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

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  • NANODYN Dynamique multi-échelle des chaînes et des charges dans les nanocomposites

    Dynamique multi-échelle dans des nanocomposites à matrice polymère
    Le but de ce projet est d'améliorer la compréhension des proprités dynamiques multi-échelles dans des nanocomposites d'intérêt industriel, constitués d'un renfort industriel et d'un polymère utilisé dans l'industrie pneumatique. Déterminer la structure et la dynamique du matériau aux différentes échelles, et leur impact sur les propriétés macroscopiques est un challenge pour la science fondamentale, une nécessité économique pour l'industrie, et un impératif écologique pour notre société.

    Comprendre les phénomènes à l'origine du renforcement mécanique et des processus de dissipation dans des nanocomposites d'intérêt industriel.
    La discussion actuelle sur la réglementation Européenne limitant les émissions de CO2 des voitures rappelle qu’il est urgent de diminuer la part due aux pneumatiques, qui s’élève à environ 20%. La dissipation visqueuse – en partie à l’origine de la consommation d’essence, et donc de l’émission du CO2 – mais aussi d’autres propriétés comme la tenue de route des pneumatiques dépendent des modes de relaxation de ces matériaux nanocomposites à des échelles de temps (ou de fréquence) très différentes. Ces matériaux – il s’agit de polymère avec inclusions de nanoparticules, e.g. silice – ont un comportement macroscopique complexe : la dissipation, par exemple, est décrite par la rhéologie, mais sa compréhension nécessite la prise en compte de mécanismes de relaxation ayant leur origine dans des processus un facteur 10^10 fois plus rapides.
    L’objectif de ce projet est d’étudier un système proche de l’application industrielle, basé sur un polymère styrène-butadiène avec une silice industrielle, c’est-à-dire fortement agrégée. Pour comparaison, nous étudierons en parallèle un système de référence, chimiquement similaire mais contenant des nanoparticules de silice sphériques et bien définies en taille. Après une étape de formulation des échantillons des deux types, suivie d’une caractérisation structurale basée sur une approche quantitative combinant la diffusion de rayonnement et la microscopie électronique, nous proposons une combinaison de sept approches expérimentales (rhéologie, spectroscopie diélectrique, diffusion dynamique de la lumière, microscopie à force atomique, résonance magnétique nucléaire, corrélation de photons X, diffusion quasi-élastique des neutrons ) afin de cerner le caractère multi-échelle de la dynamique de ces nanocomposites, permettant de comprendre les relaxations dissipatives.



  • ELVULMED Rôle des activités d’élevage dans les processus d’adaptation et de réduction de la vulnérabilité des sociétés méditerranéennes face aux changements globaux

    L’élevage dans les processus sociaux et spatiaux d’adaptation face aux changements globaux
    Le bassin méditerranéen est confronté à d'importantes pressions naturelles et humaines. L’élevage a toujours joué un rôle structurant de l’espace et de l’économie des ménages, notamment grâce à sa capacité d’adaptation aux conditions difficiles. Le projet ELVULMED propose de comprendre les rôles des activités d’élevage dans la réduction de la vulnérabilité à l’échelle des ménages et du territoire.

    Rôles de l’élevage dans la réduction de la vulnérabilité et les processus d’adaptation
    Le bassin méditerranéen est confronté à d'importants changements de son environnement : urbanisation et pression démographique sur les ressources naturelles (sol, foncier, eau) ; changement climatique marqué par une aridification du milieu. Le projet exploratoire ELVULMED vise à analyser les rôles des activités d’élevage dans la réduction de la vulnérabilité à l’échelle des ménages et du territoire face au changement global et à identifier les principaux déterminants des processus d’adaptation à partir de deux études cas en région Provence-Alpes-Côte d’Azur (PACA, France) et Matrouh (NWCZ, Egypte). Le projet doit permettre d’intégrer les différentes approches et échelles de la vulnérabilité pour développer un modèle conceptuel sur les processus d’adaptation face au changement global dans les territoires d’élevage de la Méditerranée. Pour cela, le projet propose de confronter une analyse systémique de la vulnérabilité à l’échelle des ménages et des territoires, une analyse des changements historiques qui ont affecté l'utilisation des ressources et une analyse des représentations et perceptions des enjeux à venir. Les scénarios sur les processus d’adaptation serviront à identifier de futures actions de recherche et de développement avec les collectivités locales et/ou nationales associées au projet.



