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

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  • Appel à projets générique 2018 - AAPG2018

    • Appel de la 1ère étape clos
       
    • Résultats de la 1ère étape et ouverture du site de soumission des propositions détaillées de la 2e étape : Février 2018

Nous suivre

  • CElectrON Couplage Electro-Oxydation et Nanofiltration pour le traitement d’effluents

    Les électrons au service du traitement de l’eau : un procédé vert pour les polluants émergents
    Traitement d’effluents chargés en polluants bioréfractaires, non éliminés par les méthodes conventionnelles, pour permettre un rejet sans danger dans les stations d’épuration

    Eliminer des résidus pharmaceutiques par filtration et électro-conversion en H2O et CO2
    D’une grande complexité, les eaux de rejet de l’industrie pharmaceutique peuvent contenir des micropolluants bio-réfractaires (antibiotiques, anti-inflammatoires, bétabloquants, etc.) difficiles à éliminer. Ces effluents ne peuvent pas être rejetés dans le milieu naturel et il existe, actuellement, un manque de technologies compatibles et fiables pour les traiter et les recycler en évitant le gaspillage d’eau associé. Un rejet dans le réseau des eaux usés pourrait perturber le fonctionnement des stations d’épuration.
    Le projet CElectrON vise à contribuer à la gestion durable de l’eau, à travers le développement d’une technologie innovante basée sur le couplage entre un procédé de séparation membranaire, la nanofiltration, et un procédé d’oxydation avancée, le procédé électro-Fenton. Cette technologie « one-pot » permettra d’assurer le traitement et le recyclage de l’eau dans les procédés industriels. La nanofiltration permettra de confiner les micropolluants et leurs sous-produits intermédiaires pendant que le procédé électrochimique électro-Fenton contribuera à leur minéralisation en espèces simples, l’eau, le CO2 et de petits acides organiques non toxiques tels que l’acide acétique par exemple. En cas de succès de ce projet, il serait très facilement envisageable de développer cette technologie de couplage pour d’autres cas de traitement à la source d’eaux usées présentant un caractère organique persistant (autres effluents industriels, effluents hospitaliers et agricoles de faible débit, etc.).



  • INTENSE INTégration ENergétique des Systèmes et de l’Enveloppe des bâtiments : développement d’une méthodologie et d’un outil de conception optimisant la performance globale.

    Conception optimisée des bâtiments sur leur cycle de vie, intégrant les performances énergétiques, économiques, environnementales et de confort.
    Les bâtiments à haute performance énergétique mettent en oeuvre davantage de moyens pour la réduction des besoins et la production d'énergie d'origine renouvelable. Leur conception nécessite de réaliser une optimisation multicritère prenant en compte le cycle de vie et les coûts financiers. L'approches traditionnelle de conception par étape (sobriété, efficacité, énergies renouvelables) laisse la place désormais à des approches globales prenant en compte toute la complexité du problème.

    Développement d'une méthodologie d'optimisation de la conception basée sur les algorithmes génétiques et les modèles de substitution de type krigeage.
    Les bâtiments du futur seront producteurs d’énergie et viseront donc à valoriser au mieux les différentes sources renouvelables pour satisfaire les besoins énergétiques du bâtiment liés au secteur d’activité et aux occupants. La gestion des différentes sources énergétiques et du stockage, le confort des occupants dans des bâtiments fortement isolés doivent être optimisés lors de la conception. C’est aussi le cas des critères environnementaux et financiers qui ne peuvent pas être négligés. Cette volonté de rechercher l'efficacité globale se résume dans la notion d’intégration énergétique. Le projet INTENSE va permettre de développer une méthodologie qui sera implantée au sein d'un outil informatique destiné aux concepteurs (bureaux d'études et architecte) et aux chercheurs développant par exemple de nouveaux systèmes de contrôle-commande.

    L’intégration énergétique des systèmes et de l’enveloppe du bâtiment est un problème d’optimisation multicritère extrêmement complexe qui n’a jamais été traité avec une approche aussi complète que celle envisagée dans le projet INTENSE :
    - Modélisation dynamique « fine » permettant de prendre en compte le comportement de l’ensemble des systèmes énergétiques et des compositions d’enveloppe du bâtiment.
    - Optimisation multicritère globale sur la durée de vie : ACV, confort (thermique et visuel), énergie et financier.
    Le nombre de combinaisons possibles est très important, entre les sources disponibles localement, les systèmes et les caractéristiques d’enveloppe envisageables. La méthode d’optimisation retenue est basée sur les algorithmes génétiques du fait de la difficulté de définir un optimum global. Comme de nombreuses configurations seront simulées sur de longues périodes, nous implémenterons des méthodes d’optimisation spécifiques faisant intervenir des modèles de substitution (krigeage) afin de réduire les temps de calcul. L'optimisation robuste permettant de traiter les incertitude sera par ailleurs abordée.



