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

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  • BAYREB Approche Bayésienne pour l’audit énergétique et l’optimisation de la réhabilitation des bâtiments existants

    Approche Bayésienne pour l'audit énergétique et l'optimisation de la réhabilitation des bâtiments existants
    Etude du potentiel de l'inférence Bayésienne pour le diagnostic énergétique des bâtiments occupés avant leur réhabilitation, en utilisant une instrumentation in situ non intrusive.

    Enjeux et objectifs
    Le plus important gisement d’économies d’énergies dans le secteur du bâtiment se trouve dans la rénovation de l’existant. En conséquence, de nombreux travaux sont dédiés à la recherche de moyens d’encourager la décision. Une garantie de performance après rénovation peut constituer une incitation intéressante, mais est difficile à réaliser en pratique. Une condition nécessaire pour une rénovation rentable est de proposer des solutions adaptées à chaque cas. Cela nécessite la réalisation d’un diagnostic préalable, permettant d’identifier les faiblesses de chaque bâtiment : par exemple en quantifiant la part de consommation d’énergie due aux infiltrations d’air, au transfert par l’enveloppe, par un système de chauffage peu efficace… Pour un tel diagnostic détaillé, on peut recourir aux méthodes inverses qui permettraient de construire une représentation réaliste d’un bâtiment sur la base de mesures in situ. Le projet BAYREB cherche à mener une étude fondamentale de l’applicabilité des méthodes inverses, en restant pleinement conscient des contraintes et des réalités de l’instrumentation des bâtiments existants pendant qu'ils sont occupés.



  • PLAINSUDD PLAteformes numeriques INnovantes de Simulation Urbaines pour le Developpement Durable

    PLAINSUDD
    PLAteformes numériques INnovantes de Simulation Urbaine pour le Développement Durable

    De nouveaux instruments pour simuler la ville et ses transports
    Aux Etats-Unis, les lois ISTEA de 1991 et TEA 21 de 1998 ont obligé les métropoles à prendre en compte les liens urbanisme – transport dans tout projet d’infrastructure ou de politique de transport. Il s’agit, en somme, de se soucier de la ville que l’on induit sur le long terme par une décision de politique de transport ou d’aménagement. Ainsi a-t-on vu au cours des 15 dernières années se développer une recherche prolifique sur les modèles intégrés transport – urbanisation dits modèles « LUTI » (Land Use Transport Interaction models), aux USA, au Japon et en Europe, la France aillant tardé à participer au mouvement.
    L’objet de cette recherche est de produire quelques développements méthodologiques qui débouchent sur des instruments opérationnels de simulation de la ville et de son système de transport. « Simuler la ville » signifie ici proposer une description de ce que peuvent devenir sur un long terme, d’une part, les localisations de l’habitat, des activités et des emplois et, d’autre part, les dimensions socio-économiques qui en résultent, qu’il s’agisse des marchés fonciers et immobiliers, de la ségrégation spatiale ou de l’étalement urbain et de ses conséquences. A titre illustratif, il s’agit par exemple de simuler en 2030 les conséquences essentielles sur la ville de la mise en place d’un projet lourd ou d’un péage urbain.



  • MEMOSTRESS Stabilité et potentiel adaptatif des variations épigénétiques induites par les stress

    Stabilité et potentiel adaptatif des variations épigénétiques induites par les stress
    Les changements d’état de la chromatine jouent un rôle clé dans la régulation de l’activité du génome des eucaryotes et sont parfois transmis au travers des générations indépendamment de toute mutation de l'ADN. MEMOSTRESS vise à déterminer l'impact de stress environnementaux sur l'apparition et la stabilité de ces « épimutations » chez la plante de référence Arabidopsis ainsi qu’à développer des modèles d'adaptabilité dynamique intégrant cette composante encore inexplorée de l’hérédité.

