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

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  • multicom Conception de films moléculaires multi-commutables associant des unités photochromes et des complexes métalliques

    MULTICOM
    Les matériaux moléculaires commutables sont généralement adressables en deux états distincts à travers un stimulus externe, correspondant à une modification (réversible) de leur structure moléculaire et/ou de leurs propriétés physiques. Dans le cadre de ce projet, nous nous focaliserons sur des polymères de coordination incorporant une brique photo-isomérisable : la construction à façon de ces entités conduira à un large éventail de systèmes permettant d’optimiser les conditions de commutation.

    Conception de films moléculaires multi-commutables associant des unités photochromes et des complexes métalliques
    L'objectif du projet MULTICOM est de synthétiser des couches minces moléculaires multi-adressables à base de polymères de coordination intégrant des unités photochromiques dans leurs chaînes principales. Notre stratégie repose sur la fabrication directe de polymères de coordination organisés sur un substrat solide à l'aide du procédé couche par couche. Les métallo-polymères ciblées sont fabriqués à partir de différentes briques moléculaires qui possèdent des propriétés de commutation : ils associent l’unité photochrome diméthyldihydropyrène et des complexes de métaux de transition de type polypyridylique possèdant des propriétés redox et magnétiques. Ces matériaux sont sensibles à différents stimuli (lumière, électricité, variation de température) et leur état est suivi par différentes méthodes (électriques, optiques et magnétiques). Ce projet comprend trois grands axes complémentaires et interdépendants: 1) Synthèse et caractérisation de métallopolymères en solution, 2) fabrication et caractérisation de couches minces de polymères de coordination et 3) étude des propriétés de commutation des films.



  • ASGGRS Études des profils spectraux d’absorption de gaz à effet de serre en vue de leur télédétection

    Profils spectraux d’absorption de gaz à effet de serre pour leur télédétection.
    Malgré des progrès importants, les modèles de formes de raies restent la limitation principale pour la télédétection précise des gaz à effet de serre. Leur précision reste insuffisante pour la détection des sources et puits de ces gaz, posant la question du succès de certaines mesures satellitaires.

    Nouveaux outils spectroscopiques pour la télédétection des gaz à effet de serre.
    Le réchauffement climatique est un problème environnemental crucial pour notre planète. Une connaissance précise de la distribution des gaz à effet de serre dans l'atmosphère terrestre est de première importance pour des prédictions fiables de l'évolution du climat. Celle ci requière la quantification des sources et des puits de ces gaz ainsi que leur distribution spatio-temporelle à grande résolution et précision afin de séparer les variations naturelles des contributions humaines. Le but de ce projet est de fournir des outils spectroscopiques améliorés pour soutenir les recherches dévouées aux questions du réchauffement climatique en réduisant les incertitudes actuelles sur les formes de raies utilisés par télédétection. Cela devrait conduire à de nouveaux modèles (et logiciels) physiquement fondés et devrait permettre de comprendre les mécanismes influant sur les formes de raies, et ainsi ouvrir la voie à des prédictions fiables de leur contributions dans les spectres atmosphériques



  • HARB Auto-assemblage hierarchique de batonnets colloidaux biologiques

    Auto assemblage hierachique de bio- colloides
    Je travaille en physique expérimentale de la matière condensée. J'utilise colloïdes comme blocs de construction pour créer de nouveaux matériaux et attaquer des problèmes liés à l'auto-assemblage. Je compte sur la biologie pour extraire / synthétiser une nouvelle variété de bio-colloïdes. Une combinaison du génie génétique et de chimie me permet de peaufiné leurs propriétés. Je ne peux en particulier le contrôle de leurs géométrie et leurs interaction.