  • POLCELL La politique du vivant : étude de la genèse et de la réception de la théorie cellulaire en France et en Allemagne, ca.1800-1900.

    La politique du vivant
    Etude de la genèse et de la réception de la théorie cellulaire en France et en Allemagne, ca. 1800-1900

    Pour une histoire longue durée de la théorie cellulaire
    Le projet cherche à proposer un nouveau regard sur la genèse et le développement de la théorie cellulaire au XIXe siècle. Un premier axe du projet visera à établir la généalogie des catégories centrales de la théorie cellulaire (« individu », « universalité », analogie organisme/société) entre 1800 et la publication des travaux de Schwann (1839) et ceci, dans une perspective franco-allemande. Le deuxième axe du projet sera orienté vers la réception de la théorie cellulaire en France, entre 1838 et 1900, en privilégiant deux lieux, Strasbourg et Paris et en s'intéressant aux interactions entre différents champs de savoirs comme la botanique, la physiologie, la médecine et la sociologie. La question principale du projet est d'examiner de manière approfondie les nombreux enchevêtrements entre la théorie cellulaire et le contexte politique dans lequel elle évolua. Ceux-ci seront envisagés comme un processus de co-construction qui produisit, au XIXe siècle, un nouvel ordre de la nature et du politique. À partir de comparaisons transnationales et transdisciplinaires, le travail mené en collaboration par les équipes française et allemande permettra de cerner les similitudes et les divergences entre des conceptions politiques et philosophiques, des facteurs épistémologiques et des pratiques de recherche qui ont marqué la genèse et le développement de la théorie cellulaire. Enfin, la démarche comparée visera à promouvoir le dialogue entre historiens des sciences des deux pays.



  • MemoryTrack Dynamiques des interactions hippocampo-corticales au cours de la formation des souvenirs récents et anciens: bases comportementales, cellulaires, moléculaires et fonctionnelles

    A la recherche de la trace mnésique : de la formation à la stabilisation des souvenirs
    Décrypter la nature et la dynamique des interactions neuronales et vasculaires au sein de l’interface hippocampo-corticale responsable de la formation et de la stabilisation des souvenirs, deux processus qui sont altérés dans les maladies neurodégénératives

    Comment notre cerveau archive-t-il les souvenirs?
    Une question fondamentale dans le domaine des Neurosciences Cognitives est de comprendre comment notre cerveau est capable de former et de conserver durablement les souvenirs. Chez l'Homme, le souvenir des faits et des événements (mémoire déclarative) dépend initialement de l'hippocampe. Des approches multidisciplinaires ont permis d'élucider nombre des mécanismes cellulaires et moléculaires qui sous-tendent la formation de ce type de souvenirs au sein des réseaux neuronaux hippocampiques. Cependant, alors qu'ils se stabilisent, ces souvenirs deviennent progressivement indépendants de l’hippocampe pour être stockés dans des régions corticales. Nos connaissances de la dynamique des interactions hippocampo-corticales impliquées dans la consolidation des informations au sein de réseaux corticaux distribués et les processus d’oubli restent toutefois très parcellaires. L’élucidation de ces mécanismes corticaux est au cœur de notre projet MemoryTrack. Les expériences proposées permettront d’examiner, de façon systématique, les facteurs comportementaux, anatomiques, électrophysiologiques et moléculaires qui sous-tendent la formation des souvenirs récents et anciens. L'intégration de ces données permettra une meilleure compréhension de la façon dont notre cerveau organise les souvenirs et contribuera à l'identification de nouvelles cibles moléculaires pour le développement de stratégies thérapeutiques visant à pallier les déficits mnésiques liés à l'âge et aux maladies neurodégénératives.



