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

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  • TrameVerte Evaluation des trames vertes urbaines et élaboration de référentiels : une infrastructure entre esthétique et écologie pour une nouvelle urbanité

    Des trames vertes dans la ville ?
    Evaluation des trames vertes urbaines et élaboration de référentiels : une infrastructure entre esthétique et écologie pour une nouvelle urbanité

    Une évaluation des trames vertes urbaines et l’élaboration d’un référentiel de mise en œuvre
    La place de la nature dans la ville change radicalement depuis quelques années, aussi bien pour le citadin qui attend une qualité de cadre de vie que pour l’aménageur qui doit prendre en compte des orientations nouvelles (ex. Grenelle de l’Environnement). Une des infrastructures préconisée est l’aménagement de trames vertes, ce qui en ville correspondrait aux parcs et aux liaisons vertes historiques. Aujourd’hui, l’objectif de ces « infrastructures vertes » ne serait plus seulement hygiéniste et esthétique, mais également écologique. Aucune stratégie de mise en œuvre n’avait été véritablement définie. Notre travail a consisté à évaluer les différentes facettes de cette question depuis le rôle et le fonctionnement d’une nature dans la ville jusqu’au rôle de cette nature dans l’habiter et l’urbanité. Les résultats disciplinaires obtenus (écologie, sociologie-anthropologie, géographie-urbanisme, économie, environnement) ont été croisés afin de faire émerger les atouts et les contradictions d’un développement de trames vertes en ville et ont servi de base à l’élaboration d’un référentiel sur les phases stratégiques de leur mise en œuvre.



  • BR4CP (Business Recommendation for Configurable Products) Modèles et algorithmes pour le conseil et et la gestion des préférences en configuration de produit

    Modèles et algorithmes pour le conseil et et la gestion des préférences en configuration de produit
    La configuration en ligne de produit, l'un des principaux freins est la difficulté qu'a l'internaute à pouvoir se diriger sur un produit qui satisfait ses préférences : l'espace de recherche est alors un espace combinatoire. L'objectif de notre projet est d'explorer comment les configurateurs peuvent conseiller le client et l'orienter dans ses choix, comme le font les systèmes de recommandation, mais sans perdre leur capacité à travailler sur des domaines combinatoires.

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    Scientifiquement, l'originalité du projet repose sur deux idées maîtresses : d'une part l'utilisation de techniques d'apprentissage pour la résolution de problèmes combinatoires ; d'autre part le recours à des approches du problème par compilation non seulement du catalogue ou des indicateurs clients, mais aussi du modèle de recommandation. Ce projet est un projet de recherche fondamentale qui s'étend sur 3 ans, entre l'Institut de Recherche en Informatique de Toulouse (IRIT), le Laboratoire en Informatique et Robotique et Microélectronique de Montpellier (LIRMM) et le centre de recherche en informatique de Lens (CRIL), mais il n'est pas purement académique. La présence d'industriels compétents spécialisés dans la mise au point de logiciels de configuration, Cameleon Software, IBM et Renault, fourniront au projet une expertise sur les besoins réels et une base de problèmes significatifs (case study). Il s'inscrit dans les axes de recherche majeurs pour le commerce électronique que sont le développement systèmes de recommandation et la configuration en ligne. Il vise à développer pleinement la fonction conseil et la prise en compte des préférences client dans les systèmes orientés configuration, qu'il s'agisse de configuration B2B « classique « (configuration d'objets techniques) ou d'exploration interactive d'un catalogue en B2C (de type « preference-based search « ou exploration interactive). Pour ce, il se propose de mettre en commun les acquis des deux types de systèmes en étudiant conjointement techniques d'apprentissage, de filtrage collaboratif et de compilation et/ou de propagation de préférences. A notre connaissance, cette approche est tout-à-fait originale vis-à-vis de l'état de l'art national et international.



  • So-FragileX Rôle du complexe SoSLIP/FMRP (Fragile X Mental Retardation Protein) dans la régulation de la traduction.

    Le rôle du complexe SoSLIP/FMRP (Fragile X Mental Retardation Protein) dans la régulation de la traduction
    Le syndrome de l’X Fragile est la forme la plus commune de retard mental héréditaire. Ce syndrome est causé par l’absence de FMRP, une protéine qui lie l’ARN et est impliquée dans plusieurs étapes du métabolisme de l’ARN. On propose ici d’étudier le rôle du complexe FMRP/SoSLIP dans la régulation de la traduction.

