Le financement sur projets au service de la recherche | ANR - Agence Nationale de la Recherche

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

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  • SUPREMATIE Amorçage d’exploSifs intrinsèqUes par des nanothermites : application de ce PRincipe à dEs Munitions à hAute énergie pour la protecTIon des forcEs de l’ordre

    Amorçage d’explosifs intrinsèques par des nanothermites : application de ce principe à des munitions à haute énergie pour la protection des forces de l’ordre.
    Le projet SUPREMATIE se propose d'étudier expérimentalement différentes nanothermites, en termes de sensibilités et de vitesses de réaction (ISL), afin de pouvoir modéliser la réactivité de ces nouveaux matériaux énergétiques et leurs effets sur des explosifs secondaires tels que la pentrite, l'hexogène et le CL-20 (Institut PPRIME). Des tests d'amorçabilité externe ou interne, serviront à développer des matériaux explosibles, destinés à garnir l'ogive de munitions à haute énergie.

    L'amorçabilité d'explosifs secondaires par les nanothermites : pour jeter les fondements de la pyrotechnie du futur et développer des matériaux énergétiques sur mesures.
    Les nanothermites sont des matériaux énergétiques jeunes dans l'histoire de la pyrotechnie ; leurs propriétés particulières en font des matériaux de choix pour de nombreuses applications exigeant une forte puissance. Les enjeux sont à la fois d'ordre scientifiques, réglementaires et sociétaux.

    1. Enjeux scientifiques : L'amorçage en détonation des explosifs secondaires exige un choc, souvent produit par un explosif primaire, ou une transition de la déflagration vers la détonation (phénomène moins bien défini). Les nanothermites ayant une réactivité intermédiaire, se situant entre celles des poudres et les explosifs, il est intéressant d'évaluer leur potentiel d'amorçage.

    2. Enjeux réglementaires : La réglementation européenne REACH restreint l'usage industriel de substances chimiques jugées dangereuses. Parmi celles-ci figurent les sels de plomb, pourtant indispensables à la fabrication de nombreux explosifs primaires. La substitution du plomb par des substances amorçage moins nocives serait une avancée majeure dans ce domaine.

    3. Enjeux sociétaux : L'amorçage des explosifs par les nanothermites permettrait de développer des détonateurs de sécurité qui seraient utilisés dans différents domaines tels que : la sécurité civile, l’industrie minière, le génie civil et les travaux publics, la sécurité automobile, les dispositifs pyrotechniques aérospatiaux, la pyrotechnie de divertissement et la sécurité informatique.

    Dans le cadre du projet SUPREMATIE, la mise au point de nanomatériaux explosibles, permettra de garnir les ogives de munitions en dotation dans les forces de l'ordre, afin d'accroitre de manière très significative l'énergie libérée à l'impact. Ces munitions à haute énergie (MuHE) seraient un atout précieux pour les forces de l'ordre puisqu'elle auraient une efficacité renforcée contre les malfaiteurs protégés et limiteraient les dégâts collatéraux, par l'absence de ricochets massifs. Enfin, les MuHE seraient utilisables dans les armes en dotation.



  • UshortNT Nanotubes de carbone ultra-courts : des nano-marqueurs proche-infrarouges pour le suivi de biomolécules dans des tissus vivants du cerveau.

    Des nano-sondes optiques pour l’étude des molécules dans des tissus vivants du cerveau.
    Il s’agira de réaliser pour la première fois la détection par microscopie optique et le suivi de molécules individuelles dans des tissus de cerveau vivants épais à l’aide de nanotubes de carbone ultracourts. Cette nouvelle approche pourra donc être transposée à de nombreuses questions biologiques.

    Détection de molécules individuelles dans des échantillons neuronaux épais.
    Ces dernières années, l'observation de molécules individuelles a révolutionné´ la microscopie optique. Ce domaine est promis à jouer un rôle décisif dans la compréhension de la biologie à l'échelle nanométrique. La microscopie de molécules individuelles souffre pourtant de limitations sérieuses qui interdisent actuellement de détecter des molécules individuelles dans des échantillons épais vivants en raison de l’importance de l’autofluorescence cellulaire dans le domaine visible. Pour ce faire, il est nécessaire de disposer de petits nanomarqueurs ayant des réponses optiques dans le proche infrarouge où l’interaction de la lumière avec la matière vivante est minimale. Nous proposons dans ce projet de réaliser de tels nanomarqueurs à l’aide de nanotubes de carbone.
    Nous avons montré ces dernières années qu’une application importante de la microscopie de molécules unique concerne l’étude du trafic des récepteurs de neurotransmetteurs entre sous-compartiments cellulaires. Ce trafic joue un rôle déterminant dans la physiologie neuronale, et plus particulièrement pour la plasticité´ synaptique. Or, souffrant des limitations évoquées plus haut, les approches actuelles sont inappropriées pour étudier les molécules dans des échantillons épais. Or, la dynamique des récepteurs dans des réseaux de neurones intacts (comme des tranches de cerveaux) reste à ce jour pratiquement inconnue. La retombée biologique principale de ce projet concernera donc la neurobiologie, mais plus généralement, il s’agira de réaliser pour la première fois la détection et le suivi de molécules individuelles dans des tissus vivants épais à l’aide de nanotubes de carbone ultracourts. Cette nouvelle approche pourra donc être transposée à de nombreuses questions biologiques.



