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

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  • TROIS-AS Vers un système de modélisation régionale océan / calotte / atmosphère

    TROIS AS : Towards a Regional Ocean – Ice Sheet – Atmosphere modelling System
    Vers un Système de Modélisation Régionale Océan / Calotte / Atmosphère capable de quantifier la contribution de Pine Island et Thwaites à la hausse du niveau des mers au cours du 21ème siècle.

    Objectif général
    Le projet TROIS-AS vise à construire un système de modélisation régionale permettant la représentation des mécanismes et rétroactions physiques aux interfaces océan/calotte et atmosphère/calotte. L’objectif scientifique est de quantifier la contribution d’une région clé d’Antarctique dans la hausse du niveau des mers au cours des 100 prochaines années. Cette région clé est centrée sur les glaciers de Pine Island et Thwaites qui (i) sont les plus gros contributeurs d’Antarctique au niveau des mers et devraient le rester, (ii) sont dynamiquement instables, (iii) pour lesquels on dispose d’observations sous les cavités. L’échelle régionale a été choisie parce que les modèles de climat globaux ne représentent pas les processus polaires correctement. Néanmoins, ce projet vise à guider la future inclusion des calottes dans ces modèles de climat globaux.

    Ce projet répondra à trois objectifs plus spécifiques qui serviront à surmonter les difficultés techniques au fur et à mesure du projet:
    - quantifier l'importance relative des différents processus aux interfaces océan/glace et atmosphère/glace dans le bilan de masse de l'Antarctique de l'Ouest;
    - Identifier les rétroactions impliquant les changements de géométrie des cavités, et déduire des recommendations pour les Earth System Models (ESMs);
    - Estimer la contribution de Thwaites et Pine Island au niveau des mers en 2100.



  • StickSlip Dynamique de rupture saccadée dans les polymères

    Instabilité dynamique de rupture d’un ruban adhésif ou d’un élastomère
    Comprendre les instabilités de rupture en distinguant les effets liés à la géométrie de rupture, à la rhéologie du polymère et à la présence d'hétérogénéités au voisinage de la surface de fracture.

    Identifier de nouveaux leviers pour contrôler l’apparition de l’instabilité : géométrie, inertie, désordre ?
    La compréhension de l’instabilité dynamique de rupture dite « stick-slip » observée lors du pelage d’un ruban adhésif ou lors de la déchirure d’un élastomère demeure largement incomplète. Son apparition est nuisible au processus de fabrication industrielle des rouleaux de ruban adhésif : nuisances sonores hors norme et efficacité réduite, voire nulle, du produit fini. Les caractéristiques de cette instabilité (période, amplitude) sont mal comprises dans le régime à haute vitesse de rupture important pour les applications. De plus, certains aspects influençant la dynamique de stick-slip ont été très peu étudiés : l’influence de l’angle de pelage, le rôle de l’inertie du ruban, le rôle des hétérogénéités d’adhésion. Enfin, une instabilité de rupture « microscopique » se produisant à des échelles spatiales et temporelles plus petites que le stick-slip connu jusqu’à présent a été récemment découverte, sans aucune compréhension de son origine. L’objectif du projet a été d’améliorer la compréhension de l’instabilité et de permettre d’envisager de nouveaux leviers pour éviter son apparition en jouant par exemple sur la géométrie, l’inertie ou le désordre.



  • TRO-Pico Bilan multiéchelle de l’eau dans la haute troposphère et la basse stratosphère des régions TROpicales.

    Bilan multi-échelle de l’eau dans la haute troposphère et la basse stratosphère des régions TROpicales
    Bilan multi-échelle de l’eau dans la haute troposphère et la basse stratosphère des régions TROpicales

    Enjeux et Objectifs de TRO-pico
    Le projet TRO-pico est né d’une question scientifique importante, toujours ouverte, sur les processus qui gouvernent le bilan de l’eau stratosphérique aux tropiques et par extension, sur tout le globe, dans un contexte à la fois de changement climatique et de période annoncée de retour à l’équilibre de l’ozone stratosphérique. Le but principal de TRO-pico est de tenter d’estimer le rôle des overshoots (pénétration convective au-delà de la tropopause) de l’échelle locale à l’échelle globale sur le bilan de vapeur d’eau dans la basse stratosphère par rapport au piège froid par ascension lente et déshydratation de l’air qui rentre dans la stratosphère. Le projet est basé sur une campagne de mesure puis d’une période d’interprétation/modélisation. Plusieurs objectifs permettent de mieux appréhender cette question générale :
    - Variabilité de la vapeur d’eau à l’échelle d’une saison humide, et vitesse d’ascension lente dans la TTL.
    - Etude de la variabilité des overshoots et de leur impact sur l’hydratation de la stratosphère à l’échelle locale, ainsi qu’étude de la structure thermique de la TTL.
    - Cirrus : impact de la charge des particules de glace, et de leur composition sur leur durée de vie dans la TTL (potentiellement important pour la déshydratation).
    - Extrapolation à plus grande échelle de l’impact des overshoots, développement de paramétrisations
    - Validation satellitale : SAPHIR/Megha-tropiques, IASI, GOSAT, la fiabilité de mesures satellitales étant crutiale pour les objectifs d’extrapolation à grande échelle.
    - Amélioration des modèles globaux via assimilation de données satellitales de vapeur d’eau