    Déchiffrer le rôle of FMRP comme régulateur de la traduction
    i) Comprendre la régulation de l’expression de la Sod1 (dont l’ARNm contienne la structure SoSLIP) dans le cerveau pour avoir plus d’informations sur la physiopathologie du Syndrome de l’X Fragile
    ii) La recherche d’autres ARNm contenants des éléments SoSLIP ou SoSLIP-like qui va permettre de comprendre le rôle de cette structure dans la régulation de la traduction ;
    iii) L’identification de facteurs qui se lient à SoSLIP qui va aussi permettre de mieux comprendre certains aspects de régulation de la traduction ;
    iv) La compréhension de la thermodynamique de l’interaction FMRP/SoSLIP ;
    v) Déterminer la structure par cristallographie du complexe FMRP/SoSLIP ;
    vi) Comprendre le mécanisme de reconnaissance (et discrimination) de FMRP pour les différentes structures ARN (SoSLIP, G-quadruplex) qu’il lie. Surtout que ces structures, bien que différentes, sont liées par le même domaine : le RGG box.



  • NanoTSConde Séparation bas-coût de Nanotubes de Carbone Semiconducteurs pour Electronique Souple

    NanoTSConde
    Séparation bas-coût de Nanotubes de Carbone Semiconducteurs pour Electronique Souple

    Des nanotubes semi-conducteurs à bas coût
    Les nanotubes de carbone mono-parois (SWNT) sont synthétisés sous la forme d’un mélange de nanotubes métalliques (m-SWNT) et semi-conducteurs (sc-SWNT), quelle que soit la méthode de synthèse. Pour les applications utilisant les sc-SWNT, la présence des m-SWNT provoque des courts-circuits majeurs. Le tri des SWNT est donc reconnu comme un défi majeur et plusieurs belles réalisations ont été publiées depuis 2000. Cependant, le seul matériau SWNT séparé disponible commercialement l’est à prix élevé et en faible quantité.Un procédé de différentiation chimique breveté par le partenaire IRAMIS en 2009 and 2011 détruit la conductivité des m-SWNT grâce à une fonctionnalisation sélective. Un mélange de SWNT après différentiation peut donc être directement utilisé comme source de sc-SWNTs.
    L’objectif du présent projet est d’optimiser le procédé, de l’étendre à grande échelle et de démontrer son utilité dans des applications en électronique. En effet, les SWNT sont particulièrement intéressants en électronique organique parce qu’ils montrent à la fois une faible tension de seuil et d’opération et une mobilité élevée, suffisante pour un fonctionnement à haute fréquence pour les télécommunications, parce que les films de SWNT sont souples et transparents et enfin parce qu’ils sont compatibles avec les procédés de fabrication de l’électronique imprimable bas coût, basse température et haut débit.
    Deux démonstrations en électronique sont visées dans le projet : un en électronique imprimable sur plastique, l’autre en électronique souple à haute fréquence. La première consiste en la fabrication de séries de transistors à sc-SWNT sur support plastique par spray puis par impression jet d’encre, et se terminera par la conception d’un circuit logique comme démonstrateur. La seconde est dévolue à la préparation de transistors à haute fréquence sur support plastique souple avec le matériau sc-SWNT différentié.



  • FLUTTENER Récupération de l'énergie d'un écoulement par le flottement de plaques piézoélectriques

    Récupération de l'énergie d'un écoulement par le flottement de plaques piézoélectriques
    Les instabilités fluide-solide permettent la mise en mouvement spontanée et auto-entretenue de structures par un écoulement géophysique stationnaire (ex: vibrations de cables soumis à un courant sous-marin, battement d'un drapeau dans le vent). Ce projet vise à étudier la récupération de l'énergie mécanique associée au mouvement d'une plaque flexible en écoulement axial (ex: drapeau) au moyen de composants piézoélectriques ainsi que la dynamique couplée fluide-solide-électrique qui en résulte.