  • DIMOCHA Des tendances contrastées de la mortalité aux futurs enjeux de santé publique

    Des tendances contraste´es de la mortalite´ aux futurs enjeux de sante´ publique (DIMOCHA)
    Pourquoi la santé et la survie progressent-elles rapidement dans certains pays alors qu’elles prennent du retard dans d’autres ? Il s'agit ici de mieux comprendre les divergences historiques de mortalité au sein des pays développés pour identifier les facteurs d’évolution et prévoir les défis sanitaires de demain. Une attention particulière sera donnée aux causes médicales de décès utilisées comme révélatrices des changements dans la longévité et les probabilités de survie.

    Comprendre les divergences d'espérance de vie en dépit d'évolutions mondiales favorables
    Des vagues successives de divergence et/ou convergence ont abouti à l'hétérogénéité actuelle des niveaux et profils de mortalité. Ces différences, très accusées au niveau mondial, existent également au sein des pays développés. Ainsi plusieurs vagues de divergence se sont récemment déployées de façon complexe à travers le monde moderne. Certaines populations doivent affronter des problèmes sanitaires particuliers, propres à chaque étape de la transition sanitaire. Ainsi les pays africains peinent à réduire efficacement la prévalence du VIH/Sida, du paludisme et de la tuberculose, tandis que les pays de l'ex-URSS sont incapables d'entrer dans la révolution cardio-vasculaire et de réduire le poids de la violence et de l'alcoolisme dans la mortalité des jeunes adultes. Certains pays à revenu élevé ont pris du retard dans la réduction de la mortalité aux âges les plus élevés. Ces évolutions préoccupantes et les facteurs qui les gouvernent méritent d'être sérieusement analysées d'une façon systématique. Le projet de recherche proposé vise à mettre en lumière les raisons pour lesquelles les différences de longévité observées entre pays se sont accrues à certains moments et pour certaines régions, alors qu'elles se réduisaient ailleurs et à identifier les freins aux progrès sanitaires dans des pays qui prennent du retard, malgré des performances économiques très positives.
    Une investigation poussée dans ce champ de recherche complexe passe obligatoirement par une analyse des évolutions des causes de décès sur le long terme, grâce à l'utilisation d'outils adéquates, appliqués à la fois à des pays européens et non européens.



  • MOTION Contrôle et prédiction du mouvement dans le champ terrestre gravito-inertiel

    Contrôle et prédiction du mouvement dans le champ gravito-inertiel
    Plusieurs forces (e.x., la gravité) agissent sur notre corps et le cerveau doit les prendre en compte pour produire des mouvements coordonnés, comme ceux que nous admirons chez les sportifs. Étonnamment, la question de savoir comment le cerveau traite ces forces pendant le contrôle des mouvements a été négligée. Nous avons construit un consortium pour déchiffrer les mécanismes neuronaux mis en œuvre par le SNC pour faire face spécifiquement à ces forces externes pour contrôler nos actions.

    Contrôle et prédiction du mouvement dans le champ gravito-inertiel
    Objectif général: Notre objectif est d'étudier comment les représentations internes des forces gravito-inertielles sont développées et utilisées par le cerveau pour contrôler les mouvements des bras.
    Objectifs spécifiques:
    (I) Il existe de plus en plus de preuves que le contrôle cortico-spinal diffère entre la contraction excentrique (le muscle s'allonge, dû à G) et la contraction concentrique (le muscle se raccourcit). Nous testons l'hypothèse que le contrôle des contractions excentrique et concentrique dépend des signaux liés à G, mais engage différemment le cortex moteur primaire et les circuits de la moelle épinière.
    (Ii) Un objectif ambitieux du projet MOTION est de découvrir les mécanismes neuronaux et fonctionnels sous-jacents au contrôle vestibulaire des mouvements des bras (tests chez des sujets en bonne santé et vestibulaires défectueux).
    (Iii) Grâce à la plasticité du système moteur, on peut s'adapter aux nouveaux champs G-I et montrer des mouvements précis après de courtes périodes d'exposition. Avec des expériences réalisées en micro- et en hyper-gravité, nous testons si le modèle interne nouvellement mis à jour, qui est considéré comme critique pour la planification du mouvement, peut également être utilisé par le cerveau pour contrôler les mouvements en cours.
    (Iv) Le dernier objectif du projet MOTION exploite la technique de simulation mentale pour étudier les forces G-I liées aux mécanismes prédictifs. Nous utiliserons l'IRMf pour déterminer si les régions cérébrales qui sont connues pour héberger la représentation interne de G (p. Ex., L'insula) sont recrutées pendant les mouvements mentaux soumis à G. Nous testerons également si l'entraînement mental des mouvements exposés aux forces GI pourrait conduire à une adaptation sensorimotrice.