  • STOCKACTIF Stockage actif de la biomasse pour faciliter sa transformation industrielle

    STOCKACTIF ou comment mettre au point un stockage adapté à la bioraffinerie des lignocelluloses
    Avant son entrée en usine, peut-on rendre la matière ligneuse plus facile à transformer en accélérant et en contrôlant un processus naturel de décomposition raisonnée pendant le temps de stockage ?

    LES QUESTIONS A TRAITER
    L’idée qui sous-tend ce projet de «stockage actif » est d’utiliser la période comprise entre
    la récolte de la biomasse lignocellulosique (paille, tiges, bois, …) et son utilisation en
    usine pour mettre en oeuvre des processus biologiques de type lignolytiques permettant
    de faciliter sa transformation ultérieure.
    En effet, cette biomasse qui constitue la structure mécanique et/ou de protection de la
    plante vivante est de ce fait particulièrement résistante et tous les procédés de
    transformation commencent par un pré-traitement qui a pour objectif de la
    « déconstruire ». Ceci est vrai dans les procédés industriels, mais aussi dans la Nature
    qui a mis au point des processus de « pourriture » par les champignons, qui sont
    efficaces, mais très lents (plusieurs mois à plusieurs années).
    L’enjeu de ce projet était d’identifier un ou des champignon(s) et la façon de les utiliser
    pour accélérer les phénomènes naturels à l’échelle du temps de stockage (quelques
    semaines) et sans perdre le potentiel de transformation final de la matière première. La
    principale question scientifique était de contrôler la balance entre la transformation de la
    lignine et celle des sucres durant un tel stockage afin de conserver le potentiel de
    transformation en énergie (bio-éthanol, biogaz) ou en synthons. Pour passer à
    l’application pratique, il fallait ensuite trouver une solution permettant de faire agir les
    champignons sélectionnés en milieu non microbiologiquement protégé.
    Toutes proportions gardées, on peut imaginer les retombées de ce projet en faisant une
    analogie avec les méthodes d’ensilage en élevage : elles se sont développées parce que
    leur bilan économique est favorable. C’est pourquoi un bilan technique et
    environnemental a été établi entre le surcoût du prétraitement Stockactif et les
    économies possibles lors de la transformation ultérieure (énergie, effluents chimiques,
    etc..).



  • SUPERBAT SimUler pour PilotER les BATiments efficaces

    Prendre en compte le comportement humain et les mesures dans la simulation énergétique des bâtiments, application au dimensionnement et au pilotage
    Pour une simulation plus juste des performances des bâtiments BBC et BEPOS, le comportement humain peut être modélisé par des systèmes multi-agents, et lié à la simulation thermique dynamique. L'exploitation de mesures de courbe de charge ou de température interne conduit à l'identification de modèles simplifiés de bâtiments ou d'équipements, permettant une amélioration du dimensionnement et du pilotage des équipements du bâtiment.

    Intégrer le comportement de l'occupant et exploiter les mesures physiques dans les modèles de bâtiments pour améliorer la précision de la simulation.
    Le projet SUPERBAT veut faire émerger de nouvelles approches de modélisation tout en se basant sur l’intégration du comportement stochastique des occupants au sein des outils déterministes d’énergétique des bâtiments et sur l’exploitation des mesures physiques. L’objectif est double : mieux prédire les appels de puissance et implicitement la consommation énergétique. Ces modèles permettront de reconsidérer l’intégration électrique du bâtiment afin qu’il devienne un véritable nœud du réseau et de mieux garantir les performances énergétiques. De plus, ce travail est indispensable pour les nouvelles générations de bâtiments BBC et BEPOS. De par les faibles puissances requises par les systèmes de chauffage dans le neuf, les BBC et BEPOS sont très sensibles aux apports internes (occupants et usages spécifiques). La seule présence des occupants et leurs activités peuvent générer assez de chaleur pour maintenir en température le logement ou même créer une surchauffe, qui peut être source d’inconfort. Jusqu’alors les outils de simulation étaient utilisés pour des besoins de dimensionnement alors qu’un effort est à faire en matière de gestion et de pilotage pour atteindre la sobriété énergétique. Dans ce contexte, les outils de simulation requièrent une modélisation plus précise, en termes de puissances appelées, du comportement énergétique du bâtiment, tous usages confondus et en particulier des usages spécifiques de l’électricité.