  • DOMERAPI Dynamique d'un volcan d'arc à dômes de lave, le Merapi (Indonésie) : du réservoir magmatique aux processus éruptifs

    Dynamique d'un volcan d'arc à dômes de lave, le Merapi (Indonésie) : du réservoir magmatique aux processus éruptifs
    Sur les volcans andésitiques, le magma atteint la surface sous la forme de dômes qui s’effondrent par gravité ou explosent en produisant des coulées pyroclastiques ou des colonnes éruptives verticales. Ces différents styles éruptifs génèrent des impacts humains et environnementaux radicalement différents.
    DOMERAPI propose une approche multidisciplinaire qui intègre des méthodes géologiques et géophysiques afin d'améliorer notre compréhension de ces processus magmatiques.

    Comment de larges éruptions peuvent modifier le comportement global du volcan Merapi et produire un changement de style éruptif vers un mode plus explosif que l'activité effusive commune ?
    DOMERAPI propose une approche multidisciplinaire unique et robuste pour s’attaquer au problèmes fondamentaux de compréhension des liens de causalité entre le suivi de l’activité, les observables phénoménologiques de l'activité volcanique et les transitions de styles éruptifs avec la dynamique des processus physico-chimiques du système volcanique interne menant à des éruptions dévastatrices avec de vastes implications sociétales. Dans le cas du Merapi, il est crucial de comprendre l'alternance des cycles de courte durée de l'activité éruptive effusive avec des cycles du centenaire de grandes éruptions explosives. DOMERAPI se penche sur le problème en essayant de répondre aux questions clés à la suite de l'éruption 2010: comment de grandes éruptions peuvent-elles modifier le comportement global du volcan et annoncer un changement dans le style éruptif encore plus explosive en contraste avec l'activité effusive plus commune? Comment ces changements peuvent influer sur les paradigmes de la surveillance, de la prévision et de l'évaluation des risques? Au cours de la dernière décennie, notre compréhension des volcans a progressé de manière significative à la suite des avancées majeures dans les domaines de la pétrologie, la géologie, la géophysique et la géochimie. Toutefois, étant donné la complexité des systèmes volcaniques et les nombreux processus couples ou cachés, les modèles interprétatifs peuvent être biaisées et obsolètes s’ils s'appuyent sur un seul ou un nombre limité de champs de recherche. Par conséquent, il est de nécessité impérieuse pour la recherche volcanologique de développer une compréhension intégrée approfondie des systèmes volcaniques et d’éviter les approches trop restreintes. Aborder cette question nécessite une recherche pluridisciplinaire couplée, en associant des observations de terrai, des expériences de laboratoire et de la modélisation, afin d'élaborer des scénarios éruptifs crédibles.



  • IRIDOTI Dopage par Irradiation des IsolantsTopologiques

    Dopage par irradiation des isolants topologiques
    Le fil conducteur de projet est l'utilisation d'irradiation par particules énergétiques comme méthode de dopage finement contrôlée des isolants topologiques. Finalité de cette méthode est la suppression de conductivité de volume et émergence de conduction par les canaux de surface protégées topologiquement

