batteries Na-ion à hautes performances : De la curiosité de laboratoire à de vrais prototypes.
    Le stockage électrochimique de l'énergie devient essentiel pour faciliter le développement du transport électrique et l’utilisation des énergies renouvelables. Beaucoup d’espoir repose aujourd’hui sur les accumulateurs à ions lithium malgré les questions d’abondance de cet élément. Ceux intégrant le sodium comme élément échangeable, malgré une perte évidente en terme de densité d’énergie comparée au système Li-ion, laissent à priori entrevoir de multiples avantages tant d’un point de vue économique qu’écologique. Faut-il encore le démontrer ?. Pour répondre à cette question le CEA et le RS2E ont décidé, dans le cadre de l’ANR DESCARTES, de réunir leurs efforts et de mettre en place une équipe dédiée à l’assemblage de prototypes de cellules Na-ion 18650 pour alimenter un robot télécommandé; le but étant i) de valider le concept mais surtout ii) d’évaluer concrètement les avantages de cette technologie en termes de coût, de fiabilité et de performance en terme de puissance, cyclabilité, et densité d’énergie.



  • EXTRAMEMCAF Extraction sélective de molécules à haute valeur ajoutée issues des déchets de la filière café, par techniques membranaires et séparatives couplées

    Extraction sélective de molécules à haute valeur ajoutée issues des déchets de la filière café, par techniques membranaires et séparatives couplées
    La problématique (volume généré et toxicité) des déchets de la filière café concerne tous les pays producteurs et impose le développement de recherches collaboratives, avec la mise en place d'un réseau de recherche à dimension internationale, pour le traitement des sous-produits et déchets, et leurs valorisations. Le projet consiste à étudier la faisabilité des techniques membranaires et séparatives, et à rechercher des voies durables de recyclage et de valorisation des extraits.

    Potentialités des techniques membranaires et séparatives pour le traitement de la pulpe de café : identification fractions valorisables / ultimes ; verrous, solutions technologiques et conceptuelles
    Ce projet de recherche est un projet d'amorçage qui consiste à évaluer les potentialités d'un panel de techniques membranaires et séparatives pour le traitement de la pulpe de café, tout en autorisant des possibilités de couplages innovants.Les deux objectifs visés du projet sont :
    1) extraire/séparer/concentrer les molécules d'intérêt, en vue de leur valorisation industrielle ultérieure et
    2) éliminer les composés toxiques de la pulpe pour assurer son recyclage immédiat (alimentation animale, substrats, engrais).

    L'instrument de financement choisi nous permettra ainsi d'évaluer la viabilité du projet à travers :
    - l'identification des verrous technologiques de chaque opération unitaire testée,
    - l'identification des fractions valorisables et des ultimes à chaque étape des traitements réalisés, en intégrant les aspects économiques (coûts d'investissement et de fonctionnement) et environnementaux (énergie, effluents),
    - la proposition de solutions technologiques et conceptuelles (couplage, alternatives, replis, réorientations stratégiques).



  • MICROREGAL Adaptations du microbiome intestinal humain aux changements passés et présents d'alimentation et de mode de vies

    Adaptation du microbiome intestinal humain aux changements passés et présents d'alimentation et de mode de vies
    Ce projet cherche à comprendre comment les bactéries du système digestif humain évoluent, et notamment comment elles s'adaptent aux changements de modes de vie des populations humaines, en particulièrement dans le contexte de l'industrialisation. Il s'agit d'étudier les interactions qu'il existe entre bactéries intestinales, parasites eucaryotes intestinaux, alimentation et pratiques médicales, afin d'identifier les déterminants de la variabilité du microbiome intestinal.