    Stabilité et potentiel adaptatif des variations épigénétiques induites par des stress environnementaux
    Jusqu’à récemment, les mutations de la séquence de l’ADN étaient considérées comme la seule source possible de variation phénotypique héritable. Ainsi donc, la sélection ne pouvait être envisagée qu’entre individus présentant des génotypes distincts. Cependant, cette vision de la génétique est depuis peu mise à mal par l’observation que les changements d’états de la chromatine, dont nous savons dorénavant qu’ils jouent un rôle primordial dans la régulation de l’expression génique chez les eucaryotes, peuvent être « verouillés » puis transmis sur plusieurs générations sans que la séquence du génome soit changée d’aucune façon. Cet héritage, dit épigénétique, est particulièrement bien documenté chez les plantes et semble impliquer le plus souvent un gain ou une perte de la méthylation des cytosines des éléments transposables et d’autres séquences répétées. Néanmoins, il n’existe à ce jour que peu d’études systématiques visant à déterminer expérimentalement la prévalence, la stabilité et les conséquences phénotypiques des variations épigénétiques induites par l’environnement et à tester leur impact tant en écologie que pour l’évolution, qui pourrait différer de celui des mutations, étant potentiellement plus fréquentes mais aussi moins stables. Nous proposons ici une telle étude, en combinant de manière unique un ensemble de ressources et d’expertise en épigénomique, phénotypage et modélisation.



  • SYMNALING Signalisation symbiotique : mécanismes d’ activation et spécificité dans la transduction des signaux Myc et Nod

    Compréhension des mécanismes de signalisation par lesquels les légumineuses forment des associations bénéfiques avec des bactéries et des champignons mycorhiziens.
    Le développement des associations à bénéfice réciproque entre les légumineuses et, soit les bactéries du genre Rhizobia, soit des champignons mycorhiziens à arbuscules dépendent d’une signalisation chimique entre les plantes et les microorganismes. L’objectif du projet est de comprendre les mécanismes par lesquels ces signaux conduisent à une activation spécifique de la réponse des plantes.

    Les complexes symbiotiques et leur activation lors des réponses symbiotiques
    Les endosymbioses racinaires d’intérêt agronomique entre les légumineuses et les rhizobia ou les champignons endomycorhiziens à arbuscules (AM) s’établissent après un échange de signaux moléculaires entre les plantes et leurs symbiontes microbiens. Les lipochitooligosaccharides (LCOs) sont les signaux clés produits par les Rhizobia (les facteurs Nod) qui stimulent la voie symbiotique commune (la CSP), nécessaire à la mise en place des deux symbioses (nodulation et mycorhization). Récemment, il a été montré qu’un champignon AM produit des signaux de nature similaire (les Myc LCOs) qui stimulent la mycorhization. Côté plantes, il a été montré que trois récepteurs sont requis pour la modulation, la mycorhization et les réponses aux LCOs. De plus, des protéines ont été identifiées comme interacteurs de ces récepteurs et pourraient être impliquées dans la régulation des réponses symbiotiques. En utilisant la plante modèle, Medicago truncatula, le projet vise à comprendre la composition et le rôle des complexes protéiques entre les récepteurs symbiotiques et leurs interacteurs ;
    Le projet est divisé en deux parties avec les objectifs suivants :
    - Identifier et caractériser les protéines clés qui interagissent avec les récepteurs symbiotiques et qui sont requis pour les réponses aux facteurs Nod et Myc LCO.
    - Identifier les modifications dans les complexes des récepteurs symbiotiques qui conduisent à la régulation des réponses communes ou spécifiques en réponses aux facteus Nod et Myc LCO et à la nodulation et/ou la mycorhization.



  • BAGEL Production bactérienne d’éthers lipidiques : Implications biogéochimiques, (paléo)environnementales et évolutives

    Production de lipides à forts intérêts physiologiques et environnementaux par des souches pures de bactéries marines
    Ce projet vise à expliquer les raisons physiologiques, environnementales et évolutives de la présence de certains lipides (appelés éthers de glycérol) chez de nouvelles bactéries isolées du milieu marin «classique«, alors que ces lipides étaient jusqu'alors considérés comme caractéristiques des microorganismes vivant dans les milieux extrêmes (notamment très chauds).