    De nouveuax Colloïdes pour de nouveaux matériaux
    Les biomatériaux ont souvent une hiérarchie structurelle en cascade du microscopique (angstrom-nanometer) au mésoscopique (microns) et macroscopiques (millimètre). Par exemple, à partir de notre propre recherche, nous avons montre qu'aux plus petits echelle de taille chaque virus est assemblé à partir d'un ADN qui est revêtu avec des milliers d'exemplaires de la protéine d'enveloppe principale. Aux échelles de longueurs mésoscopiques, des interactions attractives en raison de polymères non-adsorbantes condense une suspension diluée de virus en membrane colloidale, une monocouche en forme de disque de virus tous alignes selon leur longueur. Lors du mélange, tous les virus rapidement se fondent en une telle structure. Une paire de disques ainsi assemblee va se rencontrer du a l'attraction mutuelle lie aux polymères ce qui se traduit par l'assemblage d'un doublets sous torsion. Sur des échelles de temps plus longue ce processus de coalescence continue et produit des rubans dont la longueur peut atteindre le millimètre.
    Le but de mon projet de recherche est d'abord de concevoir la forme et l'interaction des biopolymère comme colloïdes (FD-virus) en utilisant la biochimie pour ensuite poser des question en physique de la matière condensée, c'est à dire élucider les voies par lesquelles ces cinétiques des particules allongées s'auto-assemblent.
    Je vais relier les propriétés mécaniques et optiques de ces structures macroscopiques aux détails microscopiques des colloïdes constitutifs en utilisant un ensemble de techniques bien adapté à la matière molle, la science des matériaux et de la biologie quantitative en général. Caractérisation des systèmes colloïdaux sur de nombreux longueur des échelles donnera les principes généraux de conception nécessaires à une approche «bottom up» et de l'ingénierie hiérarchique de nouveaux matériaux nano-structurés avec des propriétés structurales et mécaniques prédéfinis,



  • MECANOCAD Molecular and cellular mechanisms of mechanotransduction and mechano-sensing at cell-cell junctions

    Mechanotranduction of cell-cell contacts
    Mécanismes moléculaires et cellulaires de la mécanotransduction et de la mécanosensibilité des jonctions cellule-cellule à l'aide d'outils de micromécanique et de microfabrication et de méthodes optiques.

    Mécanotransduction et de la mécanosensibilité des jonctions cellule-cellule à l'aide d'outils de micromécanique et de microfabrication et de méthodes optiques.
    La façon dont les cellules sont capables de percevoir et d’intégrer les propriétés de leur environnement et de répondre pour maintenir l’homéostasie à l’échelle de la cellule, du tissu ou de l’organe reste une des question centrale de la biologie moderne. La réponse cellulaire aux signaux mécaniques est critique pour le développement et des protéines clé peuvent altérer la mécanique cellulaire conduisant par exemple à une augmentation incontrôlée de la migration cellulaire. L’étude de la réponse mécanique des cellules adhérant à la matrice ou aux autres cellules et de l’adaptation des contacts cellulaires au stress mécanique imposé par l’environnement devrait permettre de déterminer le rôle de ces protéines clé dans l’adhésion et la migration des cellules normales et malades. Cependant, la transduction du stress mécanique comme signal perçu par la cellule a été sous-estimé par des générations de biologistes. Cette mécano-transduction est intimement associée aux processus d’adhésion cellulaire localisés aux contacts cellule/matrice extracellulaire et cellule/cellule. Bien que le stress mécanique, au travers de son effet sur la tension intracellulaire, ait été mis en avant il y a plusieurs décades pour son action régulatrice sur la forme, la migration et la différenciation des cellules, pratiquement rien n’est connu au sujet de la mécano-transduction aux contacts intercellulaires. L’objectif de notre projet est de déterminer comment les ligands intercellulaires principaux des jonctions intercellulaires de types adherens: les cadhérines et protéines associées, perçoivent et s’adaptent au stress mécanique tout en le transmettant de cellule en cellule dans le contexte de tissus épithéliaux.



  • BISTA-MAT Bistabilité magnétique dans de nouveaux systèmes moléculaires à base de ligands anioniques pontants

    Bistabilité magnétique dans de nouveaux systèmes moléculaires à base de ligands anioniques pontants.
    Le projet BISTA-MAT s’inscrit dans le domaine de l’électronique moléculaire, et plus particulièrement dans le domaine de la bistabilité moléculaire qui est considérée comme la base principale pour la prochaine génération des dispositifs de stockage de l'information.