  • DEFIMAGE Un grand défi pour l'imagerie par spectrométrie de masse

    Un grand défi pour l’imagerie par spectrométrie de masse
    L’imagerie par spectrométrie de masse TOF-SIMS (Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry) sera grandement améliorée en utilisant des agrégats massifs d’argon, permettant de pulvériser des échantillons biologiques, qui sont ensuite analysés par un faisceau d’agrégats de bismuth. L’analyse en profondeur utilisant deux faisceaux permet d’acquérir des images moléculaires pour la recherche médicale, et pour l’analyse chimique d’objets du patrimoine culturel.

    Faire de l’imagerie par spectrométrie de masse d’ions secondaires une méthode de choix pour l’analyse moléculaire en volume à l’échelle micrométrique
    Une nouvelle source d’agrégats massifs d’argon, qui délivrera des faisceaux d’agrégats constitués de milliers d’atomes d’argon sera évaluée selon trois directions : analyse en profondeur de sections minces de tissus, amélioration de la sensibilité, et nettoyage de la surface des échantillons par une pulvérisation douce des pollutions de surface avec les agrégats d’argon. Une attention particulière sera accordée à la migration possible des lipides pendant la décongélation sous vide des échantillons, ainsi qu’aux possibles effets de matrice induits par certains composés très spécifiques comme le cholestérol.
    La première utilisation de cette nouvelle méthode consistera à analyser la composition en profondeur de coupes de tissus recouverts par la matrice pour l’imagerie MALDI (Matrix-Assisted Laser Desorption-Ionisation), afin d’améliorer la compréhension des phénomènes de désorption-ionisation impliqués en MALDI, en particulier en imagerie.
    Puis deux applications sont consacrées à des domaines très différents. Une première application en recherche médicale se concentrera sur l’acquisition d’images ioniques d’artères remodelées, sélectionnées à partir d’échantillons complexes de poumons humains explantés de patients souffrant d’hypertension artérielle pulmonaire, comparés à des témoins, ainsi que de rats modèles, afin d’aider à la compréhension de la physiopathologie de cette maladie incurable.
    Enfin, dans le domaine du patrimoine culturel et de l’archéologie, la seconde application étudiera les pigments provenant d’échantillons de tableaux datant de la Renaissance au XXème siècle. Les données acquises aideront à caractériser l’utilisation et le mode de préparation des pigments et liants différents, l’origine des minéraux, la nature des liants, la synthèse chimique des composés, ou le mélange de différentes molécules organiques.



  • FAMAC Fondamentaux d’Allumage pour Moteurs à Allumage Commandé

    Fondamentaux d’Allumage pour Moteurs à Allumage Commandé pour le 95g CO2/km en Europe en 2020 et respectant les normes d'émissions les plus sévères
    Deux axes pour obtenir des gains en CO2 sont l'application de forts taux d'EGR afin d’augmenter le taux de compression et d’éloigner la limite de cliquetis et la combustion stratifiée. La stabilité d'initiation de la combustion est le facteur limitant pour ces modes de combustion.
    Les besoins d'allumage sont très dépendent du système de combustion considéré. La taille et la durée de l’étincelle et l’évolution temporelle de l’énergie transmise vers le gaz sont des paramètres prépondérants.

    Il est essentiel de comprendre la chaîne énergétique de l’électronique de puissance à travers l’arc jusqu’à l’initiation de la combustion.
    Pour développer un système d'allumage performant à un coût acceptable pour l’industrie automobile, il est important d’éviter toute rupture technologique en conservant les systèmes par arc. Il est essentiel de comprendre la chaîne énergétique de l’électronique de puissance à travers l’arc jusqu’à l’initiation de la combustion. Cette connaissance reste insuffisante aussi bien en milieu industriel qu’en recherche fondamentale.
    De nombreux modèles d’allumage se résument à un dépôt d’énergie, et même les plus sophistiqués ne rendent pas compte de tous les effets observés et couplés, voir même des principaux effets pour le motoriste. La difficulté réside dans la modélisation du plasma chaud et dans le couplage allumage – noyau. De l’état de l’art actuel et de nos expériences, il nous faut comprendre les mécanismes physiques et chimiques qui interviennent dans le dépôt de l’énergie nécessaire pour atteindre dans le volume d’allumage la température d’initiation de la réaction. De plus, une fois la réaction amorcée, il nous faut garantir la bonne propagation du front de flamme en tenant compte des pertes thermiques à la surface du noyau.