    Comprendre et expliquer la présence et le rôle écophysiologique de lipides non-conventionnels (les éthers de glycérol) chez certaines bactéries.
    La distinction entre les Bacteria et les Archaea, 2 des 3 domaines de la vie sur Terre (avec les Eucarya), repose, notamment, sur une composition cellulaire en lipides très différente d'un domaine à l'autre. Ces différences ont des implications en termes d'adaptation à l'environnement, d’écologie et d’évolution, et sont considérées comme très anciennes dans l’évolution de la vie sur la Terre. Il existe toutefois des exceptions à ces distinctions chimiques avec la présence, chez certaines bactéries, de lipides particuliers (les éthers de glycérol non-isopréniques) possèdant une intrigante combinaison de caractéristiques structurales de Bacteria et d’Archaea. Jusqu'à ce jour, ces lipides particuliers restaient limités à quelques bactéries hyperthermophiles mais la détection récente de ces lipides chez des bactéries marines «classiques« est intriguante car elle remet en question certains concepts. Représentent-ils une adaptation à des conditions environnementales particulières (extrêmes)? Si c’est le cas pourquoi sont-ils omniprésents dans les environnements non-extrêmes? La genèse évolutive des lipides membranaires reste obscure, et les lipides sont souvent omis dans les modèles d’évolution de la vie. L’identification de chainons manquants dans l’évolution du métabolisme des éthers de glycérol bactériens pourrait aider à élucider certains détails des premières étapes de l'évolution de la vie cellulaire. Le projet BAGEL devrait accroitre considérablement nos connaissances sur la biosynthèse, les modes de formation (en fonction notamment des conditions environnementales), le rôle physiologique, et l’histoire évolutive des éthers de glycérol chez les bactéries. Les résultats du projet pourraient avoir des implications majeures dans des disciplines fondamentales comme la Microbiologie Environnementale, la Biogéochimie, la Géobiologie et la Biologie Evolutive, mais aussi potentiellement (à plus long terme) en Biotechnologie et en Biomédecine.



  • 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.



  • WaveSIMM Etude de la banquise par analyse des ondes sismiques

    Etudier la banquise par l’intermédiaire des tremblements de glace
    L’enjeu est double : d’une part estimer l’épaisseur de la banquise, d’autre part analyser sa fracturation, le tout à partir de l’analyse des ondes (houle, tremblements de glace)

    Méthodes sismologiques pour estimer l’épaisseur de la banquise et étudier sa fracturation
    La banquise arctique est en déclin accéléré depuis plusieurs décennies. Si la tendance se poursuit, l’océan arctique pourrait être libre de glace en été avant la fin du siècle, avec d’énormes conséquences environnementales (renforcement du réchauffement climatique aux hautes latitudes : phénomène d’amplification arctique, modification du biotope marin), économiques (ouvertures de routes maritimes, prospection d’hydrocarbures), et donc géopolitiques. Mais si l’étendue des glaces de mer est mesurée par satellite, l’évolution de son épaisseur est plus difficile à suivre. De même, les mécanismes à l’origine de ce déclin ne sont que partiellement compris, la seule augmentation de la fonte estivale sous l’effet des températures de l’air en hausse ne pouvant expliquer la rapidité du processus. L’objectif du projet est d’utiliser l’analyse des ondes mécaniques se propageant dans la couche de glace pour d’une part estimer son épaisseur moyenne, car les caractéristiques de la propagation des ondes dépendent de celle-ci ; et d’autre part d’étudier le processus de fracturation des glaces de mer par l’intermédiaire des tremblements de glace induits. En effet, une fracturation/fragmentation accrue de la banquise accroît sa mobilité, favorise donc son export hors du bassin arctique, et accélère donc son déclin à long terme.



  • CREDO Centrosome, rôles physiologique et pathologique au cours du développement cortical

    Centrosome, role physiologique et pathologique au cours du développement cortical
    La prolifération, la migration et la différenciation neuronale sont des étapes majeures du développement cortical. Le centrosome, le centre organisateur des microtubules, joue un rôle majeur à chacune de ces étapes. De plus, un dysfonctionnement du centrosome est impliqué dans plusieurs maladies neurodéveloppementales. Ainsi, l’identification de protéines qui contrôlent la dynamique du centrosome est essentielle pour mieux comprendre les mécanismes moléculaires régulant la corticogenèse.

    Caractérisation des mécanismes moléculaires et cellulaires par lesquels le centrosome régule le développement cortical
    Le principal objectif de cette étude est de mieux caractériser les mécanismes cellulaires et moléculaires par lesquels le centrosome contrôle la corticogenèse à la fois en condition physiologique et pathologique. A travers notre programme de recherche, nous souhaitons répondre à des questions majeures dans les domaines des neurosciences et de la biologie cellulaire: Existe-t-il une composition protéique du centrosome spécifique aux neurones? Quelle serait l'importance physiologique de cette signature? Dans quelle mesure une modification de cette signature corticale contribuerait aux pathologies neurodéveloppementales? Répondre à ces questions est essentiel pour interpréter les mécanismes pathologiques qui participent à l'apparition et à la progression de troubles neurologiques.