    Quels sont les déterminants écologiques, culturels et génétiques de la variabilité microbienne intestinale humaine?
    Le microbiome intestinal humain interagit clairement avec son hôte (à travers par exemple son alimentation, sa consommation d’antibiotiques et son système immunitaire) ainsi qu’avec les autres communautés intestinales (parasites eucaryotes, virus). Cependant, l’influence respective de différents facteurs environnementaux (à la fois écologiques et culturels) et génétiques sur sa composition n’est pas encore élucidée. Notamment, la perte de biodiversité microbienne observée dans les milieux urbains industrialisés (par rapport aux milieux ruraux non-industrialisés) pourrait être due à la spécialisation alimentaire des populations, leurs pratiques sanitaires et/ou d’autres variables mal connues.
    Ce projet propose de collecter des données à la fois génétiques (sur l’homme et ses microbes) et anthropologiques pour déchiffrer les interactions qu’il existe entre ces différents facteurs et identifier les déterminants de la diversité et composition du microbiome intestinal. Les objectifs sont notamment de comprendre (i) comment les écosystèmes microbiens ont coévolué sur le long-terme avec les changements alimentaires et pathogéniques des populations humaines depuis la révolution Néolithique il y a 10.000 ans, (ii) comment les changements rapides de modes de vie, en particulier lors de l’industrialisation, ont influencé la diversité microbienne intestinale et (iii) quelle est l’influence des facteurs génétiques sur la composition du microbiome.



  • TOUPIES Vers une comprehension de l'evolution rotationnelle des etoiles

    TOUPIES: Vers une comprehension de l'evolution rotationnelle des etoiles
    L'objectif du projet TOUPIES est de caracteriser et de modeliser l'evolution du taux de rotation des etoiles de faible masse depuis leur naissance jusqu'a leur maturite.

    Caracterisation et modelisation des taux de rotation des etoiles de faible masse
    Alors que les principaux processus physiques qui gouvernent l'évolution du moment cinetique des étoiles de type solaire sont probablement identifiés (vents magnétisés , interaction etoile-disque, transport interne de moment angulaire ), aucun n'est encore pleinement compris, et seuls une minorite sont inclus dans les modèles d'évolution stellaire . L'objectif du présent projet est d'acquérir une meilleure compréhension des processus physiques en jeu dans l'évolution de la rotation des étoiles de type solaire (dynamos stellaires, accrétion du disque, vents magnétiques, transport de moment angulaire , mélange des produits chimiques, etc ) et de les inclure dans une nouvelle génération de modèles stellaires dont les prédictions peuvent être testés par des contraintes observationnelles précises. Celles-ci seront obtenue dans le cadre du projet, en mesurant les taux de rotation de centaines d' étoiles de faible masse à différents stades d'évolution, depuis leur naissance jusqu'à l'âge du Soleil. Parce que le champ magnétique est un élément central de la plupart des processus physiques qui contrôlent l'évolution de la rotation (vents stellaires, interaction etoile-disque, couplage coeur-enveloppe), un effort important sera consacré à mesurer le champ magnétique a la surface des étoiles de type solaire à toutes les étapes d'évolution. Enfin , la teneur en lithium offre une fenêtre unique sur les processus de transport du moment cinétique internes, tels que les mecanismes de mélange résultant d' instabilités hydrodynamiques. La mesure des taux de rotation , les propriétés magnétiques, et l'abondance de lithium fourniront l'ensemble le plus complet et rigoureux des contraintes observationnelles qui permettront de valider une nouvelle génération de modèles d'évolution du moment cinétique pour les etoiles de type solaire.



  • DIADEM DIAgnostic Dynamique et maintenance prévisionnelle des systèmes en station et EMmbarqués sur train

    DIAgnostic Dynamique et Maintenance Prévisionnelle de Systèmes EMbarqués sur Train
    L’objectif est de développer des outils de diagnostic et de pronostic de trois organes du matériel roulant ferroviaire (la climatisation, les freins et les portes) qui permettront de donner en temps réel leur potentiel d’utilisation avant défaillance, introduisant de fait une amélioration des conditions de réalisation de la maintenance. Il apportera en outre une connaissance du vieillissement du matériel ainsi que des éléments de réponse pour une optimisation des référentiels de maintenance.

