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

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  • REPER Réalisation et perception du /R/ en français

    Explication des différentes réalisations du /R/ en français pour un meilleur apprentissage en Langue Etrangère
    Le /R/ français uvulaire standard est comme la majorité des rhotiques par une grande variabilité. Selon la littérature, ses différentes sont dues aux propriétés des phonèmes contigus et à sa position dans le mot. Ces explications laissent inexpliquées nu grand nombre de réalisations considérées comme des variantes libres. De ces difficultés à cerner la variation du /R/ résultent notamment des problèmes pour l’acquisition de ce son par les apprenants du Français Langue Etrangère

    Perception et production du /R/ en français : explication de la variabilité inhérente à ce phonème à partir de mesures physiologiques
    L’étude de la réalisation du /R/ uvulaire en français est considérée comme problématique de par sa variabilité. Au-delà de la variation contextuelle phonémique propre à chaque phonème dans les langues, la variation du /R/ semble plus importante et laisse également un nombre de réalisations libres aux locuteurs. Dans ce projet, nous avons entrepris de déterminer ses principaux axes de variation grâce à des analyses physiologiques (articulatoires et aérodynamiques), ceux-ci étant pour les 2 plus importants le voisement et le degré de friction (constriction). Nous avons montré que le degré de constriction entre la langue et le palais est corrélé au voisement et nous validons l’utilisation du ratio Harmoniques sur Bruit (HNR) pour mesurer acoustiquement la variation du /R/. Les analyses aérodynamiques ont montré que la variation du début d’air nasal n’est pas significative malgré une ouverture du voile du palais (observée par articulographe électro-magnétique). La pression sous-glottique ne varie que pour des réalisations spécifiques de fins de phrase ou sous emphase.



  • HOMEOSTEM Contrôle moléculaire et cellulaire de l’homéostasie des zones germinatives dans le télencéphale adulte chez le poisson zébré

    Maintenir des cellules souches neurales dans le cerveau adulte
    Nous utilisons un poisson modèle, le Danio, qui conserve à l’âge adulte beaucoup plus de cellules souches neurales actives que les mammifères, pour comprendre les mécanismes de maintien et de recrutement de ces cellules dans le cerveau mature et leur orientation vers la formation de nouveaux neurones.

    Analyse des mécanismes moléculaires maintenant les cellules souches neurales dans le cerveau antérieur
    Le cerveau adulte des mammifères (incluant l’homme) conserve à l’âge adulte une capacité de réparation et de renouvellement minimale, expliquée en partie par la perte ou la suppression d’activité de la majorité des cellules progénitrices neurales au cours de la vie. Certains vertébrés, dont les poissons, maintiennent au contraire une importante population de cellules souches actives dans leur cerveau adulte, en lien avec la production continue de nouveaux neurones et une importante capacité de régénération. Les mécanismes moléculaires et cellulaires à l’origine de ces différences entre espèces sont très mal connus, alors qu’ils pourraient potentiellement nous éclairer sur la façon de manipuler les cellules souches neurales de mammifères pour les préserver ou les réactiver. Dans ce cadre, notre projet vise à disséquer les mécanismes qui sous-tendent la persistance des cellules souches neurales dans le cerveau du Danio. Le Danio est un poisson téléostéen modèle très utilisé en génétique et recherche biomédicale car, appartenant à la classe des Vertébrés, son génome et sa physiologie sont par ailleurs très semblables à ceux des mammifères.



  • ASTERIX Analyse Spatio-temporelle pour la Télédétection de l’Environnement par Reconnaissance dans les Images compleXes

    Analyse Spatio-temporelle pour la Télédétection de l’Environnement par Reconnaissance dans les Images compleXes
    Le but du projet, et son caractère novateur, est de fournir des méthodes, algorithmes et logiciels dans le domaine de l’analyse d’image et de l’apprentissage automatique afin d’aider à la reconnaissance dans les images complexes, en prenant explicitement en compte la spécificité des images complexes de télédétection. Dans ce contexte, les principaux verrous scientifiques concernent ainsi la dimensionnalité, l'hétérogénéité, le volume et le caractère spatio-temporel des données images.