    Suppresion de conductivite de volume des isolants topologiques par irradiation
    Détermination de l'effet de divers types d'endommagement sur les propriétés électriques et spectroscopiques des isolants topologiques est la condition préalable du projet. Nous utilisons différents types de projectiles, de électrons a basé température pour création d'irradiation défauts ponctuels, aux ions lourds rapides pour former de défauts massifs. Dans les premières expériences, nous avons constaté que l'action principale de ces deux types de défauts est le dopage, de type de donneur pour les deux cas. La prochaine question centrale est la détermination de la stabilité des défauts d'irradiation. Nous avons constaté que les défauts ponctuels introduits à 20K en Bi2Te3, recuit en deux stages principaux. Un autour de 100 ° K, un autre au delà de la température ambiante. Nous avons associés le stage basé température à la migration interstitielle et la stage à haute température avec le mouvement des lacunes. L'énergie d'activation de stage haute température a été déterminée. Mode d'opération pour approcher le point de neutralité, avec suppression de concentration des porteurs dans le volume, par la succession irradiation et recuit a été établi. Des expériences sur des échantillons près de la neutralité, ont révélé contribution importante de conduction de surface, manifestée par magnéto résistance positive linéaire en H.
    La croissance des nanofils d'isolateurs topologiques par la méthode de dépôt électrolytique dans la moule a été le deuxième axe du projet. Corrélation de la structure cristalline des nanofils avec leurs propriétés électriques est actuellement étudiée par microscopie électronique en transmission à haute résolution. Cela se fait en parallèle avec l'identification d'endommages crées par les ions lourds de haute énergie.
    ARPES expériences ont porté sur la recherche de la fluctuation des états de charge de surface, le concept soulevé par des mesures de susceptibilité de spin réalisées par le partenaire américain.



  • ONAMAZU Evaluation quantitative de la réponse non-linéaire des sols lors du grand séisme Tohoku de 2011

    Vers une meilleure évaluation de l’aléa sismique : le non-linéaire est notre avenir.
    L’hypothèse d’un comportement linéaire des sols lors de mouvements sismiques forts est aujourd’hui dépassée. Une meilleure évaluation de l’aléa ne se fera qu’à travers la compréhension des mécanismes non-linéaires complexes intervenant lors de la réponse dynamique des sols.

    Caractérisation de la réponse non-linéaire et inversion des profils de sols linéaires équivalents.
    Le grand séisme de Tohoku est une opportunité exceptionnelle pour étudier le comportement complexe des sols car il a généré de fortes accélérations à plusieurs dizaines de sites. L’analyse des informations in-situ incluses dans les accélérogrammes enregistrés en surface et en profondeur permettra d’aborder la problématique du comportement non-linéaire des sols selon différents angles : Les problèmes tels que la variation de la fréquence prédominante de la fonction de transfert d’un site en fonction du temps ainsi que la détermination de colonnes de sols linéaires équivalentes lors du choc principal seront abordés.

    A court terme, les résultats du projet ONAMAZU auront une influence sur la recherche en matière de comportement non-linéaire 1D in-situ des sols au niveau national et international.
    A moyen terme, l’évolution vers des inversions 1D non-linéaires (i.e., et non plus 1D linéaire équivalent) ou vers des inversions 2D linéaire équivalent permettront d’élargir notre compréhension du phénomène complexe régissant le comportement dynamique des sols.



  • Reset Mini voie de biosynthèse des terpènes

    Développement d’une mini-voie de biosynthèse artificielle des terpènes.
    Le projet Reset vise à développer une mini-voie de biosynthèse artificielle des terpènes, implémentable au sein de microorganismes ou utilisable in vitro, dans le but de développer une voie d’accès simple, non-polluante et universelle à l’ensemble de ces composés naturels d’intérêt (caoutchouc, prenylated aromatics, caroténoïdes, sesquiterpènes, diterpènes…).

    Sous-traiter notre chimie aux microorganismes ou le concept d’usine cellulaire
    Les terpènes constituent la plus grande classe de composés naturels avec plus de 50000 structures différentes décrites à ce jour. L’homme exploite, des fois depuis fort longtemps, les propriétés physico-chimiques de certains de ces terpènes (menthol, huiles essentielles, caoutchouc, taxol, carotène…). D’une manière générale, la production de ces composés repose encore essentiellement sur leur extraction de la matière végétale (ce qui a souvent un impact négatif sur l’environnement), la chimie n’étant pas capable de produire à un coup raisonnable certains terpènes dont la structure est fort complexe. Une des possibilités pour contourner ce problème est de développer le concept d’usine cellulaire. En effet certains microorganismes sont déjà exploités par l’homme pour produire des composés d’intérêt comme l’éthanol grâce aux levures ou les antibiotiques grâce aux champignons filamenteux ou aux bactéries (actinomycètes). Grâce aux progrès de la génétique/biologie moléculaire/génomique il est actuellement aisé de cloner un ou plusieurs gènes codant autant d’enzymes impliquées dans une voie de biosynthèse, conduisant par exemple à la synthèse de la pénicilline, dans un microorganisme qui ne possède pas cette voie et lui faire ainsi produire le composé d’intérêt. Le but du projet Reset est d’appliquer ce concept d’usine cellulaire à la production par des microorganismes de différents terpènes d’intérêt mais, et c’est là l’originalité du projet, en n’utilisant pas les voies de biosynthèse des terpènes naturelles (car trop longues, trop d’enzymes impliquées) mais une voie de biosynthèse artificielle, beaucoup plus courte. Ceci est réalisé en assemblant dans une nouvelle voie de biosynthèse, des gènes codant pour des enzymes qui naturellement n’ont pas vocation à travailler de concert. Ce travail d’ingénierie métabolique a pour but d’établir une nouvelle méthode, simple et universelle d’accès aux différents terpènes naturels d’intérêt.