    Vers une meilleure compréhension et une optimisation des interactions fluide-solide-électriques.
    Ce projet s'articule autour de trois objectifs principaux qui permettront d'évaluer la faisabilité et le potentiel de récupération d'énergie d'un drapeau piézoélectrique en écoulement axial.

    L'objectif principal est la compréhension de la dynamique de la plaque piézoélectrique, et l'évaluation de l'énergie récupérable. Pour cela, un modèle couplé fluide-solide-électrique est nécessaire, permettant la prise en compte de la rétroaction des composants piézoélectriques: la déformation de ces composants entraîne un transfert de charges dans le circuit aval, et une tension électrique aux bornes de ces composants entraîne un effort supplémentaire sur la structure. La modification des propriétés de battement par le circuit aval doit être comprise et quantifiée. Enfin, l'efficacité du système sera déterminée, comme la fraction du flux d'énergie cinétique dans le fluide effectivement convertie en énergie électrique dans le circuit aval.

    Le deuxième objectif de ce projet est d'identifier des améliorations potentielles de l'efficacité de ce système au travers d'une optimisation du circuit aval connecté aux composants piézoélectriques. Dans ce but, le projet appliquera à ce système différentes techniques d'électronique de puissance à la pointe de ce domaine. Le défi le plus important associé à cet objectif est la mise au point d'un modèle complètement intégré permettant la prise en compte de ces techniques et de la dynamique du drapeau.

    Enfin, du fait de la faible densité énergétique des écoulements géophysiques, il est probable que ce type de dispositif soit utilisé, non pas de manière isolée, mais en utilisant plusieurs récupérateurs identiques. Le troisième objectif de ce projet est donc de déterminer la nature et l'effet des interactions hydrodynamiques et électrodynamiques de deux ou plusieurs unités. En particulier, on s'intéresse à la possibilité de récupérer une quantité d'énergie supérieure du fait de ce couplage.



  • FUNGRAPH Fabrication et applications des dispositifs de graphène fonctionnalisés

    Fabrication et applications de dispositifs de graphène fonctionnalisés
    Ce projet vise à synthétiser des couches mono-atomiques carbonées (graphène), puis à le fonctionnaliser, en le nanostructurant ou en le décorant au moyen de molécules dipolaires. Nous voulons tirer parti des propriétés électroniques remarquables du graphène pour tester si de telles structures peuvent être utilisés pour des applications de détection de gaz.

    Vers un détecteur de gaz à base de couches de graphène
    Le graphène est un des matériaux les plus prometteurs, en vertu des ses propriétés de transport électrique, ses propriétés mécaniques et thermodynamiques. Un verrou industriel notable pour des applications à large échelle du graphène est la synthèse en grandes surfaces de ce matériau. La solution actuellement préférée est la déposition chimique sous vide en phase vapeur (CVD). Ce projet est une collaboration internationale avec un laboratoire Coréen ayant une expertise en synthèse CVD du graphène, et travaillant pour des applications de détection de molécules. Le partenaire français dispose des outils de nanofabrication et de connectique électrique pour le graphène. Il collabore étroitement avec le 2eme partenaire français, chimiste, dans l’étude de propriétés électriques de surfaces fonctionnalisées par des couches de molécules dipolaires. Nous voulons combiner les expertises des trois partenaires afin de créer des dispositifs à base des couches de graphène modifiées, chimiquement ou par structuration physique, afin d’améliorer l’accrochage des molécules à détecter. Nous voulons ensuite tester un changement de conduction électrique lors de l’exposition à de faibles concentrations moléculaires, dans l’espoir de réaliser des échantillons ayant une sensibilité remarquable.



  • MOFLEX Structure et dynamique des fluides moléculaires simples sous conditions extrêmes de pression et température

    Structure et dynamique des fluides moléculaires simples sous conditions extrêmes de pression et température
    Mettre en œuvre de nouvelles méthodes expérimentales pour explorer les régimes denses et chaud des principaux constituants des planètes géantes.