    Enjeux et objectifs
    Suite à la profusion de données multi-sources de résolutions spatiales, spectrales et temporelles sans précédent, le problème de la reconnaissance dans les images complexes par télédétection de l’environnement est récemment devenu un défi à relever, avec la possibilité de traiter de nouvelles applications importantes. Cependant, il n’existe pas ou peu de cadre méthodologique pour traiter les données à des échelles spatiales et temporelles multiples : les méthodes de reconnaissance utilisées sont souvent des applications directes des méthodes classiques de classification et de modélisation. Pourtant, la prise en compte du voisinage spatial et temporel, ainsi que la diversité des données requises, doivent permettre d’augmenter significativement les performances obtenues. Le but de ce projet, et son caractère novateur, est de fournir des méthodes, algorithmes et logiciels dans le domaine de l’analyse d’image et de l’apprentissage automatique afin d’aider à la reconnaissance dans les images complexes, en prenant explicitement en compte la spécificité des images complexes de télédétection. Dans ce contexte, les principaux verrous scientifiques concernent ainsi la dimensionnalité, l'hétérogénéité, le volume et le caractère spatio-temporel des données images.
    Outre des développements méthodologiques permettant l’avancée de l’état de l’art dans les domaine du traitement des images et de l’apprentissage automatique dans un contexte de reconnaissance au sein d’images complexes, les résultats attendus lors du projet ASTERIX consistent en un ensemble de solutions concrètes à des problèmes cruciaux posés en télédétection de l’environnement, et plus précisément dans deux milieux privilégiés : littoral et montagnard. Il s’agira ainsi de contribuer également au développement des travaux scientifiques dans différents domaines tels que la géographie environnementale, la géomorphologie, la géophysique, ou encore la géomatique.



  • CyDiPepS Etude des synthases de cyclodipeptides (CDPS), une nouvelle famille d'enzymes utilisant des ARNt aminoacylés pour former des liaisons peptidiques

    Etude des synthases de cyclodipeptides (CDPS), une nouvelle famille d’enzymes utilisant des ARNt aminoacylés (aa-ARNt) pour former des liaisons peptidiques
    Les CDPS constituent une nouvelle famille d’enzymes qui détournent des ARNt aminoacylés, molécules normalement dévolus à la synthèse protéique par le ribosome, pour les utiliser comme substrats et former les liaisons peptidiques de cyclodipeptides variés

    Comment les CDPS fonctionnent-elles et quelle est la diversité des membres qui la composent ?
    Les CDPS détournent les ARNt aminoacylés, des molécules dévolues à la synthèse protéique ribosomale, pour les utiliser comme substrats et ainsi catalyser la formation des liaisons peptidiques de différents cyclodipeptides. Ce sont des enzymes originales qui ne sont apparentées ni aux aminoacyl-ARNt protéine transférases et aux aminoacyl-transférases de type Fem qui utilisent également des ARNt aminoacylés comme substrats, ni à des synthétases non ribosomales de peptides (NRPS), la seule autre famille d’enzymes qui synthétise des cyclodipeptides.
    Le projet consiste à comprendre les bases moléculaires de l’interaction des CDPS avec leurs substrats et à élucider le mécanisme que ces enzymes empruntent pour former des cyclodipeptides. Il a également pour objectif de caractériser les membres de la famille en terme de nombre, d’origine et de produits synthétisés.
    Les retombées attendues de ce projet sont d’accroître nos connaissances fondamentales sur les CDPS, connaissances indispensables à acquérir avant d’envisager d’utiliser ces enzymes pour générer de nouvelles molécules biologiquement actives.



  • CATAPULT CATAlyse en Pyrolyse pour une co-valorisation de bio-hUiLes en chimie et carburanTs

    Les bio-huiles : un concentré de biomasse source de molécules et de carburants alternatifs.
    La pyrolyse flash est un procédé thermochimique permettant de convertir la biomasse lignocellulosique (bois, résidus agricoles…) en bio-huiles. Ces biocombustibles liquides offrent des opportunités de valorisation conjointe en molécules bio-sourcées et carburants alternatifs.

    La catalyse pour améliorer l’efficacité et la sélectivité de la pyrolyse flash
    Le principal verrou des procédés conventionnels de pyrolyse flash porte sur la qualité des bio-huiles plus particulièrement leur teneur en molécules fortement oxygénées qui induisent des coûts de traitement importants. L’objectif global du projet a consisté à améliorer l’efficacité de la pyrolyse par l’intégration dans le procédé d’un catalyseur qui permette (i) de produire des bio-huiles partiellement désoxygénées pour permettre leur co-processing avec des charges pétrolières ; (ii) une production plus sélective de molécules intéressantes à extraire pour la chimie.
    La stratégie adoptée a consisté à développer un module innovant de post-traitement catalytique qui puisse être intégré à un procédé conventionnel pour traiter in-situ les vapeurs pyrolytiques. Les principaux enjeux ont consisté: (i) sur le plan scientifique, à mieux comprendre les mécanismes
    réactionnels et l’effet des catalyseurs ; (ii) sur le plan technologique, à développer un prototype intégré à un pilote représentatif de conditions réelles ; (iii) sur le plan industriel, à définir les molécules potentiellement intéressantes pour le marché de la chimie verte, et évaluer la pertinence
    technique, économique et environnementale d’une telle filière de co-valorisation chimie/énergie des bio-huiles.