  • ASSORTMATE Spéciation adaptative: approche intégrative chez la souris.

    Reconnaissance sexuelle olfactive et spéciation
    Les êtres vivants se distinguent par la diversité de couleurs, sons et parfums utilisés dans leur communication sexuelle. Mais comment cette diversité évolue? Quel est son rôle dans l'apparition des espèces? Quel est le rôle de l'adaptation dans cette diversification? Quels sont les mécanismes proximaux comportementaux, olfactifs, génétiques en jeu dans la diversification des senteurs d'espèce?

    Comprendre l'évolution des senteurs d'espèces.
    Nous cherchons à mettre en évidence les mécanismes causaux et proximaux à l’origine de l’évolution des signaux olfactifs permettant la reconnaissance sexuelle spécifique. En particulier, nous nous intéressons à des situations où les populations qui divergent sont en contact, produisent des hybrides et échangent des gènes. Notre hypothèse de travail est que la reconnaissance sexuelle et l’homogamie (reproduction entre semblables) sont une réponse adaptative permettant d’éviter une hybridation couteuse (les hybrides ayant une plus faible fertilité). Nous étudions cette question chez la souris domestique, une espèce modèle bénéficiant de nombreuses études ayant produit une masse de connaissance et d’outils techniques sur lesquels notre étude repose. Ce modèle nous permet également de tester notre hypothèse dans des conditions naturelles, i.e. dans des populations de la zone hybride entre deux sous-espèces européennes de la souris. Notre étude est pluridisciplinaire permettant une approche intégrative pour répondre à notre question.



  • ARC2-ChromSCeD Adaptation de la cellule pour coordonner la ségrégation des chromosomes avec la division cellulaire

    ARC2-ChromSCeD
    Adaptation de la Cellule pour Coordonner la Ségrégation des Chromosomes avec la Division Cellulaire.

    Régulation du cycle cellulaire pour éviter l'aneuploidie
    La mitose est la dernière étape du cycle cellulaire durant laquelle des erreurs de ségrégation de chromosomes deviennent irréversibles. Des défauts de répartition du matériel génétique induisent la production de cellules filles contenant un nombre anormal de chromosomes encore appelées cellules aneuploïdes. L'aneuploïdie peut avoir des conséquences délétaires pour la cellule voire l'organisme entier; c'est une caractéristique des cellules cancéreuses. Des études récentes ont démontré que l'aneuploidie pouvait promouvoir la tumorigénèse ou bien l'inhiber selon les types cellulaires et le contexte génétique. Ainsi, la compréhension des mécanismes que la cellule développe pour empêcher cette aneuploïdie suscite un intérêt majeur.
    Un des mecanismes mitotiques encore peu elucidé est la manière dont la cellule peut coordonner la ségrégation des chromosome avec la contraction de l'anneau au niveau du site de clivage. Cette coordination est essentielle pour la repartition correcte du matériel génétique dans les cellules filles. Pendant l'anaphase, les microtubules émanant de chaque pôle tirent sur les chromatides soeurs via leur kinétochore, qui se trouve au niveau d'une petite région spécialisée du chromosome. Ainsi, pendant la ségrégation des chromatides, le kinétochore arrive en premier au pôle de la cellule et le bras de la chromatide suit mais traîne derrière. En parallèle, l'anneau contractile de cytocinèse se met en place à l'équateur de la cellule pour engendrer la division. Comment les cellules détectent que les chromosomes ne sont plus au niveau de l'équateur (encore appelé site de clivage) avant le début de la cytocinèse? L'absence de cette coordination entre ségrégation des chromosomes et division cellulaire pourrait entraîner la cassure de chromosomes présents au niveau du site de clivage par l'anneau contractile en fin de cytocinèse, et ceci serait détrimental pour l'organisme puisque ces cellules deviendraient aneuploïdes.



