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

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  • MOSAIC MesOscopic Scale durAbility Investigations for Concrete

    MesOscopic Scale durAbility Investigations for Concrete
    Le vieillissement des structures de génie civil conduit nécessairement à des préoccupations économiques importantes, principalement liées au choix entre leur remplacement ou l'extension de leur durée de vie. Développer une compréhension générale du comportement des matériaux à base cimentaire et des mécanismes associés à leurs comportements à long terme est donc du plus grand intérêt, à la fois d'un point de vue environnemental et financier.

    Mise en place d’une méthodologie de développement durable associée au domaine de l'industrie des matériaux à base cimentaire
    Mettre en place une méthodologie de développement durable associée au domaine de l'industrie des matériaux à base cimentaire nécessite une compréhension de leurs comportements au cours des nombreuses conditions environnementales qui peuvent survenir. Etant au carrefour de plusieurs domaines scientifiques tels que la mécanique des milieux continus non linéaire, la chimie, les transferts de masse ou la simulation numérique, ce problème scientifique est hautement interdisciplinaire.
    En ce qui concerne les structures en béton, il est maintenant clairement établi que la plupart des phénomènes de dégradation observés à l'échelle macroscopique (dont les comportements pathologiques, tels que le séchage ou la formation ettringite qui sont ici notre principale source de préoccupation car ils peuvent fortement diminuer la durabilité de la structure) trouve leurs origines dans un ensemble de phénomènes physiques et chimiques spécifiques. Bien que ceux-ci aient lieu à l'échelle fine, leurs conséquences à l'échelle macroscopique peuvent être très importantes, avec un fort impact sur la durabilité des structures en béton et donc leur espérance de vie. Cette constatation est la pierre angulaire du projet MOSAIC. Notre objectif est d'améliorer les liens entre les mécanismes de fine échelle et leurs conséquences macroscopiques.



  • PARCS Réactivité des PAH en matrices cryogéniques et sur la glace

    Explorer l’espace dans un laboratoire de chimie
    Les énormes quantités de données obtenues grâce aux missions spatiales requièrent des travaux d’interprétation et de modélisation pour être exploitées. Nous étudions des réactions chimiques à basse température (10-50K) et basse pression et comparons les données obtenues à celles recueillies dans l’espace pour proposer des modèles d’astrochimie.

    Comprendre la réactivité des molécules carbonées du milieu interstellaire
    Les PAH sont des polycycles aromatiques constitués de carbone et d’hydrogène, soupçonnés d’être à l’origine des bandes d’émission infrarouge AIB (Aromatic Interstellar Bands) et des bandes d’absorption UV-visible DIB (Diffuse Interstellar Bands) observées dans l’espace interstellaire (MIS). L’enjeu du projet PARCS est d’apporter des éléments nouveaux de compréhension à ces attributions en étudiant:
    1) la réactivité des PAH avec le fer, car l’association Fe/PAH a été proposée pour expliquer le déficit de fer mesuré dans la phase gazeuse du MIS.
    2) l’agrégation des PAH sur les glaces interstellaires. En effet, au sein des nuages moléculaires, les espèces gazeuses se condensent sur les grains de poussière et de glace où elles évoluent par des processus thermiques et/ou photochimiques pour former des molécules plus complexes, dont certaines d’intérêt astrobiologique.
    L’enjeu de l’approche expérimentale est de reproduire ces réactions dans les conditions les plus proches du MIS. Dans l’approche théorique, l’enjeu est de décrire les processus dynamiques qui gouvernent la réactivité : caractériser les produits de réaction au moyen de leurs spectres infrarouge et UV-visible, décrire les mécanismes de réaction à l'état fondamental et excité par des simulations de dynamique moléculaire (MD).
    Les retombées d’un tel projet sont une meilleure compréhension des processus physico-chimiques du milieu interstellaire, en particulier le rôle de la glace d’eau dans les réactions de photochimie des PAH à l’état solide, et une contribution à l’identification des bandes AIB et DIB.



  • RTCCSN Modelisation par transfert radiatif des supernovae formees par l'effondrement du cœur d’etoiles massives

    Modélisation par transfert radiatif des supernovae formées par l’effondrement du cœur d’étoiles massives.
    Modelisation de courbes de lumieres et de spectres de supernovae pour placer des contraintes sur les proprietes des explosions d’etoiles massives, l’evolution de leurs progeniteurs. Les ramifications de ce projet incluent le calcul des distances dans l’Univers, la connection aux sursauts Gamma, et les explosions des premieres etoiles.

