Projects

Le développement récent de nouveaux radio télescopes comme LOFAR ou SKA, composés de plusieurs milliers d'antennes élémentaires, conduit à considérer de nouvelles approches pour leur dimensionnement, en particulier concernant le placement de leurs antennes. Ces nouveaux instruments doivent notamment permettre de construire des images d’une précision jamais atteinte auparavant. Les objectifs de ce projet sont (i) d'établir des critères pertinents de performance des radio interféromètres en termes d'imagerie, et (ii) de concevoir des géométries de réseaux d'antennes originales pour ces instruments, basées sur les critères de performance proposés. Pour cela, nous nous baserons sur un modèle paramétrique des données obtenues par les radio-interféromètres, et chercherons à obtenir des bornes sur l'erreur (quadratique moyenne) de reconstruction des images. La borne de Cramér-Rao (CRB), pour le problème d’imagerie en radioastronomie, n’a été que très peu étudiée pour la conception des radio-interféromètres, alors qu'elle est habituellement utilisée comme critère de dimensionnement pour les systèmes multi-capteurs. Nous proposons de combler ce manque, et d’étendre la CRB pour ce problème à des versions prenant en compte le biais ou bayésienne. Par ailleurs, la CRB se révèle insuffisante pour décrire les performances d’estimation dans des conditions de faible rapport signal à bruit et/ou de faible nombre d’observations. Nous nous intéresserons donc à des bornes autres que la CRB, aux conditions de validité moins restreintes dans ces conditions difficiles et appropriées au contexte de la radioastronomie. Nous nous focalisons ensuite sur les méthodes de positionnement des antennes, comme celle basée sur la sélection de capteurs sur une grille par minimisation d'une fonctionnelle convexe. Enfin, nous comparerons ces méthodes à celles habituellement utilisées en radioastronomie, et les appliquerons à la planification d'observation en utilisant des données NenuFAR.

L’instrument COSIMA (Cometary Secondary Ion Mass Analyzer) qui était à bord de l’orbiteur de la mission Rosetta a d’ores et déjà permis d’obtenir de très nombreux et importants résultats sur la caractérisation physique et chimique des particules de poussières cométaires. Néanmoins, l’analyse et l’interprétation des observations réalisées par cet instrument sont loin d’être terminées. Nous souhaitons obtenir le financement d’un doctorat et d’un post-doctorat afin de poursuivre ce travail. L’étude des spectres d’ions positifs a permis la détermination de la composition élémentaire d’un très grand nombre de particules. Ce travail doit être poursuivi par l’étude des spectres d’ions négatifs afin de quantifier l’oxygène, le soufre, l’azote mais aussi le deutérium qui produisent très majoritairement des ions négatifs. La détermination de la composition élémentaire et l’étude de sa dispersion entre particules, permettent de contraindre la nature de la matière organique et des minéraux contenus dans les poussières cométaires. De plus, la prise en compte des ions organiques ayant des rapports m/z élevés, en particulier dans les spectres acquis après une étape préalable de pulvérisation de la surface, permettra de mieux contraindre la structure de la matière organique (taille des unités aromatiques, longueur des chaines aliphatiques, nature des fonctions oxygénées, …). De nombreux spectres de références réalisés sur des échantillons extraterrestres avec la réplique sol de COISMA sont disponibles. Ces données de calibration permettront de comparer la matière organique cométaire à celles contenues dans les chondrites primitives et les poussières interplanétaires (IDPs) afin de la replacer dans un contexte planétologique. Ces travaux permettront de mieux contraindre les apports de matières exogènes sur la Terre primitive, ainsi que la nature des processus physico-chimiques présents dans le disque protoplanétaire ayant conduit à la formation des planètes.

La production de carburants et de produits chimiques à haute valeur ajoutée à partir du dioxyde de carbone (CO2) grâce à l'électro- ou la photocatalyse représente une approche prometteuse pour l'exploitation à grande échelle d'énergies renouvelables intermittentes. Pour faciliter les transformations cinétiquement et thermodynamiquement défavorables du CO2, l'une des stratégies efficaces utilisées par les enzymes naturelles, telles que la Carbon Monoxide Dehydrogenase (CODH), réside dans l’utilisation de fragments d’acides aminés et de métaux abondants pour induire des effets multifonctionnels dans la seconde sphère de coordination (SSC) et créer un microenvironnement adéquat autour d'un site métallique actif principal. Ces effets de SSC, comprenant des relais de transfert de protons, des interactions électrostatiques et des liaisons hydrogène, jouent des rôles distincts à différentes étapes de l'activation et de la transformation du CO2. Cependant, les catalyseurs synthétiques traditionnels incorporent généralement un seul type de groupe de SSC à la fois. MultiSCOR vise à améliorer les performances catalytiques en combinant, pour la première fois, plusieurs effets SSC dans une poche distale artificielle de catalyseurs de type porphyrine de fer. La conception rationnelle de ces SSC multifonctionnels sera minutieusement guidée par l'évaluation des performances en électro- et photocatalyse vis-à-vis de la réduction du CO2, ainsi que par des études mécanistiques basées sur des investigations cinétiques, spectroscopiques et de DFT. En repoussant les limites de la recherche sur la catalyse bioinspirée pour la réduction du CO2, MultiSCOR contribuera à aller vers une exploitation plus efficace des énergies renouvelables.