  • FASTcorrelation De nouvelles théories précises et efficaces pour la description de la corrélation électronique

    De nouvelles théories précises et efficaces pour la description de la corrélation électronique
    Depuis la découverte de la mécanique quantique (MQ), les chercheurs ont été captivés par le défi de résoudre l'équation de Schrödinger (ES). Plus récemment, l'amélioration des ordinateurs a joué un rôle fondamental dans l'application de la MQ pour comprendre et prédire les propriétés des matériaux. Cependant les informations contenues dans l'ES ne peuvent pas être facilement extraites et le développement de nouvelles méthodes numériques est essentiel pour traiter des systèmes plus complexes.

    Développement et application de nouvelles méthodes générales pour le calcul ab initio
    La mécanique quantique peut décrire de manière exhaustive la matière qui nous entoure et dont nous sommes composés. Cependant, les applications aux matériaux réalistes nécessitent des schémas numériques approximatifs qui impliquent un compromis entre précision et efficacité numérique. Ces deux propriétés sont essentielles pour faire face à la complexité des problèmes posés par les applications expérimentales et technologiques. Les approches numériques peuvent aider à interpréter les résultats expérimentaux et même à prévoir de nouveaux matériaux. Cependant, les approximations utilisées et la précision limitée des modèles peuvent souvent conduire à des idées fausses. En introduisant de nouvelles méthodologies précises et efficaces, le projet FASTcorelation va surmonter certaines de ces difficultés. Plus précisément le projet vise à développer de nouvelles méthodologies capables de:
    -Décrire l'état fondamental et les états excités dans le même cadre. En utilisant les fonctions de réponse, il est possible de calculer les propriétés de l'état fondamental avec l' «adiabatic connection fluctuation and dissipation theorem« (ACFDT) ou de calculer les propriétés des état excités dans le formalisme des fonctions de Green (par exemple en utilisant l'approximation GW).
    -Traiter dans le même schéma molécules, solides et nanostructures. Cela peut être réalisé en utilisant une base d'onde planes, qui inclut naturellement les conditions aux limites périodiques et peut traiter les molécules avec une supercellule.
    -Traiter des modèles réalistes de centaines d'atomes avec une précision contrôlée. Cette partie utilise des algorithmes efficaces basés sur la décomposition en valeurs propres de la matrice diélectrique.

    Le projet ne se limite pas à des développements purement théoriques ou numériques mais vise également à considérer des applications à des matériaux réalistes, comme par exemple les cristaux moléculaires, les matériaux utilisés en catalyse et les cellules solaires.



  • GENOBLOCK Mécanismes des voies fidèles de tolérance des lésions

    Tolérance aux dommages de l'ADN
    Etude de la génétique et des mécanismes moléculaires des voies fidèles de tolérance des lésions de l'ADN.

    Comprendre comment est régulé le choix entre voie fidèle et voie mutagène de tolérance des lésions
    Nous avons deux objectifs principaux: 1) Poursuivre l'étude génétique de la tolérance aux dommages de l'ADN et la compréhension des mécanismes moléculaires du DA chez la bactérie. Cette étude nous permettra de mieux comprendre la structure de la fourche de réplication qui rencontre une lésion et par conséquent les mécanismes de tolérance des lésions. En combinant des approches moléculaires in vivo avec une approche génétique, nous allons définir les facteurs responsables des différentes structures possibles de la fourche de réplication. En particulier, nous allons identifier les facteurs impliqués dans les processus fidèles de contournement des dommages et déterminer leur impact sur la structure de la fourche de réplication.
    2) Adapter le système aux cellules eucaryotes afin de mieux comprendre toute déréglementation dans l'équilibre entre TLS et DA qui peut conduire à l'instabilité génétique responsable de nombreuses pathologies. Grace à cette approche, nous allons pour la première fois observer les mécanismes de tolérance des lésions (à la fois TLS et DA) pour des lésions spécifiques dans le contexte chromosomique de cellules humaines. Nous serons donc en mesure de comprendre les mécanismes moléculaires de nombreuses pathologies liées à l'instabilité du génome. Ceci est très important car nous allons non seulement élargir les connaissances de base en biologie cellulaire, mais aussi car cette étude nous permettra de découvrir de nouvelles cibles pharmacologiques pour le traitement d'une variété de maladies liées à l’instabilité génétique.



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