    Contraindre les proprietes des etoiles massives et de leur explosion grace au rayonnement des supernovae.
    Nous proposons de mener une étude large et ambitieuse sur les spectres et courbes de lumière de supernovae formees par effondrement de coeur avec un code de transfert radiatif 1D, hors-ETL, et dépendant du temps. Nos buts scientifiques reposent sur l'utilisation de la lumière des SNe pour contraindre l'évolution des étoiles massives, le mécanisme d'explosion, et promouvoir leur utilisation pour les calculs de distance dans l'Univers.
    Notre travail sera base sur des modèles d'évolution d'étoiles simples ou binaires, dans des environnements allant des basses aux hautes metallicités, et couvriront une large gamme de masse initiale. Grâce à notre code d'hydrodynamique radiative et au large échantillon de modèles d'évolution stellaire disponible, nous produirons des éjecta de SNe en déposant de l'énergie à la base de l'enveloppe du progeniteur, sous la forme d'énergie thermique ou grâce à un piston.
    Nous calquerons alors ces éjecta sur la grille du code de transfert et calculerons l'évolution des propriétés du gaz et du rayonnement en incluant les effets hors-ETL, les termes qui dépendent du temps dans les équations de l'équilibre statistique, de l'énergie, et du transfert radiatif, ainsi que les effets non thermiques induits par la désintégration radioactive des isotopes instables produits durant l'explosion.
    Nos calculs fourniront une banque de données de spectres et courbes de lumière synthétiques que nous comparerons aux observations, existantes ou en cours d'acquisition. Un atout majeur de ce projet ANR est la cohérence physique atteinte par l'utilisation de modèles d'évolution stellaire et d'explosion, et de calculs détaillés de transfert radiatif pour la production de courbes de lumière et de spectres allant des phases photospherique a nebulaire.
    Cette approche globale permettra une meilleure compréhension de ces objets mystérieux, de l'évolution des étoiles massives, du mécanisme d'explosion par effondrement de coeur, et de la connexion aux sursauts gamma.



  • REGULEG Identification des régulateurs participant à la plasticité d'adaptation des graines de légumineuses aux changements environnementaux

    De la plasticité à la stabilité: amélioration des fluctuations dans la qualité des graines de légumineuses
    L’adoption des légumineuses par les agriculteurs européens demeure fortement entravée par l'instabilité des rendements grainiers et de la teneur en protéines des graines due aux fluctuations de l'environnement. Un levier permettant de stabiliser les rendements est la production de graines vigoureuses à haute qualité germinative. L’atténuation des effets du changement climatique sur les qualités nutritionnelle et germinative représente un enjeu important pour l’industrie semencière.

    Vers l'identification des gènes impliqués dans la plasticité de la qualité des graines
    La plasticité phénotypique est la capacité d’un génotype à produire des phénotypes distincts dans différents environnements. Elle est bien étudiée en relation avec l’adaptation aux stress (a)biotiques et à la nutrition dans les tissus végétatifs. La création de variétés présentant des rendements, composition protéiques et levée stables face à l’environnement fluctuant est nécessaire. L’atténuation des effets du changement climatique sur les qualités nutritionnelle et germinative des légumineuses représente donc un enjeu important pour l’industrie semencière. La prise en compte de la plasticité phénotypique, c-a-d la capacité d’un génotype à produire des phénotypes distincts dans différents environnements est de plus en plus considérée comme jouant un rôle important dans l’amélioration des cultures. L'objectif de ce projet est d'identifier les gènes régulant la plasticité phénotypique liée à la composition des graines et à leur qualité germinative par une étude d’association pan-génomique en exploitant les connaissances et données génomiques caractérisant la variabilité naturelle chez la légumineuse modèle Medicago truncatula.



  • 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.



  • CommonPlant Accès, biens communs et amélioration des plantes Redéfinir le système juridique pour faire face aux défis de l’augmentation de la population mondiale et de la préservation de l’agrobiodiversité

    Biens communs, amélioration des plantes et recherche agricole
    Faire face aux défis de la sécurité alimentaire et de la préservation de l'agrobiodiversité

    Etude approfondie des bénéfices, pour le domaine de l'amélioration des plantes, de l’irruption de la notion de « biens communs »
    Les enjeux conjoints de sécurité alimentaire et de préservation de l'agrobiodiversité obligent à penser autrement la question de la production agricole. Il faut sans produire toujours plus, mais surtout produire mieux afin de maintenir la diversité biologique et limiter les effets du changement climatique. Il devient urgent de penser un système durable de production des semences. Les sciences sociales, tout particulièrement le droit, peuvent contribuer à faire évoluer le système juridique, de manière à atteindre un meilleur équilibre entre les exigences du progrès technique et de l'innovation et la protection des systèmes d'innovation informelle portés par les agriculteurs et les communautés locales et autochtones. Une première voie d’exploration s’ouvre : le concept de propriété tel qu'il a été établi par les penseurs libéraux et néo-libéraux. Avec cet enjeu : interroger la propriété privée et son trait distinctif en Occident, i.e. le droit d'exclure. Le débat sur l'accès dans le droit de propriété privée constitue un bon point de départ. La réflexion pourrait s'inspirer des travaux pionniers menés en économie politique, notamment ceux de Jeremy Rifkin qui a perçu le mouvement de substitution de la « logique d’accès » au modèle de la propriété absolue et exclusive dans le capitalisme moderne. De nouvelles perspectives se dessinent ici qui permettent de repenser la propriété en déplaçant l’axe de la réflexion de l’exclusion vers l’inclusion (« droit de ne pas être exclu »). Il a récemment été proposé d’aller au-delà et de reconnaître une troisième voie entre propriété privée et propriété publique : celle de la conception de « biens communs » ou promotion des « communs » existants dans le domaine végétal. Une réflexion abondante a déjà été menée de manière générale, spécialement aux États-Unis et en Italie. Une étude reste à faire dans le domaine végétal, car le terme de « commun » est régulièrement évoqué à propos du TIRPAA et de la sélection participative.