    Enjeux et objectifs
    L’objectif de ce projet est d’explorer le régime fluide dense et chaud de quelques constituants fondamentaux des planètes Joviennes et glacées (H2, He, N2, O2, CO2, H2O, NH3 and CH4), lorsqu'ils sont soumis à des conditions extrêmes de pression et température. Ce régime P-T, situé entre la phase fluide moléculaire et la phase plasma totalement dissociée, n'a encore jamais été exploré par des expériences de compression statique. Notre but est d’observer et de caractériser expérimentalement les états exotiques de la matière prédits par les calculs ab initio, tels que l’eau et l’ammoniac ionique, l’oxygène et l’hydrogène métallique, l’hélium conducteur ou les phases polymérisées du dioxyde de carbone et de l’azote. Nous chercherons également à répondre aux questions fondamentales concernant les transitions de phases moléculaire-ionique, isolant-métal, ou moléculaire-polymérique dans ces fluides : Quelles sont leurs signatures structurales et dynamiques ? Sont-elles des transitions liquide-liquide du premier ordre ? Sont-elles précédées par des états d’ordre et/ou de liaisons chimiques intermédiaires ? Nous déterminerons également les équations d’état de ces fluides qui sont des données cruciales pour la modélisation des intérieurs planétaires et complèteront les informations issues des expériences d’ondes de choc dans un domaine de densité inaccessible par ces méthodes.



  • PoStaTic Variabilité structurale et morphologique de l’amidon de pomme de terre et processus biologiques associés pour la production de bioplastique

    Optimisation de l'amidon de pomme de terre pour la production de matériaux agrosourcés
    L'amidon est une matière première renouvelable pouvant entrer dans la fabrication de matériaux tels que les plastiques. L'obtention de propriétés valorisables nécessite la plupart du temps de modifier l'amidon chimiquement après qu'il ait été extrait. Le coût de ces étapes et leur bilan carbone peuvent être améliorés en optimisant la structure et la morphologie de l'amidon in vivo.

    Caractériser la variabilité naturelle de structure et de morphologie de l'amidon de pomme de terre à la recherche de variétés d'intérêt pour la production de matériaux.
    La production de matériaux plastiques à base d'amidon en région Nord pas de Calais fait partie d'une approche de développement durable désormais concrétisée par la création de l'Institut Français des Matériaux agrosourcés (IFMAS), l'un des instituts de transition énergétique (ITE). Les étapes de modification des polymères après extraction peuvent toutefois se révéler couteuses et affecter le bilan carbone. Celles-ci pourraient être évitée ou limitées en optimisant les grains d'amidons in vivo (en utilisant des plantes adaptées pour produire un amidon de structure adéquate pour une transformation simple en plastiques). Le principal objectif de ce projet est d'identifier des variétés de pomme de terre accumulant ce type d'amidons et d'étudier les mécanismes moléculaires associés. Outre le rendement, les caractéristiques d'intérêt sont la morphologie des grains et la structure des polysaccharides car ceux-ci influencent directement la plastification et/ou conditionnent leur utilisation en mélange avec d'autres polymères.



  • AMIS Méthodes algorithmiques pour les graphes infinis

    Vérification de programmes fonctionnels
    Le projet AMIS est un projet de recherche fondamentale coordonné par Arnaud Carayol. Il associe aussi Christopher Broadbent, Axel Haddad, Matthew Hague, Antoine Meyer, Chloé Rispal et Oliver Serre. Le projet a commencé en janvier 2011 et a duré 36 mois. Il a été intégralement financé par une aide ANR de 103160 €.

    Modéliser les programmes et systèmes informatiques pour en vérifier les propriétés
    La complexité du monde ne permet pas de prédire avec exactitude son comportement. Il faut donc concevoir des modèles, des abstractions suffisamment fidèles pour tenter de le comprendre. En informatique, il est parfois indispensable de garantir le respect par un programme de ses spécifications, si possible automatiquement. Des modèles de programmes, comme la machine de Turing ou le ?-calcul de Church, existent depuis la création de notre discipline, mais leur vérification automatique (c’est-à-dire par une machine) se heurte au problème de l’indécidabilité. Dès lors, il est naturel de considérer des modèles de calcul plus simples, dont la vérification automatique est possible mais qui restent assez expressifs pour représenter des aspects intéressants de programmes réels. La principale contribution de ce projet fut de mettre au point un outil de vérification automatique de programmes dits fonctionnels, dont la particularité est d’autoriser les fonctions à admettre comme paramètres (ou à produire comme résultat) d’autres fonctions. De nombreux langages de programmation comme CaML, Python, C++, C# ou Java ont été conçus ou enrichis avec ces aspects.