  • ARCHPOL ADN polymérases et acides nucléiques endommagés chez les archaea: Maintenance génomique et Biotechnologie

    Synthèse de l’ADN à haute température
    Isoler et caractériser des ADN polymérases thermostables en présence de lésions génomiques chez l’archaea hyperthermophile, P. abyssi. Examiner les mécanismes conventionnels ou non conventionnels de maintenance génomique dans les environnements extrêmes.

    Identifier et caractériser de nouvelles activités polymérasiques chez les archaea hyperthermophiles en présence d’acides nucléiques endommagés.
    ARCHPOL a pour objectif d’identifier le spectre des dommages des acides nucléiques susceptibles d’être générés dans l’ADN de P. abyssi en réponse ou non à des agressions génotoxiques. L’identification et la quantification des dommages concernent l’ADN génomique et ses précurseurs. De la même façon, il est prévu de capturer de nouvelles activités polymérasiques induites ou non par un stress. Cet objectif est motivé par l’absence de polymérases spécialisées et du nombre limité d’ADN polymérases conventionnelles dans le génome de P. abyssi. Le comportement de ces nouvelles ADN polymérases ainsi que celles conventionnelles (familles B et D) en présence de dommages sera étudié. Ainsi, ARCHPOL permet d’appréhender les questions de tolérance aux dommages dans les environnements extrêmes via le concept de diversité fonctionnelle des ADN polymérases thermostables. Outre l’aspect fondamental que comporte ce projet, il intègre également la composante biotechnologique. L’obtention d’ADN polymérases thermostables capables d’amplifier par PCR de l’ADN endommagé correspond à une demande récurrente en recherche clinique et biologique, ou encore en paléontologie et criminologie. Ainsi, l’enjeu d’ARCHPOL est d’abonder le répertoire de telles enzymes, étant donné que la seule ADN polymérase thermostable disponible au catalogue possède un spectre de lésions réduit.



  • GreenAlgOhol Evaluation des potentialités d’une filière de macroalgues vertes cellulosiques pour la production de bioethanol – preuve de concept technique et durabilité

    Potentiel des macroalgues vertes cellulosiques pour la production de bioéthanol
    Evaluation des potentialités d’une filière de culture de macroalgues vertes riches en cellulose pour la production de bioéthanol – Démonstration de la faisabilité technique et économique et évaluation de la durabilité de la filière.

    Vers une bioéconomie basée sur des usages durables de la biomasse.
    Le monde a aujourd’hui besoin de se tourner vers une bioéconomie reposant sur des usages durables de la biomasse pour la production d’énergie et d’intermédiaires chimiques. Des solutions complémentaires aux ressources terrestres de première (sucre, amidon) ou seconde génération (paille, bois) doivent être recherchées. Dans ce contexte, les macroalgues marines font l’objet d’une attention accrue car elles permettent un usage limité de terres arables, d’eau douce ou de produits phytosanitaires.
    Les macroalgues vertes sont des organismes à croissance rapide, qui représentent un outil intéressant pour la conversion de l’énergie solaire et du CO2 en bioproduits. Proches parentes des plantes terrestres, elles produisent aussi naturellement de l’amidon et de la cellulose. L’acquisition de données techniques à l’échelle laboratoire est aujourd’hui le premier pas vers une évaluation raisonnée du potentiel réel des macroalgues et de l’échelle de temps associée à une mise en place de leur valorisation industrielle.
    Nos premières cibles ont été le développement de systèmes de production de biomasse efficaces et l’amélioration de l’hydrolyse des polysaccharides des algues, afin de produire du glucose algal pouvant ensuite être converti en molécules plateformes. Comme preuve de concept, nous avons étudié la fermentation en éthanol.