    Le projet BISTA-MAT, situé dans le domaine de l’électronique moléculaire, propose la conception de nouvelles générations de matériaux commutables se caractérisant par des structures polymériques.
    Le projet BISTA-MAT, regroupant quatre équipes françaises complémentaires et reconnues dans leurs domaines respectifs (Brest : Partenaire 1, Nancy : Partenaire 2, Bordeaux : Partenaire 3 et Versailles : Partenaire 4), concerne la conception de nouveaux matériaux moléculaires à structures étendues possédant la propriété de bistabilité magnétique. Les objectifs principaux concernent :
    1 - l’optimisation des caractéristiques de la transition de spin comme la coopérativité et la largeur des hystérésis ;
    2 - l’allongement de la durée de vie des états Haut Spin (HS) métastables photo-induits ;
    3 - la combinaison synergétique, dans le même matériau moléculaire, de la transition de spin et d’une seconde propriété telle que l’interaction ou l’ordre magnétique.
    Pour atteindre ces trois objectifs ambitieux, nous avons proposé l’utilisation d’anions polynitrile potentiellement pontants, dotés d’un système hautement conjugué et pouvant former des radicaux. A ce jour, de nombreux matériaux moléculaires à transition de spin ont été synthétisés et décrits dans la littérature, mais l'impact des ligands anioniques connectant les centres métalliques actifs, sur les propriétés de commutation n’a jamais été étudié. Ainsi, l’association de ces ligands anioniques, originaux et variés, aux co-ligands contraignants appropriés conduira à la synthèse de nouvelles générations de matériaux à transition de spin pour lesquels l’étude détaillée des propriétés physiques permettra de répondre aux trois objectifs principaux (1-3).



  • ETHIOMAP Cartographic Sources and Territorial Transformations of Ethiopia since the Late 18th Century

    Ethiomap: sources cartographiques et transformations territoriales de la Corne de l'Afrique depuis le 17e siècle
    Le projet ETHIOMAP propose la consultation et l’indexation en ligne d’une sélection de cartes de la Corne de l'Afrique depuis le 17e siècle. Ces outils numériques visent à développer l'analyse critique des sources cartographiques pour comprendre les structures territoriales de cette région, leur durabilité et leurs dynamiques de transformation, en examinant notamment les transactions entre savoirs locaux, techniques de description scientifique et pratiques de contrôle politique

    Etudier les cartes comme sources historiques
    L'histoire de l'Afrique du Nord-Est se caractérise par de riches corpus de documents politiques, religieux et culturels, comprenant les historiographies écrites anciennes du royaume chrétien d'Éthiopie et d'émirats musulmans voisins, mais aussi des historiographies orales des sociétés méridionales organisées en royaumes ou «républiques tribales«. Les représentations cartographiques de ces territoires ont été produites par des chercheurs étrangers et coproduites par des informateurs et des collaborateurs locaux souvent anonymes, tels que des savants, commerçants ou fonctionnaires. Au 17e siècle, lorsque les modèles mathématiques définissant la cartographie moderne ont été inventés, l'Afrique du Nord-Est était la région la mieux cartographiée d'Afrique - contrairement aux autres régions d'Afrique dont seuls les contours littoraux étaient connus. Au 19e siècle, des cartes présentant les progrès des explorations et des études géographiques sur cette région ont été imprimées et largement diffusées. Des cartes plus spécialisées et moins distribuées ont été produites à des fins scientifiques ou militaires. D'importantes innovations technologiques ont été réalisées pour le traitement des données améliorer l'impression des détails. Cependant, dans les études historiques et anthropologiques de la Corne de l'Afrique, les sources cartographiques sont souvent négligées ou utilisées sans un effort critique suffisant. Une connaissance floue et incomplète des processus de construction et d'appropriation des territoires et de leur fixation sur les cartes n'est pas sans conséquences sur les défauts de compréhension des territoires et des identités qui leur sont associées. Alors que les questions liées aux frontières internationales, leurs constructions et leurs transformations ont été abondamment discutées, il n'y a pas assez de travaux pour éclairer l'évolution des structures territoriales des États contemporains dans la Corne de Afrique depuis le milieu du 19e siècle.



  • FLUORCAT Fluoration catalytique d'aromatiques chlorés : synthèses d'intermédiaires fluorés pour l'industrie pharmaceutique et agrochimique

    Synthèse catalysée d'intermédiaires fluorés pour l'industrie pharmaceutique et agrochimique
    Ce projet s’inscrit dans le cadre de la recherche de nouvelles réactions de fluoration catalytique sélectives et de proposer des systèmes catalytiques originaux adaptés pour mettre en œuvre efficacement la réaction de substitution aromatique Cl/F en phase gaz en utilisant HF comme agent de fluoration.