  • METRO Modulation d’ENSO par la variabilité intrasaisonnière dans le Pacifique tropical et impact du changement climatique

    METRO
    Modulation d’ENSO par la variabilité intrasaisonnière dans le Pacifique tropical et impact du changement climatique

    PROGRAMME SCIENTIFIQUE ET STRUCTURATION DU PROJET
    The goal of this proposal is to investigate the influence of intraseasonal (ISO) wind and heat fluxes variability on the predictability of the coupled ocean-atmosphere system in the tropical Pacific.
    A first objective of this proposal will be to describe the ISO air-sea flux properties in both observations in in-house CGCMs. Previous studies have shown that changes in the background state of the ocean-atmosphere itself (may it be due to ENSO itself, the seasonal cycle or climate change) influence the intensity and spatial impact of air-sea flux perturbations. We will also examine this relation between ISO perturbations and the background state in model and observations, in order to determine if this control of stochastic atmospheric forcing by ENSO itself brings additional predictability.
    A second objective of this proposal is to examine how variations of the background state of the tropical Pacific influence the response of the coupled system to ISO variability, as suggested by the very diverse response to ISO perturbations in CGCM experiments. Whereas some aspects of these questions have already been explored for the dynamical response to ISO perturbations in the central Pacific, an innovative aspect of this project will be to also investigate response to heat fluxes, and response in the eastern Pacific. The interannual heat flux feedback in the eastern tropical Pacific ocean was indeed recently shown to have a key role in ENSO amplification in coupled GCMs but the impact of intraseasonal heat and momentum fluxes in the eastern Pacific on ENSO remains largely unknown.
    The last objective of this proposal is to examine more particularly how changes in the ocean-atmosphere background state induces by climate change (as diagnosed from IPCC-scenarios) can affect ISO variability and its impact on ENSO.
    The present project aims at exploring these scientific questions using both observations and models.



  • STILISM Structure du Milieu Interstellaire Local par Inversion

    STILISM
    Structure du Milieu Interstellaire Local par Inversion

    Constuire une carte réaliste de la distribution 3D du milieu interstellaire local
    Nous proposons une reconstitution en trois dimensions, réaliste et détaillée de la matière interstellaire (MIS) au voisinage du soleil, dans un kiloparsec-cube environ. Cette distribution de gaz et poussières, basée sur l’inversion de mesures limitées en distance et leur combinaison avec les mesures intégrées des cartes 2D, serait un nouvel outil utile à l’analyse de diverses observations astronomiques et pourrait être intégrée dans les modèles Galactiques à plus grande échelle de gaz, poussières et champ de radiation qui manquent de positionnement précis des nuages au voisinage du Soleil.
    Cette distribution 3D du MIS représenterait une étape préparatoire vers la carte galactique 3D complète qui sera rendue possible grâce à la mission Gaia de l'ESA et ses relevés sol complémentaires. Une carte 3D détaillée du MIS augmentera fortement le retour scientifique de Gaia en fournissant les histoires combinées des étoiles et du MIS et est par ailleurs indispensable pour briser les dégénérescences température-rougissement dans le cas des objets faibles et distants. Le travail que nous proposons permettrait de développer et tester de nouvelles méthodes d'analyse spectrale, de techniques d'inversion et de combinaison de données 3D et 2D qui seraient directement applicables aux cartographies futures à plus grande échelle. Il bénéficierait opportunément des nouvelles mesures du relevé spectroscopique Gaia-ESO et du projet ESO-AMBRE, en complément d'autres archives.



  • GLAM Altération des verres de vitraux et des pierres calcaires: une méthodologie innovante pour étudier les mécanismes et les cinétiques

    Comprendre et prévoir l'altération des matériaux du patrimoine: cas des vitraux et des pierres calcaires
    Dans le contexte de la préservaton du patrimoine culturel et du changement climatique, le projet GLAM vise à étudier l'altération de deux matériaux utilisés dans le patrimoine bâti et exposés à un environnement urbain en perpétuelle évolution.