  • NUMA Nouvelles architectures moléculaires et supramoléculaires basée sur l’U(V).

    Nouveaux agrégats d’uranium avec propriétés magnétiques et réactivité inusuelles
    Conception, synthèse , structure électronique, magnétisme et réactivité de composes mononucléaires et polynucléaires d’uranium pour le développement de matériaux fonctionnels d’actinides.

    Composés d’intérêt pour l’industrie nucléaire et le magnétisme moléculaire
    L’importance de l’industrie nucléaire dans le contexte énergétique actuel demande une meilleure compréhension de la spéciation et de propriétés redox des actinides dans les combustibles usagés et dans l’environnement. Mis à part son intérêt fondamental important, la compréhension de la liaison, structure et réactivité des actinides est aussi cruciale pour le développement de nouveaux combustibles plus efficaces, de nouvelles technologies de séparation dans le retraitement du combustible usagé et dans des nouvelles stratégies de dépollution et décorporation.
    Néanmoins, les composes contenant l’uranyle pentavalent restent rares et très peu est connu sur leur structure électronique et réactivité. L’objectif global de ce projet est de gagner une bonne compréhension de la chimie, structure électronique, liaison et réactivité de l’uranyle pentavalent in particulier et des actinides en général avec l’objectif à long terme d’optimiser les cycles du combustible nucléaires et de réduire les déchets. A part leur intérêt pour l’industrie nucléaire, les agrégats polymétalliques d’actinides attirent un intérêt croissant parce qu’ils pourraient trouver application dans la conception de molécules à relaxation magnétique lente connus sous le nom de molécules aimantes. Les propriétés spécifiques des actinides seront utilisées pour améliorer les propriétés de molécules aimants par rapport à celles dérivés des métaux de transition et lanthanides ouvrant la route à l’application potentielles dans le stockage d’information.



  • MLA Bases neurales et caractérisation comportementale des fluctuations spontanées de l'attention

    Pourquoi est-il si difficile de rester concentré ?
    Quelque soit le champ d’activité ou nous évoluons, qu’il soit professionnel, scolaire ou même récréationnel, la capacité de concentration est gage de réussite. Ce projet vise la première quantification à grande échelle de cette capacité, ainsi qu’une compréhension précise des mécanismes cérébraux de la distraction.

    Mesurer la capacité de concentration et comprendre la distraction.
    Face au développement rapide des nouvelles technologies de l’information, notre cerveau semble fonctionner de plus en plus fréquemment dans un mode « multi-tâches », obligé de jongler d’une activité ou d’une source d’information à une autre. De nombreux observateurs de ces changements s’inquiètent des conséquences de ce zapping permanent sur notre capacité à nous concentrer, en particulier pour les générations les plus jeunes ayant grandi avec internet et les téléphones portables. Cependant, ces réflexions s’appuient d’avantage sur une impression générale que sur des données quantifiées, car il n’existe pas de mesure quantitative fiable de la capacité à se concentrer.
    Notre projet vise à définir une telle mesure, à travers un test ludique et rapide permettant à chacun d’évaluer sa capacité de concentration et de la comparer à celle des personnes de son âge. Mais si le descriptif peut rappeler à ce stade certains jeux vidéo d’entrainement cérébral que l’on peut trouver sur console, nous irons beaucoup plus loin en dévoilant – grâce aux mesures les plus précises que l’on puisse obtenir du cerveau humain en activité - les mécanismes cérébraux qui permettent de réaliser ce test et surtout, la manière dont ils sont perturbés, au sein même du cerveau, lorsque nous sommes distraits. Nous comprendrons donc pour la première fois les mécanismes par lesquels notre cerveau se laisse distraire - et par là-même pourquoi il est si difficile de rester concentré. Les résultats de cette étude permettront de lancer un programme d’éducation de l’attention : le développement de techniques d’entrainement des capacités d’attention, à visée des plus jeunes d’abord, mais également des adultes, fondés sur une compréhension fine des mécanismes de la distraction.