  • PreAD Régulation de l’activité présynaptique par la gamma-sécrétase dans la maladie d’Alzheimer

    Régulation de l'activité neuronale par la gamma-sécrétase: une enzyme impliquée dans la maladie d'Alzheimer
    La maladie d’Alzheimer est caractérisée par un dysfonctionnement synaptique et des données récentes suggèrent que la gamma-sécrétase, une enzyme impliquée dans la maladie d'Alzheimer, régule la libération de neurotransmetteur au niveau de la synapse. Ce projet a pour but de comprendre les mécanismes de régulation de la fonction synaptique par la gamma-sécrétase.

    Identifier le mécanisme responsable de la détérioration synaptique impliquée dans la maladie d'Alzheimer
    La maladie d’Alzheimer est la forme la plus répandue de démence touchant plus de 35 millions de personnes et aucun traitement curatif n’est disponible à l’heure actuelle. Altérations et dommages synaptiques sont les meilleurs corrélats de la détérioration cognitive de la maladie d'Alzheimer.
    La préséniline, un gène muté dans des formes familiales de la maladie d'Alzheimer, est la sous-unité catalytique de l’enzyme gamma-sécrétase qui clive de nombreuses protéines synaptiques telles qu’APP et N-cadhérine. Cette protéolyse libère des domaines C-terminaux cytosoliques qui régulent des fonctions physiologiques telles que la transcription. Les mutations de préséniline associées à la forme précoce de la maladie d'Alzheimer altèrent l’activité protéolytique de la ?-sécrétase ce qui diminue la production de peptides fonctionnels et en même temps induit l’accumulation des substrats de la gamma-sécrétase potentiellement délétères.
    La préséniline participe à l’activité présynaptique par des mécanismes encore inconnus. Ce projet vise à comprendre comment l’altération de l’activité protéolytique de la gamma-sécrétase affecte la fonction synaptique et contribue aux déficits cognitifs.
    L'objectif de ce projet est d'étudier le rôle de la préséniline dans les fonctions synaptiques et la plasticité au niveau de l’hippocampe qui joue un rôle clé dans l’encodage mnésique. Le projet implique une nouvelle lignée de souris qui n’exprime pas la préséniline au niveau de l'hippocampe.



  • ORIMIL La culture du millet dans le Caucase pré- et proto-historique : Origine et développement

    La culture du millet dans le Caucase préhistorique : Origine et développement
    Le Caucase, au carrefour de l’Europe, du Proche-Orient et de l’Asie centrale, est une région clé pour explorer la diffusion des matériaux et des innovations techniques. Elle est au cœur des problématiques actuelles concernant la diffusion des plantes, dont le millet. Parmi les céréales domestiquées, le millet est l’une des plus tolérantes aux conditions de sécheresse. Ainsi, sa domestication et sa consommation constituent un élément fondamental dans l’histoire du développement de l’agriculture.

    Domestication et consommation du Millet : Elément fondamental de l’histoire du développement de l’agriculture
    : Notre projet ORIMIL propose d’étudier l’origine de la culture du millet et de son développement dans le Caucase entre le Néolithique et l’âge du Fer, en relation avec l’organisation économique et sociale des sociétés correspondantes. Pour la région sud du Caucase, le cadre d’étude comprend la Géorgie, l’Arménie, l’Azerbaïdjan. La question soulevée est la suivante : cette région du Caucase peut-elle être considérée comme un foyer d’expansion de cette céréale, à partir de quand et comment ? Pour cela, les objectifs sont : (1) d’identifier les premières traces de la présence du millet en différentes localités du Caucase et de discuter en quoi elles pourraient témoigner de la pratique de la mise en culture de cette céréale par les groupes humains ;(2) de réaliser une chronologie à haute résolution de la mise en place de la culture du millet dans ces différentes localités afin de vérifier s’il y a une diffusion de proche en proche de cette pratique, si tel est le cas d’identifier les voies de diffusion, ou bien de montrer s’il s’agit d’évènements isolés.
    Le fait de cultiver certaines espèces végétales, ou de les domestiquer, laisse des traces qu’il est possible d’identifier dans les sites archéologiques. En effet, la domestication des plantes se traduit par des modifications de leur morphologie (augmentation des grains ou des fruits) et par la présence dans des quantités importantes de restes carbonisés dans les sites archéologiques. Des restes végétaux peuvent se retrouver sur les outils de préparation alimentaire (décorticage/mouture) en pierre. Des témoignages de la culture et de la consommation de cette céréale peuvent également s’enregistrer dans les tissus biologiques (ou l’organisme) des consommateurs, qu’ils soient humains et animaux. Ainsi, afin de répondre aux objectifs de ce projet, plusieurs indicateurs ont été choisis pour détecter la présence et la consommation du millet.