    Comprendre l'altération des verres de vitraux et des pierres calcaires pour proposer une meilleure gestion du patrimoine bâti
    Les matériaux exposés à un environnement urbain sont soumis à des processus d’altération, qui dépendent de l’évolution des conditions environnementales (urbanisation densifiée, changements environnementaux). Dans ce contexte, les recherches axées autour du développement durable sont devenues un enjeu majeur. De plus, le bâti n’est pas limité à des constructions récentes, mais concerne également des constructions anciennes que l’on a souhaité préserver dans un but culturel et touristique. Leur conservation constitue donc un défi environnemental, économique et culturel. Ainsi, le projet GLAM vise à modéliser les processus d’altération de deux matériaux (les verres de vitraux et les pierres calcaires) utilisés dans des monuments historiques exposés à une zone urbaine. Ce projet interdisciplinaire rassemble des scientifiques de différentes communautés (patrimoine culturel, sciences de l'environnement, des matériaux, de la physique et de la géochimie) afin de proposer une méthodologie innovante visant à comprendre l'altération des matériaux du patrimoine bâti et à développer des modèles d'altération permettant d'évaluer l'impact des changements climatiques et de la pollution sur leur altération. Ainsi, les résultats du projet GLAM auront des retombées majeures dans la communauté des sciences de l'environnement et de la conservation. Ce projet permettra d’élaborer des stratégies plus adaptées pour la préservation du patrimoine culturel. De plus, il fournira des outils d’évaluation de l'impact de la pollution sur le bâti, cet axe étant devenu un critère dans les politiques de réduction et de prévention de la pollution.



  • ModElast Sensibilité des cellules aux propriétés élastiques de la matrice extracellulaire: étude des réponses cellulaires individuelle et collective à une modulation spatiale 2D ou 3D de la rigidité.

    Adaptation des cellules à leur environnement mécanique: organisation, adhésion, migration et guidage cellulaires induits par un gradient d'élasticité
    étude des réponses cellulaires individuelle et collective à une modulation spatiale 2D ou 3D de la rigidité

    ...
    La découverte que les cellules animales sentent les propriétés mécaniques de leur environnement a ouvert de nouvelles opportunités pour l'ingénierie tissulaire. L'organisation spatiale de cellules, leur guidage, le tri cellulaire pour le diagnostique médical, ou la différentiation sélective spatialement organisée de cellules souches sont des applications aujourd'hui réalisables en utilisant la réponse cellulaire à un gradient d'élasticité. Ces dernières sont devenues techniquement accessibles grâce à un procédé que nous avons récemment mis au point dans notre laboratoire : la fabrication de matrices extracellulaires synthétiques possédant une élasticité contrôlée et spatialement modulable, de l'échelle subcellulaire à l'échelle multicellulaire. Cependant, comment et pourquoi les cellules réagissent de la sorte à leur environnent mécanique et transforment cette information en divers processus d'adaptation reste une inconnue. Ceci limite notre efficacité à développer des outils qui utilisent la sensibilité des cellules aux gradients de propriétés mécaniques. L'objectif de notre projet est d'apporter un éclairage sur les mécanismes à l'origine de l'organisation cellulaire sur de telles matrices extracellulaires. Nous abordons cette problématique pour des cellules isolées ou organisées en tissus, évoluant dans un environnent 2D ou bien 3D.



  • NORM-ATIS Nouveaux standards pour développer des services de mobilité intelligents

    Développer les outils de représentation des flux multimodaux de voyageurs à partir de données de mobilités hétérogènes
    Le projet ambitionne de permettre la visualisation d'informations hétérogènes, issues des flux de déplacements sur un territoire. Ainsi, il s'attache à collecter des données multi-sources (données de téléphonie mobile, de capteurs intégrés aux véhicules, d'institutions publiques ou encore d'outils collaboratifs), à les normaliser, à les stocker puis à les modéliser au sein d'un outil d'aide à la décision, pour les besoins et l'optimisation des transports, à destination des collectivités.