    L’enjeu est la mise en place d’opérations de maintenance prévisionnelle et conditionnelle pour une meilleure disponibilité des trains
    Actuellement, la plupart des procédures de diagnostic des sous-systèmes embarqués dans le train sont essentiellement à base de règles. Pour ce qui est de la maintenance, celle-ci est plutôt un équilibre entre maintenance préventive systématique pour essayer de prévenir toute défaillance en remettant périodiquement à neuf le système et maintenance corrective pour corriger les défaillances résiduelles. En mettant au point des outils innovants pour le diagnostic et la maintenance de sous-systèmes embarqués, l’exploitant sera en mesure de planifier les opérations de maintenance (et donc d’optimiser la disponibilité et la qualité de service de son réseau) ainsi que l’approvisionnement des pièces nécessaires. Le fait de ne changer les pièces que quand cela est nécessaire et avéré induit également un gain significatif en termes de gestion des déchets.
    Les travaux menés dans le cadre du présent projet s’attacheront à deux volets :
    • Le premier est dédié au diagnostic dynamique par reconnaissance des formes. Il s’agira de définir une ou plusieurs méthodes de diagnostic qui permettent, à partir des mesures effectuées sur un sous-système embarqué, d’inférer sa classe (ou son mode) de fonctionnement courant et d’estimer sa vitesse de dégradation. Des mises en application sur les systèmes de freinage et l’ensemble de climatisation seront réalisées sous forme de démonstrateurs.
    • Le second est consacré à la maintenance préventive prévisionnelle (ou pronostic). La première amélioration porte sur l’exploitation de ces données de diagnostic pour mettre en place des actions de maintenance conditionnelle. Enfin, le développement de modèles de dégradations fins permet d’estimer le comportement à venir du système et donc de prévoir lorsque ce dernier franchira un état de dégradation redouté ou sera totalement défaillant. Les méthodologies développées seront appliquées sur les systèmes d’accès voyageurs (les portes).



  • CALYpSO IMPLICATIONS ECOLOGIQUES ET BIOGEOCHIMIQUE DES GLYCOSIDASES ASSOCIEES AUX VIRUS MARINS

    Exploration et role des polysaccharidases virales pour le fonctionnement des ccéans
    Les virus induisent un flux de carbone majeur dans l’océan. Toutefois, il n’existe aucune information sur la nature des mécanismes moléculaires qui conditionnent et qui régulent les interactions virales dans l'océan. Ainsi, bien que l’importance des virus est sans équivoque, leurs activités ne sont pas inclues dans les modèles de prédiction climatique. CALYpSO propose d’explorer l’implication des polysaccharidases virales dans la régulation des activités des virus et la biogéochimie océanique.

    CALYpSO propose d’explorer l’implication des polysaccharidases virales dans la régulation des activités virales et la biogéochimie océanique.
    L'objectif principal de CALYPSO est d'explorer l’implication des polysaccharidases virales dans la régulation des activités des virus et la biogéochimie océanique. Pour répondre à cette question, nous développerons une approche intégrée du gène à l'écosystème pour tester l'hypothèse que les poysaccharidases virales sont répandues dans l'océan et influencent le fonctionnement de la communauté planctonique et plus globablement du cycle du carbone. Pour ce faire, nous nous attacherons à:
    - caractériser la diversité moléculaire et fonctionnelle des polysaccharidases virales
    - déterminer comment ces enzymes influencent les traits de vie des virus marins
    - évaluer comment le fonctionnement de la chaine alimentaire est impactée par les activités enzymatiques virales
    Estimer la contribution relative des virus et des bactéries pour le recyclage des polysaccharides dans l'océan



  • INVOLVED E-CONSULTANT PERSUASIF POUR LA GESTION ENERGETIQUE DES BATIMENTS

    Conseiller énergétique offrant des services interactifs pour les acteurs du bâtiment, application à la tour ELITHIS DANUBE
    L'objectif du projet est de revisiter les outils de gestion énergétique afin de mieux impliquer les acteurs en tenant compte de leurs pratiques, routines, préférences, valeurs... Il s'agit concrètement de concevoir de nouveaux services capables d'interagir avec les acteurs en mobilisant leurs connaissances tacites et expertises pour susciter de nouvelles pratiques. Ces outils doivent être déployés dans la tour à énergie positive ELITHIS Rhin et Danube.