  • CHLORO_SAP Acclimatation à l'environnement dirigé par le chloroplaste dans les plantes.

    Comment le chloroplaste aide la plante de s'adapter aux changements dans son environnement?
    Les chloroplastes sont des organites essentiels qui sont le siège de la photosynthèse des plantes vertes. Grace a ses fonctions la chloroplaste est très sensible a l'environnement extérieur. Dans ce projet nous étudions comment la chloroplaste est impliqué dans les cascades de signalisations qui medient l’acclimatation de la plante entière aux changements environnementaux.

    Les enjeux et objectifs
    Les chloroplastes sont des organites essentiels qui sont le siège de la photosynthèse des plantes vertes. En captant et en convertissant l’énergie lumineuse du soleil grâce à des transporteurs électroniques, la photosynthèse constitue la principale source d'énergie chimique pour la biosphère tout entière. Les chloroplastes ont été formés quand une cellule eucaryote a intégré une cyanobactérie, procaryote photosynthétique ancien. Aujourd’hui les processus dérivés des processus bacteriens y compris la photosynthèse, la transcription et la traduction se poursuivent dans le chloroplaste, avec l'ajout de nouveaux procédés eucaryotes comme les métabolismes des hormones et de l'amidon. Les chloroplastes sont maintenant au coeur même du métabolisme énergétique des plantes et sont de délicats capteurs de l'environnement extérieur thermique, lumineux, hydrique et des besoins nutritifs de la plante. Dans ce projet nous proposons de découvrir comment les chloroplastes sentent les changements environnementaux et comment ils les signalent ensuite pour medier l’acclimatation de la plantes entière. Des progrès dans ces domaines ouvriront de nouveaux horizons en biologie végétale, et seront déterminants pour l’amélioration des plantes qui devront faire face (i) aux changements climatiques par le développement de plantes résistantes aux stress environnemental, et (ii) aux incertitudes d'approvisionnement en énergie par le développement de plantes ou d’algues comme sources d’énergie alternatives



  • OGRESSE Grains cométaires et évolution du système solaire primitif : analyses isotopiques de micrométéorites polaires cométaires

    A la recherche de la frontière entre le monde cométaire et le monde astéroïdal.
    Des poussières extraterrestres provenant de comètes ont été identifiées dans les neiges des régions centrales Antarctiques à proximité de la station scientifique CONCORDIA. Le but de ce projet est d’analyser leur composition pour obtenir des informations sur le contexte astrophysique de naissance du système solaire.

    Analyses de micrométéorites polaires cométaires
    L’analyse de matériaux extraterrestres permet d’aborder de nombreux champs de connaissances qui vont de la nucléosynthèse au sein des générations d’étoiles qui ont précédé le Soleil jusqu’à la différenciation planétaire. Le projet présenté est centré sur le contexte astrophysique de naissance de notre étoile. On s’intéresse ici à la séquence d’événements qui ont eu lieu pendant les quelques dizaines de millions d’années qui séparent l’effondrement gravitationnel de l’étoile, la dissipation de son disque d’accrétion et l’apparition des planètes. Le programme OGRESSE propose d’aborder plusieurs questions fondamentales concernant : i) l’héritage interstellaire dans la poussière cométaire, ii) l'origine de la matière organique dans le système solaire et iii) l’origine nucléosynthétique des différentes radioactivités de courtes périodes (maintenant éteintes) qui étaient présente dans le disque protoplanétaire. Les micrométéorites ultracarbonées (UCAMMs) découvertes dans la collection CONCORDIA présentent des similarités frappantes avec les grains CHON observés dans la comète Halley en 1986. Leur composition chimique et isotopique indique qu’elles proviennent très probablement de comètes. Nous proposons d’identifier la nature et la concentration de grains présolaires interstellaires contenus dans les UCAMMs et mesurer les compositions isotopiques en éléments légers (H, N) de leur matière organique. L’une des questions majeures est de comprendre où se situe la frontière entre héritage interstellaire et processus in-situ ayant eu lieu dans le disque d’accrétion durant les premiers millions d’années qui ont suivi l’effondrement gravitationnel du proto-soleil.



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