    Collecter, normaliser et modéliser la donnée de mobilité pour comprendre et mieux agir sur les territoires.
    La construction d'une ville durable remet en question tous les acteurs de la ville : les pouvoirs publics, les entreprises, les organismes de planification, transport, etc... La résolution des problèmes systémiques de la ville durable exigera une appréhension multidimensionnelle et multi-échelle de la mobilité afin d'y répondre. L'une des toutes premières étape consiste à structurer les données sur la mobilité de manière automatisée et reproductible, territoire par territoire puis à l'échelle nationale et européenne.
    C'est pourquoi le processus de collecte de données de mobilité, leur traitement, la mise en place de nouveaux modèles intelligents et le développement d'une plate-forme standard géographique est l'objectif principal de ce projet.
    Pour avoir une compréhension globale des comportements de mobilité sur un territoire, l'approche proposée par NORM-ATIS est une approche ascendante et décentralisée fondée sur les données issues de sources multiples : applications intelligentes sur mobiles, données issues de véhicules traceurs, données institutionnelles et crowdsourcing nécessitant un stockage et des traitements de données de type Big Data, mais aussi l'analyse de mobilité multi-échelle et de la visualisation des indicateurs clés de mobilité sur un territoire.
    Les partenaires de ce projet de recherche sont multidisciplinaires et se concentrent sur les objectifs suivants :
    • Organiser la structuration du recueil de données sur les mobilités au sein d'un territoire ;
    • Consolider et analyser ces mobilités à plus grande échelle au niveau national et européen par une approche prénormative ; tout en permettant une analyse plus fine de ces systèmes complexes que sont les villes.
    • Promouvoir l'utilisation des outils Norm-Atis pour une meilleure maîtrise du système de transport local.
    • Contribuer via une analyse continue des mobilités au développement d'une information voyageur multimodale.



  • ArfRabCrosstalk Coordination fonctionnelle des petites protéines G Arf et Rab par des cascades Rab-ArfGEF-Arf1 dans les voies de trafic impliquant le Golgi

    Interrupteurs moléculaires et senseurs de membranes régulant le trafic membranaire
    Les cellules eucaryotes sont caractérisées par leur compartimentation interne membranaire qui est régulée par 2 familles d'interrupteurs moléculaires, les protéines G Rab et Arf, qui contiennent des hélices amphipathiques agissant comme senseurs de membranes afin de lire l'information portée par les lipides des membranes cellulaires.

    Coordination du trafic de lipides et de protéines par Arf et Rab et les senseurs amphipatiques
    Un objectif majeur est d'élucider les mécanismes par lesquels les petites protéines G impliquées dans le trafic vésiculaires, les Arfs et les Rabs, sont coordinées. Notre projet, utilisant des approches systématiques, est très original par le fait qu'il va démontrer pour la première fois un nouveau mécanisme moléculaire liant ces 2 voies de signalisation et sa fonction dans la coordination du trafic de lipides et de protéines.
    Mon groupe a été un des premiers à montrer le rôle de Arf1, de son activateur GBF1 et de l'effecteur COPI dans le métabolisme des gouttelettes lipidiques (GL). Les GLs, composées d'un cœur de lipides neutres entouré par une monocouche de phospholipides, sont présentes dans la plupart des cellules mais plus particulièrement dans les adipocytes. Elles servent dans le stockage de l'énergie sous forme de triglycérides (cœur) et dans la mobilisation des lipides pour la production de membranes. L'obésité est le résultat d'un excès de stockage de lipides dans les GLs. Un de nos objectifs est de développer un test qui permette de suivre la liaison des protéines Arf et Rab et de leurs régulateurs sur la monocouche de phospholipides des GLs in vitro et de comparer avec les résultats obtenus avec des liposomes (bicouche). Les hélices amphipathiques (AHs) sont connues pour cibler les GLs et des prédictions de structures montrent que les domaines des activateurs de Arf qui se lient aux lipides in vitro se replieraient en AHs. Des études de protéomiques et d'imagerie de GBF1 seront menées afin d'identifier et de caractériser les partenaires protéiques impliqués dans la régulation de la localisation sur les GLs et sur le Golgi.



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