  • Innov’HAP Procédé innovant pour la production en continu d’hydroxyapatite: De l’étude fondamentale à l’amélioration qualitative du produit et du procédé

    Innov’HAP
    Procédé innovant pour la production en continu d’hydroxyapatite: De l’étude fondamentale à l’amélioration qualitative du produit et du procédé

    Des pathologies aux matières premières requises pour guérir
    Les pathologies ostéo-articulaires sont, à tous âges, la première cause de handicaps et soulèvent des problèmes économique et sanitaire. De nos jours, l’utilisation des prothèses métalliques en tant que substitut osseux est très répandue dans le traitement de ces handicaps (ex : pathologies du genou ou de la hanche). Dans de tels cas, un revêtement d’hydroxyapatite (HAP) est souvent appliqué à la surface de ces dispositifs implantables de façon à améliorer la qualité de l’interface os-prothèse et ce, dès les premiers temps suivant l’opération, ceci permettant d’envisager une plus grande stabilité des prothèses dans le temps. Ces considérations s’avèrent importantes au vue des statistiques sur le vieillissement croissant de la population.

    Les caractéristiques de la poudre d’HAP utilisée dans le procédé de revêtement jouent un rôle clef dans l’ostéo-intégration et la durée de vie des prothèses. Une poudre d’HAP à haute performance dont les caractéristiques sont adaptées au procédé de revêtement est ainsi nécessaire. A ce jour, les procédés industriels en batch fonctionnent principalement avec des conditions opératoires définies généralement de façon semi-empirique et qui nécessitent d’être optimisées. De la même manière toutes les caractéristiques physico-chimiques des poudres obtenues ne sont pas toujours prises en compte lors du développement de ces procédés. De faibles rendements ainsi qu’une distribution large de tailles de particules apparaissent comme étant deux paramètres limitant le développement d’un procédé plus rentable et devant permettre l’obtention de poudre pour des revêtements de plus haute qualité.
    Les poudres d’HAP destinées à des applications biomédicales font l’objet de recherches dans des laboratoires et PME. Toutefois l’optimisation des procédés de production n’a jamais été étudiée en profondeur.

    Les objectifs de ce projet sont de mettre en place et d’étudier un procédé innovant pour la production continue de poudre d’hydroxyapatite



  • NetSelect L’Evolution Net due aux Sources Dynamiques de Sélection, la Plasticité Sociale, et des Environnements Variables

    L’Evolution Net due aux Sources Dynamiques de Sélection, la Plasticité Sociale, et des Environnements Variables
    Comment es ce que la sélection que ont mesure à court terme produit de l’évolution au cours du temps quant l’environnement social et écologique varie dans le temps et l’espace ?

    -La variabilité de la sélection versus l’évolution a longe terme.
    -L'objectif principal de ce projet est d'éclaircir notre compréhension du processus d'évolution en tenant compte de la variation dans la sélection de traits et de les intégrer dans une nouvelle théorie pour les trajectoires nets de la sélection. La variabilité de sélection peut être due à des changements dans les avantages de traits différents selon les contextes sociaux et écologiques (par exemple, les saisons), en raison de différents types d'interactions (par exemple, la compétition entre males, le choix du partenaire) ou en raison de la variation spatiale ou temporelle des influences environnementales sur les comportements sociaux (par exemple les ressources alimentaires, la structure sociale, etc ...). Par conséquent, nous cherchons de comprendre la façon dont la variation dans l'environnement externe modifie les comportements sociaux, la sélection sur les traits, et la variation des traits qui est essentiel pour le processus de spéciation. Pour comprendre comment la sélection pourrait influencer l'évolution des traits à long terme dans une variété d'environnements différents, des contextes, et des phases du cycle de vie, nous pouvons nous concentrer sur un certain nombre d'épisodes distincts de sélection (choix du partenaire par rapport à la compétition, l'été par rapport à l'hiver, à travers le temps et l'espace) qui peut ensuite être intégré pour créer une image complète de la sélection sur les traits d'histoire vie, des comportements, et des traits morphologiques. Ce faisant, ce projet portera sur un certain nombre de questions fondamentales et des défis de l'écologie évolutive qui demeurent contentieux (par exemple la maintenance de la variation des traits sous sélection, la plasticité du choix du partenaire).



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