    Développement de nouveaux services interactifs pour les acteurs du bâtiment pour susciter la sobritété énergétique
    Le projet INVOLVED vise à développer de nouveaux services, exploitant des données capteurs et des modèles, pour les acteurs du bâtiment (principalement les occupants) susceptibles de les conduire à ajuster leurs usages et pratiques pour être plus sobres énergétiquement et plus flexibles. La collaboration entre sciences pour l'ingénieur et sciences humaines et sociales a mis en évidence que la plupart des pratiques étaient routinisées, que leur remise en cause était coûteuse et que l'engagement était une étape source majeure de motivation à long terme. Aux logiques de rationnalité (sobriété), vient s'ajouter la logique de conformité communautaire qu'il faut prendre en compte, notamment à l'échelle d'un immeuble. Différentes approches ont été explorées : les interfaces miroirs avec des indicateurs synthétiques sur lesquels l'engagement peut se fonder, les services d'analyse permettant de rejouer des situations passées avec d'éventuels changements à tester avec un système d'explication pour favoriser la compréhension. Les services de conseil d'actions par anticipation préexistaient au projet et ont été pris en compte sans développement supplémentaire. Les études portent sur un bureau du site Grenoble INP, un appartement de chercheur et seront adaptés dès que possible à la tour ELITHIS Danube.



  • RFAT Rôle du 5-Fluorouracile dans la modulation des réponses immunitaires anticancéreuses: Mécanismes moléculaires et identification de nouvelles cibles thérapeutiques

    Rôle du 5-Fluorouracile (5FU) dans la modulation des réponses immunitaires anticancéreuses: Mécanismes moléculaires et identification de nouvelles cibles thérapeutiques
    De nombreux arguments expérimentaux montrent que le système immunitaire peut contribuer de manière très importante à l'efficacité anticancéreuse des chimiothérapies. Cependant, l'immunosuppression de l'hôte engendrée par la tumeur limite l'initiation d'une réponse immunitaire anticancéreuse. Notre objectif est d'étudier comment certains agents anticancéreux peuvent lever l'immunosuppression de l'hôte pour déclencher une réponse immunitaire éliminant les cellules anticancéreuses résiduelles.

    Hypothèses initiales et objectifs
    Le mécanisme d’action supposé de la plupart des traitements anticancéreux résulte d’une action cytotoxique directe sur les cellules tumorales. Cependant, la mise en évidence récente de mécanismes d’immunosuppression liés au développement des tumeurs et du rôle du système immunitaire dans l’immunosurveillance antitumorale amène à reconsidérer l’idée que le cancer n’est qu’une maladie de tissus ou d’organes, pour le concevoir également comme une maladie de l’hôte. Par conséquent, afin d’atteindre une efficacité thérapeutique maximale chez les patients atteints de cancer, il est essentiel de lutter contre l'immunosuppression de l’hôte induite par la tumeur afin de déclencher une réponse immunitaire anticancéreuse qui parvienne à éliminer les cellules tumorales résiduelles. Nous avons récemment démontré que le 5-Fluorouracile (5-FU), un analogue de pyrimidine principalement employé dans le traitement du cancer du sein et du colon, a une remarquable et sélective capacité à éliminer les cellules myéloïdes suppressives (Myeloid derived suppressor cells “MDSC”) in vivo. L'élimination des MDSC par le 5-FU a par ailleurs significativement amélioré son effet thérapeutique. Cependant, nos données préliminaires actuelles indiquent qu'une autre voie moléculaire activée par la mort des MDSC traitées par le 5-FU limite l'efficacité thérapeutique de cette chimiothérapie et contribue à la croissance tumorale. Nous émettons l’hypothèse que le 5-FU déclenche une mort cellulaire inflammatoire, caspase-1-depandante, des MDSC. Ce mécanisme renforce la polarisation des cellules T CD4 positives intratumorales en cellules secrétant de l’interleukine-17 qui freinent le développement des réponses anticancéreuses. Ainsi, en décryptant les mécanismes moléculaires responsables de l’effet du 5-FU sur les MDSC, ce projet vise finalement à identifier de nouvelles cibles moléculaires qui pourraient être modulées afin d’obtenir des réponses anticancéreuses optimales.