  • LiLa Stœchiométrie, Structure et Ingénierie des Contraintes dans les Couches Minces de LiNbO3 and LiTaO3 déposées par PI MOCVD

    Stœchiométrie, Structure et Ingénierie des Contraintes dans les Couches Minces de LiNbO3 et LiTaO3 déposées par PI MOCVD
    LiNbO3 (LN) et LiTaO3 (LT) sont parmi les matériaux les plus importants, équivalent dans les domaines de l’optique, l’optique non-linéaire et l’optoélectronique au silicium en électronique. Ainsi, les études à propos de l’étude de l’épitaxie de films minces ferroélectriques de LN et LT est de grande importance pour leurs applications en tant que SRAM, diélectriques à haute permittivité, dispositifs à ondes élastiques, dispositifs accordables dans le domaine micro-onde et guides d’onde optique.

    Films épitaxiaux de haute qualité, monodomains (sans macles) et stoechiométriques de LiNbO3 et LiTaO3
    Bien que les films de LiNbO3 et LiTaO3 puissent être fabriqués par différentes techniques, leurs caractéristiques électriques et électro-optiques ne sont pas comparables à celles de cristaux massifs. La dégradation des propriétés des films minces peut en particulier être expliquée par la difficulté de l’incorporation et la mesure du lithium. De plus, les joints de grains dans les films polycristallins et la présence de macles dans les films épitaxiaux donnent lieu à une diffusion de la lumière et de fortes pertes optiques dans les guides d’onde fabriqués à partir de ces films. Ainsi, des films épitaxiaux de haute qualité, monodomains (sans macles) et stœchiométriques de LiNbO3 et LiTaO3 sont nécessaires.
    Les objectifs de ce projet sont :
    1- le dépôt de films minces de LiNbO3 et LiTaO3 stœchiométriques (50.0% de Li2O),
    2- l’élimination des macles et des domaines ferroélectriques pour des films d’épaisseur de 1 µm,
    3- l'ajustement de l’expansion thermique des films pour réduire le coefficient thermique de dérive en fréquence (TCF) pour les dispositifs à ondes élastiques de surface (OES).



  • PROFLUO Nouveaux fluorophores pour les Sciences de la Vie

    Synthèse de nouveaux marqueurs fluorescents de protéines plus sensibles et plus sélectifs
    Dans un échantillon biologique complexe, il est important de pouvoir visualiser et quantifier les protéines présentes (des plus présentes aux moins abondantes) car certaines familles de protéines, peuvent être impliquées dans différents processus (maladies, résistance aux antibiotiques…) même à très faibles concentrations.

    Trouver l’aiguille (protéine) dans la botte de foin (protéome)
    La protéomique consiste en l’étude et l’identification précise des protéines (protéome) présentes dans un environnement biologique (organisme, organe, tissu, cellule…) est un enjeu majeur actuel. En effet, la composition en protéine (protéome) peut varier en fonction du temps et de l’environnement, de l’état physiologique de l’organisme étudié… Les protéines sont donc, non seulement d’excellents indicateurs de cet état (outils de diagnostic), mais elles peuvent être aussi responsables de diverses pathologies ou être indispensables à la survie d’une espèce. Le programme de recherche sera axé sur le développement de nouveaux marqueurs de protéines, basés sur une structure de produit naturel, plus sensibles et plus sélectifs de protéines d’intérêt. A titre d’exemple, la recherche de protéines spécifiquement exprimées par des bactéries impliquées dans la formation de biofilms responsables, entre autres, de maladies nosocomiales particulièrement difficiles à traiter, s’inscrit résolument dans un cadre de santé publique. Pour cela, les marqueurs fluorescents, non toxiques et ciblant spécifiquement des protéines d’intérêt est une stratégie d’avenir qui permet notamment de contourner les approches de modifications génétiques.



  • Mimobody Conception et synthèse de mimes d'anticorps

    Conception, synthèse et évaluation biologique de composés mimant l’activité des anticorps thérapeutiques
    (1) sélection de fragments CDR, (2) assemblage des CDRs sélectionnés sur châssis moléculaire, (3) in vitro screening et caractérisation des bons candidats, (4) greffage de sondes IR et d'éléments cytotoxiques pour des expériences in vivo.