  • HYDRE Comportement mécanique des sédiments contenant des hydrates de gaz

    Comportement mécanique des sédiments contenant des hydrates de gaz
    Les hydrates de gaz représentent à la fois une ressource énergétique potentiellement importante et une source d’instabilité de talus continentaux et d’émission de gaz à effet de serre. L’objectif du projet est d’étudier le comportement mécanique des sédiments contenant des hydrates. Les connaissances obtenues sont cruciales pour maitriser les impacts environnementaux liés aux potentielles exploitations futures des hydrates de méthane dans les sédiments marins.

    Etudier le comportement mécanique des sédiments contenant des hydrates de gaz afin de pouvoir réduire l’impact environnemental de leur potentielle exploitation future
    Les hydrates de méthane présents dans le pergélisol et dans les sédiments marins sont considérés comme une source potentielle d’énergie fossile bien que leur exploitation demeure un défi technologique et opérationnel. Au défi lié au processus de récupération du méthane présent sous la forme solide d’hydrates, s’ajoute celui de la compréhension et de l’atténuation des conséquences de leur déstabilisation sous l’effet de variation de pression et de température. Il est en effet reconnu que la déstabilisation des hydrates de gaz constitue un aléa géologique pouvant conduire à l’instabilité des fonds marins et à l’échappement de gaz à effet de serre. L’objectif du présent projet est d’étudier le comportement mécanique des sédiments contenant des hydrates de gaz afin de pouvoir réduire l’impact environnemental de leur potentielle exploitation future.

    Dans cette perspective, il est envisagé de lever un premier verrou scientifique en travaillant à l’amélioration de la compréhension des mécanismes de formation et de déstabilisation des hydrates grâce à des méthodes d’observation à l’échelle des pores inter-granulaires. Le deuxième verrou scientifique concerne la détermination de l’influence de la distribution des hydrates, de leur quantité relative et de leur morphologie sur le comportement mécanique des sédiments. Le troisième verrou correspond au développement de lois de comportement basées sur des observations expérimentales. L’intégration de ces lois dans un code de calcul par la méthode des éléments finis sera requise pour prédire le comportement mécanique des sédiments contenant des hydrates de gaz à très grande échelle (puits d’exploitation, pente continentale, etc.). Les résultats de ces modélisations aideront à lever le quatrième verrou que constitue la détermination à partir de mesures in situ de la quantité et de la distribution d’hydrates de gaz et de leur influence sur le comportement hydromécanique des sédiments.



  • SPIDERMAN Etude de la décomposition spinodale dans les aciers martensitiques Fe-X-C

    SpiDeRMan
    Etude de la décomposition spinodale dans les aciers martensitiques Fe-X-C

    Etude à l'échelle atomique des mécanismes de vieillissement des martensites ferreuses vierges à basse température (T<150°C)

    Caractérisation et compréhension des phénomènes de vieillissement à basse température des martensites ferreuses
    L'acier est le matériau structural de loin le plus utilisé par l'homme et son importance dans l'économie mondiale est primordiale. Parmi ses formes diverses, la martensite est celle qui présente la plus haute résistance. Cependant, la martensite n'est pas stable à température ambiante et se décompose en une structure inhomogène, constituée de Fe et nanodomaines riches en C. Cette décomposition est accompagnée d’une évolution des propriétés mécaniques de la martensite. Jusqu'à présent, aucune étude complète de ce mécanisme de transformation de phase n’a été menée.
    L'objectif principal de ce projet est de combler ce manque de connaissances de base sur le vieillisseent à basse température de la martensite (T<150°C). Ce vieillissement se produit très probablement par décomposition spinodale. Nous proposons d'examiner dans des détails le(s) mécanisme(s) de transformation de phase impliqué(s), aussi bien que la phase finale produite. L'approche choisie est de modéliser les mécanismes physiques, principalement par champ de phase cristallin (PFC), et de confronter ces simulations avec des résultats obtenus par des techniques de nanoanalyse à l'échelle atomique, comme la tomographie atomique (APT) et la microscopie électronique en transmission (TEM). Les paramètres d'entrée du modèle (interaction de paire principalement, et énergies élastiques), seront obtenus par simulation ab initio. Les analyses microstructurales valideront les simulations de vieillissements isothermes.
    Le but ultime est d'établir un diagramme de phase à basse température (T<150°C) pour le système Fe-C, comprenant la nature de la (ou des) phase(s) finale(s) et les limites de leur(s) domaine(s) existant, en termes de température et de composition.



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