Atteindre la faisabilité et la fiabilité de la densification des dispositifs électroniques nécessitent des solutions de design intelligentes et innovantes à l'échelle nanométrique. Dans ce projet, nous proposons d’exploiter de nouveaux phénomènes de transport de la chaleur, prédits numériquement et théoriquement et/ou démontrés partiellement expérimentalement à ces mêmes échelles, pour la gestion thermique des systèmes ultra-denses. Ces nouveaux phénomènes comprennent le transport balistique, la cohérence de phonons, la rectification thermique ou encore le transport thermo-hydrodynamique. Par ailleurs, nous focalisons nos recherches sur les matériaux bidimensionnels (2D) dont les propriétés physiques ne cessent de révolutionner la façon de concevoir de nouveaux appareils hautes performances, en particulier dans les domaines de la microélectronique, de la conversion et du stockage de l'énergie, de la dépollution, de la détection, entre autres. Ces matériaux sont très prometteurs pour la gestion thermique des systèmes aux nanoéchelles grâce à leur forte anisotropie thermique et un grand libre parcours moyen des phonons. Ils devraient permettre de résoudre les problèmes de forte dissipation thermique dans des dispositifs électroniques et optoélectroniques. Le projet BF2D est un projet fondamental, très ambitieux d’un point de vue scientifique et technique. Notre proposition vise à développer une gestion intelligente de l'énergie, basée sur des matériaux 2D nanoarchitecturés, afin de créer et d’ajuster des propriétés de transport thermique anisotropes à température ambiante. Son originalité est d'étudier l’impact sur ces propriétés de l'organisation spatiale et de la distribution de la densité des centres de diffusion des phonons à la même échelle que les longueurs d'onde des phonons (quelques nm à 300 K). Les stratégies de fonctionnalisation des matériaux 2D visées comprennent : la perforation nanométrique contrôlée et l’amorphisation partielle des matériaux, la découpe de membranes en formes asymétriques (trapézoïdes) et les hétérostructures latérales (graphene/h-BN, encapsulation partielle, suspension partielle, ou mêmes membranes déposées sur un bi-substrat). Ces stratégies, combinant des approches originales d'élaboration et de fonctionnalisation intelligente, seront précisées, mises au point et optimisées sur la base de lois de designs issues de modélisations atomistiques et mésoscopiques, et de mesures innovantes de double plateforme. Pour atteindre ses objectifs, le consortium du projet est constitué par cinq laboratoires académiques (CETHIL, Inst. Néel, LOMA, IMPMC et DPHY/CMT-ONERA) d’expertises reconnues internationalement et complémentaires dans les domaines de la modélisation multiéchelle (ab-initio et dynamique moléculaire, et de l’échelle atomique à l’échelle mésoscopique) et de la mesure des propriétés du transport et de la cartographie thermique, de la synthèse de nanomatériaux et systèmes, et de la fonctionnalisation des matériaux. Les principaux résultats attendus du projet intègrent de nouveaux protocoles de conception et d’élaboration de matériaux nanoarchitecturés innovants pour dissiper la chaleur dans des directions préférentielles (rectification thermique) avec pour objectif final la création de blocs de construction pour la gestion thermique tels que des guides, des lentilles, des diffuseurs ou des redresseurs thermiques (thermotronics).

L'objectif principal du projet est d'explorer la synthèse de couches minces de pérovskites halogénées (HPs) inorganiques monocristallines de phase pure CsMX3 avec M = (Pb, Sn) et X = (I, Br) pour des applications photovoltaïques et optoélectroniques. L'idée sous-jacente est de développer pour la première fois des films minces monocristallins et ainsi d'améliorer la stabilité de pérovskites, autrement instables. Dans le but d'analyser l'impact de la cristallinité sur les propriétés optoélectroniques, SPOIR comparera les performances de matériaux massifs et de couches minces polycristallines synthétisés chimiquement avec celles de couches minces obtenues par épitaxie par jets moléculaires (MBE). Cette dernière méthode de fabrication n’a pas encore été utilisée pour obtenir des HPs, même si elle promet l’accès à des matériaux de haute qualité cristalline, disponibles jusqu’à présent uniquement sous forme de cristaux massifs, mais pas sous forme de films minces. Le deuxième objectif du projet, en ligne avec le développement d’une technologie solaire stable et durable basée sur les pérovskites, est de synthétiser des HP inorganiques sans Pb. Compte tenu de l’ambition du projet, nous procéderons progressivement. Une fois que les couches minces monocristallines de CsPb(Br,I)3 auront été obtenues, nous aborderons la croissance d'alliages de pérovskites contenant du Pb et du Sn et, enfin, nous réaliserons la croissance de couches minces de CsSn(Br,I)3 monocristallines sans Pb. Le développement de pérovskites à base de Sn devrait jouer un rôle important dans le futur proche des cellules solaires durables et des dispositifs optoélectroniques à base de HP.