  • PAVOIS Protections Arithmétiques Vis à vis des attaques physiques pour la cryptOgraphIe basée sur les courbeS elliptiques

    Protections Arithmétiques Vis à vis des attaques physiques pour la cryptOgraphIe basée sur les courbeS elliptiques.
    Étude et mise en œuvre de nouveaux algorithmes arithmétiques pour la cryptographie sur les courbes elliptiques (ECC) en matériel et logiciel.

    Protections arithmétiques
    Ce projet porte sur l'étude de solutions au niveau arithmétique mixant efficacité à l'exécution et résistance aux attaques physiques par canaux cachés pour des crypto-systèmes à base de courbes elliptiques (ECC) sur des plateformes à base de circuits FPGA ou ASIC et sur des processeurs multicœurs. Un objectif important est d'étudier théoriquement et d'évaluer pratiquement l'impact de représentations des nombres et d'algorithmes arithmétiques utilisés pour protéger certains calculs dans ECC sur les performances (p. ex. vitesse, débit, latence) et le coût d'implantation ou d'utilisation (p. ex. surface de silicium, mémoire nécessaire, énergie consommée) pour différents niveaux de sécurité théorique et de résistance à des attaques physiques par observation ou perturbation (p. ex. analyse simple ou différentielle, injection de fautes). Nous avons étudié ces aspects pour différentes arithmétiques des corps finis utilisés dans ECC (GF( p ) et GF( 2 )), le stockage et la manipulation des clés secrètes (les scalaires). Nous avons aussi étudié comment se comportent certains solutions dans le cadre de la cryptographie basée sur des courbes hyper-elliptiques (HECC).



  • IDYLIC Etudes des boites quantiques au sein de lasers à émission verticale et en cavité externe sous injection électrique pour la réalisation d'émetteurs bi-fréquence cohérent et compact

    Etude des boites quantiques au sein d'émetteurs laser sous injection électrique et à émission verticale et en cavité externe pour la réalisation de laser cohérent à deux longueurs d'ondes compact
    L'objectif du projet IDYLIC est de développer un nouveau concept de laser à semiconducteur bifréquence, ultra-stabe, compact, sous injection électrique, dédiés aux applications photoniques microondes aux longueurs d'onde télécom. Les domaines d'applications de ces lasers couvrent à la fois les communications radio sur fibre, l'émission et la détection des signaux radars, jusque la génération de signaux THz.

    Objectifs du projet IDYLIC
    Le projet IDYLIC propose de réunir au sein du même laser, une région active à semiconducteur présentant un gain inhomogène tel que les boites quantiques (QDs), avec une architecture laser de type VeCSEL permettant d'obtenir par nature des fortes puissances d'émission, un régime de fonctionnement classe A, et une faible largeur de raie. Cette combinaison unique devra permettre d'avoir des lasers bi-fréquences selon une configuration 'mono-axe' (sans séparation spatiale), condition nécessaire à une plus grande compacité et le recours à un procédé d'injection électrique.. Un des premiers objectifs du projet visera à démontrer une émission bi-fréquence à 1.55 µm, tout en exploitant les potentiels des QDs afin de couvrir des différences de fréquence allant de 100 GHz à 4 THz, avec des largeurs de raie lasers et de battements très fines (< 10 kHz). Compte tenu des performances thermiques du procédé de wafer fusion des miroirs AlAs/GaAs reportés sur substrat diamant, des puissances de sortie au delà du watt sont attendues. Un second objectif de projet réside dans le développement de QD VeCSEL sous injection électrique. Bien que cette alternative soit déjà en soi plus prometteuse pour l'intégration future de ces lasers au sein de système optoélectroniques, l'injection électrique doit permettre à ces lasers de bénéficier d'un bruit basse fréquence nettement inférieure. Ces deux objectifs principaux du projet IDYLIC sont essentiels au développement de lasers, qui n'ont pas d'équivalent sur le marché aujourd'hui.



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