    Contexte général et objectif du projet
    Ce travail s’inscrit dans le cadre du développement de réactions de fluoration catalysées de chloropyridines en phase gaz en utilisant des fluorures métalliques comme catalyseurs et HF comme agent de fluoration. En effet, jusqu’à présent, ces molécules fluorées qui entrent dans la synthèse de molécules plus élaborées ayant des applications à visée thérapeutique et/ou phytosanitaire, sont préparées en phase liquide en présence d’agent fluorant tel que KF. Ces procédés non catalytiques
    conduisent à des rejets salins non valorisables. En revanche, très peu de travaux dans la littérature décrivent de telles réactions. Dans ce contexte, à partir d’une recherche à caractère fondamental, ces travaux ont pour objectif de constituer une banque de données permettant d’établir des relations entre les propriétés du catalyseur et la réactivité du substrat chloré. Ceci a pour but de mettre au point de nouvelles réactions de fluoration par substitution nucléophile aromatique dans des conditions
    sélectives. Par conséquent, il est nécessaire d’établir les règles de base déterminant les conditions de fonctionnement et la formulation de catalyseurs pour l’adapter en fonction de la réactivité des substrats
    chlorés.



  • CALYpSO IMPLICATIONS ECOLOGIQUES ET BIOGEOCHIMIQUE DES GLYCOSIDASES ASSOCIEES AUX VIRUS MARINS

    Exploration et role des polysaccharidases virales pour le fonctionnement des ccéans
    Les virus induisent un flux de carbone majeur dans l’océan. Toutefois, il n’existe aucune information sur la nature des mécanismes moléculaires qui conditionnent et qui régulent les interactions virales dans l'océan. Ainsi, bien que l’importance des virus est sans équivoque, leurs activités ne sont pas inclues dans les modèles de prédiction climatique. CALYpSO propose d’explorer l’implication des polysaccharidases virales dans la régulation des activités des virus et la biogéochimie océanique.

    CALYpSO propose d’explorer l’implication des polysaccharidases virales dans la régulation des activités virales et la biogéochimie océanique.
    L'objectif principal de CALYPSO est d'explorer l’implication des polysaccharidases virales dans la régulation des activités des virus et la biogéochimie océanique. Pour répondre à cette question, nous développerons une approche intégrée du gène à l'écosystème pour tester l'hypothèse que les poysaccharidases virales sont répandues dans l'océan et influencent le fonctionnement de la communauté planctonique et plus globablement du cycle du carbone. Pour ce faire, nous nous attacherons à:
    - caractériser la diversité moléculaire et fonctionnelle des polysaccharidases virales
    - déterminer comment ces enzymes influencent les traits de vie des virus marins
    - évaluer comment le fonctionnement de la chaine alimentaire est impactée par les activités enzymatiques virales
    Estimer la contribution relative des virus et des bactéries pour le recyclage des polysaccharides dans l'océan



  • Nano-DSC Nano DSC : Nanocalorimétrie différentielle à balayage pour des applications en sciences du vivant et nanosciences

    Nanocalorimètre différentiel à balayage destiné à la mesure d’échantillons biologiques de volumes de l’ordre du microlitre.
    Dispositif nanocalorimétrique innovant à la limite ultime de l’instrumentation en calorimétrie ultra sensible. Réalisation d’un prototype de nanocalorimètre différentiel à balayage (DSC) pour des applications en sciences du vivant, en biophysique ou en nano-sciences, domaines dans lesquels le volume d’échantillon à analyser est crucial.

    Nanocalorimètre à très haute résolution permettant des vitesses de rampe ultra rapides pour l'analyse de très petites quantités d’échantillon
    Le projet concerne la réalisation d’une nouvelle génération d’instrument miniaturisé de nanocalorimétrie différentielle à balayage (nano-DSC) pour des applications en biophysique ou nanoscience; les points clés se déclinent en 3 axes distincts :
    * La résolution : grâce à une électronique spécifique bas bruit intégrée au capteur, l’instrument possède un rapport signal sur bruit inégalé de par le monde.
    * Le volume d’échantillon : Les échantillons liquides sont contenus dans des micro-containers de volumes compris entre 1 µl et 10 µl.
    * Les rampes de température : le microcapteur possède une capacité calorifique très faible (environ 1 mJ/K) notamment grâce à l’utilisation de couches minces résistives et des technologies de la microfabrication, ce qui permet des rampes de température élevées, de 1°C/min jusqu’à 50°C/min.