  • NanoSWITI Nanoscale manipulation of spin waves in itinerant ferromagnets: technologies and fundamentals

    Manipulation des ondes de spin dans les matériaux ferromagnétiques itinérants à l’échelle nanométrique: aspects technologiques et fondamentaux
    Contrôle de la propagation des ondes de spin à l’échelle nanométrique

    Mieux comprendre les fondements de la «magnonique«
    Les ondes de spin constituent les excitations élémentaires d’un matériau ferromagnétique. Ces excitations ont des fréquences caractéristiques dans le domaine des GHz et elles gouvernent la dynamique de l’aimantation dans le régime temporel correspondant. L’importance fondamentale des ondes de spin en magnétisme est reconnue de longue date, mais leur utilisation en tant qu’éléments de base pour de nouvelles technologies n’est envisagée que depuis peu. C’est aujourd’hui un sujet d’intenses recherches, rassemblées dans un domaine naissant baptisé « magnonique ». Le projet NanoSWITI visait à explorer certains problèmes ouverts dans ce domaine. Nous avons étudié comment une onde de spin se propageait dans des inhomogénéités magnétique (canalisation par une paroi de domaine, modes de bord chiraux, propagation non-réciproque
    dans un film asymétrique) et comment elle pouvait interagir avec des courants de spin (expériences d’effet Hall de spin et de décalage Doppler d’onde de spin). Les résultats théoriques et expérimentaux obtenus offrent une bien meilleure compréhension de la
    propagation des ondes de spin à l’échelle nanométrique qui est maintenant mise à profit pour concevoir des circuits magnoniques plus évolués.



  • ACTiMAC Les alpha-Aminoendoperoxydes : de la Chimie du Titane aux Molécules Azotées Complexes

    Une nouvelle classe de peroxydes pour accéder à des systèmes moléculaires complexes.
    Nous nous proposons d’explorer la réactivité des alpha-aminoendoperoxydes. Ces molécules réactives, fort peu étudiées, sont dotées d’un potentiel élevé pour le développement d’applications innovantes en synthèse organique, en particulier la préparation de systèmes polycycliques azotés complexes que l’on retrouve dans la structure de nombreux produits naturels et de molécules biologiquement actives.

    Explorer la chimie des alpha-aminoendoperoxydes et développer des applications pour en révéler tout le potentiel.
    L’objectif principal est de parvenir à combiner la puissance de la réaction de cyclopropanation de Kulinkovich-de Meijere avec le potentiel synthétique des alpha-aminoendoperoxydes, afin de développer une chimie originale et de découvrir de nouvelles méthodes pour la construction efficace de systèmes moléculaires azotés complexes. Il s’agit de mettre ainsi au point de nouveaux outils généraux pour la synthèse d’architectures à haute valeur ajoutée.

    Le projet étendra nos connaissances sur les alpha-aminoendoperoxydes et produira un certain nombre de molécules nouvelles, y compris des composés potentiellement biologiquement actifs.

    À cet effet, il nous faut relever les défis suivants :
    • La synthèse d’une famille d’aminocyclopropanes originaux et variés.
    • La synthèse asymétrique efficace de ces molécules à l’échelle de plusieurs grammes.
    • La généralisation de notre méthode électrochimique de synthèse de peroxydes à d’autres substrats de départ.
    • Le développement d’un procédé de substitution qui soit photocatalytique.
    • L’invention de réactions de formation de liaisons carbone-carbone originales et efficaces.



  • Origram Aux origines de la grammaire: de la complexité structurelle dans les séquences auditives à l'émergence des structures syntaxiques.

    ORIGRAM
    Aux origines de la grammaire: de la complexité structurelle dans des séquences auditives aux structures syntaxiques.