    Une alternative pour pallier aux problématiques liées aux anticorps monoclonaux utilisés en thérapie anticancéreuse : les mimes d’anticorps.
    Les anticorps monoclonaux (mAb) constituent une alternative thérapeutique pour traiter certains types de tumeurs. Des obstacles restent à surmonter pour leur exploitation optimale notamment leur faible capacité à atteindre les tumeurs solides due à leur taille (150 kDa), leur caractère immunogène, leur mode de préparation biologique, et leur fonctionnalisation chimique difficile. Par une approche d’ingénierie chimique, il est tout à fait possible de concevoir des mimes synthétiques de mAb présentant une haute spécificité pour leur cible. Dans ce contexte, des fragments peptidiques représentant les séquences consensus du paratope du mAb étudié peuvent être sélectionnés et assemblés pour donner différents types de composés mimes du mAb. Ces mimes synthétiques de mAb (4-5 kDa) peuvent être modifiés à façon pour des applications diagnostiques et/ou thérapeutiques. Pour valider la preuve de concept, nous avons choisi de mimer deux anticorps, le Rituximab et Cetuximab,qui sont utilisés pour traiter respectivement les lymphomes non-Hodgkiniens via la reconnaissance de l’épitope CD20 et le cancer colorectal métastatique via la reconnaissance d’un récepteur au facteur de croissance.



  • PRAISE Amélioration génétique des PRAIries SEmées face aux aléas climatiques : valorisation de la diversité

    Des prairies diversifiées en amélioration des plantes pour faire face aux aléas climatiquesé
    Comment intégrer la plus-value de la diversité des cultures en amélioration des plantes, pour les défis de l'agriculture de demain ?

    Introduction de la diversité en amélioration des plantes
    Les systèmes de production agricole intensifs vont devoir évoluer sous l’effet des forçages environnementaux associés notamment aux aléas climatiques. Mais alors que la diversité est un paramètre important des capacités de résilience des systèmes, la diversité présente au sein des cultures est relativement réduite. Promouvoir la diversité génétique et spécifique des cultures permettrait de faire face aux aléas climatiques, telle est l’hypothèse de travail pour ce projet PRAISE. Mais l’amélioration génétique des espèces cultivées destinées à être utilisées en mélanges plurispécifiques reste à développer.
    Le projet PRAISE propose de se focaliser sur la prairie temporaire semée plurispécifique dont la diversité intra- et interspécifique est une composante intrinsèque jusqu’ici peu exploitée. Le projet PRAISE propose de réfléchir cette diversité et de la valoriser. Cette vision novatrice en amélioration des plantes est au cœur du projet PRAISE. L’objectif général est de poser les bases génétiques et écologiques de l'amélioration des espèces destinées à une utilisation en mélange en s’appuyant sur l’étude des prairies devant faire face aux aléas climatiques. Plus spécifiquement, il s’agit (i) d’identifier les conditions génétiques et écologiques qui favorisent une production importante et stable des prairies multispécifiques au cours du temps et (ii) de fournir les bases théoriques d’un schéma de sélection innovant des espèces fourragères prairiales dans la perspective d’une utilisation en mélanges plurispécifiques.



  • CHLORO_SAP Acclimatation à l'environnement dirigé par le chloroplaste dans les plantes.

    Comment le chloroplaste aide la plante de s'adapter aux changements dans son environnement?
    Les chloroplastes sont des organites essentiels qui sont le siège de la photosynthèse des plantes vertes. Grace a ses fonctions la chloroplaste est très sensible a l'environnement extérieur. Dans ce projet nous étudions comment la chloroplaste est impliqué dans les cascades de signalisations qui medient l’acclimatation de la plante entière aux changements environnementaux.

    Les enjeux et objectifs
    Les chloroplastes sont des organites essentiels qui sont le siège de la photosynthèse des plantes vertes. En captant et en convertissant l’énergie lumineuse du soleil grâce à des transporteurs électroniques, la photosynthèse constitue la principale source d'énergie chimique pour la biosphère tout entière. Les chloroplastes ont été formés quand une cellule eucaryote a intégré une cyanobactérie, procaryote photosynthétique ancien. Aujourd’hui les processus dérivés des processus bacteriens y compris la photosynthèse, la transcription et la traduction se poursuivent dans le chloroplaste, avec l'ajout de nouveaux procédés eucaryotes comme les métabolismes des hormones et de l'amidon. Les chloroplastes sont maintenant au coeur même du métabolisme énergétique des plantes et sont de délicats capteurs de l'environnement extérieur thermique, lumineux, hydrique et des besoins nutritifs de la plante. Dans ce projet nous proposons de découvrir comment les chloroplastes sentent les changements environnementaux et comment ils les signalent ensuite pour medier l’acclimatation de la plantes entière. Des progrès dans ces domaines ouvriront de nouveaux horizons en biologie végétale, et seront déterminants pour l’amélioration des plantes qui devront faire face (i) aux changements climatiques par le développement de plantes résistantes aux stress environnemental, et (ii) aux incertitudes d'approvisionnement en énergie par le développement de plantes ou d’algues comme sources d’énergie alternatives



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