    Ces trois aspects sont fondamentaux pour des applications potentielles en biophysique, pharmacie ou nanosciences, domaines pour lesquelles la possibilité d’analyser de faibles quantités d’échantillons dont les signatures thermiques sont en général ténues, est primordiale. L'objectif à l'issue de ce programme est la réalisation d'un démonstrateur et la publication de premiers résultats scientifiques portant notamment sur la dénaturation thermique de protéine en partenariat avec nos partenaires biophysiciens.



  • AF ElectroCoatings Nouveaux revêtements électroactifs pour inhiber l'adhésion du biofilm marin sur des structures immergées en mer

    Nouveaux revêtements électroactifs pour inhiber l'adhésion du biofilm marin sur des structures immergées en mer
    Tout matériau immergé dans l'eau de mer subit la colonisation par toute sorte d’organismes vivants microscopiques et macroscopiques. Cette colonisation, connue sous le nom de salissures marines, est à l’origine de lourdes conséquences, telles que la surconsommation de carburant pour les navires, l’obligation de carénage et l’affaiblissement des signaux de sonars. Pour les instruments de mesure type capteurs, l'adhésion de tels organismes marins entraîne une dérive des relevés.

    Développement de nouveaux revêtements anti-salissures marines
    Face à toutes ces altérations, des peintures anti-salissures marines sont couramment utilisées sur les coques de bateau dans les domaines de la plaisance, de la marine marchande et de la marine militaire. Depuis les années 60, les peintures organostanniques auto-polissantes ont connu un succès international de par leur efficacité en modes statique et dynamique, et de par leur durée minimale d'action estimée à 5 ans. Possédant un large spectre d’activité, ces composés organostanniques se sont révélés très efficaces mais toxiques vis-à-vis d’organismes marins non visés.
    De nouveaux revêtements plus respectueux de l'environnement marin seront développés dans ce projet interdisciplinaire. L'objectif est de préparer de nouveaux revêtements anti-salissures efficaces sur de longues périodes, avec peu de composés organiques volatils et en limitant l’utilisation de biocides.



  • WarHol Les glaciers dans un monde en réchauffement : enseignements des enregistrements Holocènes obtenus à partir du nouvel outil de datation « carbone-14 in situ »

    Les glaciers dans un monde en réchauffement : enseignements des enregistrements Holocènes obtenus à partir du nouvel outil de datation « carbone-14 in situ »
    Nous implantons en France le nouvel outil de datation “carbone-14 in situ” et avons établi au CEREGE un nouveau groupe de recherche consacrée à des questions fondamentales sur le retrait glaciaire suite aux changements climatiques.

    Comment les glaciers ont-ils réagi aux paléo-chauffements de l'holocène ?
    Le retrait quasi global des glaciers de montagne est un des effets parmi les plus visibles et inquiétants du réchauffement global. Quelles en seront les conséquences environnementales et sociétales à court et long terme ? Les glaciers répondent de façon sensible aux petites variations climatiques, particulièrement de température, mais aussi des précipitations. Comprendre le lien entre la dynamique des glaciers et le climat au cours de l’Holocène, la période interglaciaire actuel (les dernières ~11 500 années), permet d’évaluer les effets du changement climatique actuel sur les glaciers, puisque l’Holocène est caractérisé par des variations climatiques d’amplitude modérée avec des conditions climatiques similaires à l’actuel. Il a été montré que l’Holocène moyen était dominé par des longues périodes chaudes avec des températures qui étaient probablement plus élevées qu’aujourd’hui. Comment les glaciers ont-ils réagi aux paléo-chauffements ? Se sont-ils rétractés à des positions plus petites qu’aujourd’hui ? Tous les glaciers se sont-ils rétractés pendant la même durée ? Si oui, pendant combien de temps et quelle est la signification pour le retrait actuel ? Les dépôts glaciaires préservés, en particulier les moraines, sont les témoins de la réponse des glaciers aux refroidissements passés et font l’objet de recherches exhaustives. La réponse glaciaire aux réchauffements, comme ceux pendant l’Holocène moyen, est beaucoup plus difficile à reconstruire, puisque les traces géologiques ont été détruites par les avancées glaciaires pendant l’Holocène supérieur.



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