    Le verrou principal se résume par : «Quelles doivent être les caractéristiques de l’arc pour permettre une initiation optimale de la combustion de mélanges fortement dilués ?«

    FAMAC est donc un projet de recherche fondamentale qui vise à la compréhension de la physique de l’arc, du transfert de chaleur et de radicaux vers le gaz inflammable et de l'initiation de la combustion dans une approche intégrant différents niveaux de modélisation, de simulation et de validation expérimentale. Il permettra d’identifier les paramètres clés pour la conception des futurs systèmes d'allumage.



  • miRNAsandbrainaging Rôle des microARNs dans les déficits du comportement social associés au vieillissement

    Identification des nouveaux miARNs impliqués dans de fonctions cérébrales précises: de la molecule au comportement
    Nous cherchons à identifier les miARNs impliqués dans le déclin fonctionnel lié au vieillissement. Pour cela, notre stratégie consiste a:
    1. Phénotyper des souris jeunes et âgées afin d'identifier les individus présentant des déficits comportementaux
    2. Isoler l'ARN de différentes zones cérébrales de ces animaux et des animaux contrôle et analyser des changements moléculaires (miARN) sous-jacents
    4. Explorer la contribution des miARN candidats dans des circuits cérébraux spécifiques

    Identification des miRNAs associés au déclin fonctionnel dependant de l'âge et etude de leur rôle dans des domaines spécifiques de l'activité cérébrale
    Dans ce projet, nous cherchons à aborder des aspects fondamentaux de la biologie du cerveau, à savoir, quels mécanismes épigénétiques contribuent à contrôler de façon fine les fonctions cérébrales et comment ils opèrent. Les travaux de dernières années indiquent clairement que les ARNm pourraient être des acteurs clés dans la régulation de l'activité neuronale. Cependant, quels miARNs, dans quels réseaux et quels mécanismes moléculaires sont impliqués dans des activités cérébrales précises restent à déterminer.
    Notre projet vise, d'une part, à identifier des nouveaux miARNs impliqués dans des fonctions cérébrales précises et, d'autre part, à débloquer des verrous techniques qui ont empêché une étude approfondie des fonctions des miARNs dans le cerveau.
    En bref, nous essayons de répondre aux questions suivantes:
    1. Corréler les différences dans les niveaux de miARN aux differences performances comportementales afin d'identifier des miARNs candidats potentiellement impliqués dans des fonctions cérébrales définies
    2. Évaluer l'expression et l'homéostasie des miARNs candidats dans le cerveau dans le but de comprendre dans quelles zones du cerveau et dans quel type de cellule un miARN particulier est exprimé, à quels niveaux et comment son expression est contrôlée
    3. Inactiver les miRNAs définis et cibler de telles modifications sur des circuits neuronaux spécifiques afin que le rôle fonctionnel de ce miARN puisse être examiné.



  • BLINK Nanohybrides multi-luminescents à scintillation contrôlée pour la microscopie en super résolution, et le suivi de particule unique

    BLINK Nanohybrides multi-luminescents à scintillation contrôlée pour la microscopie en super résolution, et le suivi de particule unique
    Couronnées en 2014 par le Prix Nobel, les nouvelles méthodes non invasives de microscopies “super-résolues” en champs lointain font généralement appel à la « down conversion » où une lumière énergétique est utilisée pour exciter les sondes fluorescentes. L’objectif du projet Blink est d’exploiter l’”up-conversion”, phénomène non linéaire qui converti le rayonnement proche infrarouge (NIR) en lumières visible de façon non-cohérente.

    Le projet repose sur la préparation d’un nanohybride construit sur des nanoparticules upconverting ultra-petites entourées d’un polymère photochrome biocompatible.
    Le phénomène d’upconversion peut être observé dans des nanoparticules à base de lanthanides. En conséquence, le principe fondamental de notre projet est d’induire le clignotement de luminescence de telles particules grâce à une réaction photochimique réversible ayant lieu à sa surface. La combinaison de ce phénomène avec un “volet” photochrome devrait conduire à une scintillation non négligeable de l’émission, laquelle peut être analysée dans une approche stochastique (telle « SOFI ») pour amener à la super-résolution. Les particules doivent être suffisamment pour amener à la super-résolution, et le colorant doit être accordé des points de vue spectral et temporel, respectivement à la source de lumière (les nanoparticules) et au dispositif d’observation et d’analyse.



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