    L'hypothèse de l'équivalence cognitive.
    Une question fondamentale et toujours irrésolue et située à l’interface de la linguistique théorique, de la neurolinguistique et de la psychologie cognitive concerne la détermination de l’origine et de l’évolution de l’habileté humaine à manipuler en temps-réel des séquences d’information organisées selon une structure grammaticale, capacité formant le noyau computationnel de la faculté de langage. Différentes élaborations théoriques récentes mais aussi différents travaux expérimentaux du champ des neurosciences cognitives suggèrent l’existence d’une possible équivalence fonctionnelle entre d’une part les processus cognitifs impliqués dans l’extraction et le traitement de règles structurelles régissant différentes séquences d’événements sensoriels non-linguistiques chez l’Homme et le primate non-humain et d’autre part les processus cognitifs engagés lors de l’utilisation de règles syntaxiques régissant la structure des énoncés du langage chez l’Homme.
    Dans le cortex des primates humains et non-humains, un système neuronal particulier, celui des boucles récurrentes fronto-striatales, pourrait être à l’origine de l’émergence de ces aptitudes de par ses caractéristiques dynamiques et fonctionnelles intrinsèques. Le système des boucles fronto-striatales possède une capacité à représenter et à identifier finement les attributs temporels de séquences d’événements sensoriels (e.g. Pastor et al., 2006; Kotz et al., 2009). Cette caractéristique pourrait faire des boucles fronto-striatales un système particulièrement adapté à la génération et à la synchronisation d’indices prédictifs temporels et séquentiels dans le cadre du traitement de séquences abstraites mais aussi dans le cadre du traitement de la parole.



  • RHIZORG Organisation de la communauté microbienne et devenir des polluants dans la rhizosphère

    Rôle structurant des racines sur la biodégradation bactérienne des hydrocarbures.
    Le type de plante induit des modifications spatiales au cours de leur croissance au niveau de la rhizosphère (zone de sol autour des racines). Une structuration de la diversité des communautés bactériennes apparaît en profondeur le long des racines. Toutefois la biodégradation des hydrocarbures, bien que variant selon la présence ou non de plante ou le type de plante, n’est pas influencée spatialement par l’activité racinaire.

    Dynamique spatio-temporelle de la biodégradation des hydrocarbures et des communautés bactériennes dans la rhizosphère.
    Les pollutions organiques (hydrocarbures) peuvent être traitées par l’action conjointe des plantes et des microorganismes rhizosphériques. Toutefois, ce procédé de phytoremédiation a montré des niveaux d’efficacité contrastés. Notre hypothèse est que la forte variabilité spatio-temporelle des processus au sein de la rhizosphère induit des résultats très variables selon le type de plante, le stade de croissance, le temps de contact entre la plante et le sol pollué, etc… En vu d’optimiser ces procédés de remédiation, il est essentiel de mieux comprendre : 1) la variabilité spatiale dans la rhizosphère à l’échelle centimétrique, distance d’influence des racines sur les processus microbiens, 2) l’évolution temporelle de la diversité microbienne et de la biodégradation des hydrocarbures au cours de la croissance des plantes, 3) la diversité et l’activité des populations impliquées dans la biodégradation des hydrocarbures sous l’influence ou non de plantes.



  • SePaCoDe Étude de la Physique du Décollement et Réalisation de son Contrôle

    Contrôle des décollements pour l’amélioration des performances aérodynamiques
    Le projet s'intéresse à l'utilisation de 3 plateformes expérimentales pour réaliser le contrôle du décollement sur une rampe. On regardera les effets du nombre de Reynolds. Le contrôle ira jusqu'à un contrôle en boucle fermée.

    Amélioration des performances aérodynamiques à l'aide du contrôle d'écoulements
    Les performances aérodynamiques des véhicules terrestres et aériens, ainsi que le fonctionnement des machines tournantes et des chambres de combustion sont très fortement affectées par le phénomène de décollement. La séparation des lignes de courant de la paroi engendre une perte de portance, une augmentation de la traînée et des pertes,des vibrations, du bruit et une perte éventuelle de contrôle. Telles situations peuvent être améliorées de façon significative par le contrôle d’écoulement à l’aide d’actionneurs et de capteurs judicieusement placés. L’objectif du projet SePaCoDe était d’apporter une contribution significative à la compréhension et à l’amélioration du contrôle de décollement. Pour cela, 3 équipes spécialistes du sujet ont mis en commun leurs moyens, leur savoir et leur savoir-faire pour aborder ce problème difficile sous ses différents aspects : analyse physique, étude paramétrique, choix d’actionneurs et de capteurs, théorie du contrôle en boucle ouverte et fermée…. Les résultats obtenus montrent la faisabilité des stratégies de contrôle choisies et aboutissent à des réductions importantes de la zone décollées. Ils apportent une compréhension plus profonde de la physique du contrôle de décollement et montrent l’intérêt du contrôle en boucle fermée et de l’approche « Machine Learning ».



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