Le projet DragHunt vise à ouvrir de nouvelles voies pour améliorer l'efficacité thermoélectrique des matériaux, en explorant, à la fois théoriquement et expérimentalement, l'effet de « Phonon Drag », lequel résulte du transfert du moment entre les populations de phonons et des électrons hors équilibre, ce qui provoque une forte augmentation des coefficients Seebeck et Peltier dans certains matériaux thermoélectriques à basse température. Le concept que nous souhaitons explorer est l'utilisation d'un substrat comme bain de phonons externe pour fournir des phonons supplémentaires hors équilibre, afin d'intensifier l'effet de Phonon Drag et de le déplacer vers des températures plus élevées. Pour cela, nous visons à développer une approche numérique qui permettrait de décrire le transport couplé des électrons et des phonons à l'interface entre un système conducteur et un bain de phonons externe, avec une attention particulière portée à l'effet de Phonon Drag. En parallèle, l'effet de Phonon Drag sera étudié expérimentalement, sur un système modèle constitué de canaux de conduction graphitiques enfouis dans une matrice de diamant. Le but de ce projet est donc, en combinant simulations numériques et études expérimentales approfondies d'un système choisi, d'identifier les principaux facteurs (tels que la structure de bande électronique, les spectres de phonons dans les deux sous-systèmes, la transmission des phonons à l'interface) permettant d’exacerber l’effet de Phonon Drag et de le déplacer vers des températures plus élevées. Pour atteindre cet objectif, nous proposons d'unir nos expertises en mesures spectroscopiques et thermoélectriques (ILM), en description ab initio de l'effet de Phonon Drag (LSI) et en description du transport de charge (C2N) et de la chaleur incluant les interfaces (SATIE) afin d’explorer, la possibilité de manipuler l’effet de Phonon Drag par le choix d'un bon couple de matériaux pour réaliser l’ensemble conducteur et bain de phonons externe.

La synthèse de nanoparticules (NP) constitue une voie viable pour poursuivre la production de matériaux de nouvelle génération. Pour permettre leur utilisation industrielle, des technologies permettant une production à grande échelle et peu coûteuse de NP avec des caractéristiques optimisées sont obligatoires. Pour cela, les systèmes de pyrolyse de flamme de spray (FSP-flame spray pyrolysis) constituent une option prometteuse, mais un contrôle précis de la combustion turbulente est nécessaire car elle régit les caractéristiques des particules telles que la taille et la morphologie. Ce sont ces caracteristiques qui déterminent grandement les performances du matériau final. Pour cela, la simulation numérique CFD (Computational fluid dynamics), fournissant des informations complémentaires et uniques aux expériences, est un outil essentiel pour la conception rationnelle des nanoparticules, dont la fabrication est généralement basée sur des méthodes « trial & error». Ainsi, l'objectif du projet TOSCaNA est de développer un approche expérimentale et un formalisme CFD pour la prédiction de la taille et de la morphologie des oxydes métalliques synthétisés via une flamme, grâce: 1) au development de diagnostics optiques in situ et de modèles CFD pour la caractérisation au niveau du continuum d'une population de nanoparticules. Cela sera possible en les couplant à des mesures et des simulations à l’échelle nanométrique. 2) à l'etude de l'effet des conditions opératoires sur le processus de formation de particules en déterminant l'évolution temporelle et spatiale des caractéristiques des nanoparticules dans les flammes laminaires et turbulentes. Ce projet fournira les bases pour l'optimisation rigoureuse de la technologie FSP à base d’hydrogène pour la production « verte » de nanoparticules à l’échelle industrielle.

La transition rapide vers une économie neutre en carbone nécessite d'utiliser tous les leviers disponibles pour réduire nos émissions de gaz à effet de serre, y compris l'utilisation de combustibles durables pour les installations de grande puissance. Parmi les molécules envisagées, l'ammoniac (NH3) offre la densité énergétique la plus élevée, peut être facilement transporté et sa combustion idéale ne libère pas de molécules carbonées. Cependant, sa faible inflammabilité et la formation potentielle de polluants rendent son application difficile. Dans ce projet, des décharges nanosecondes répétitives pulsées (NRP) seront employées pour déclencher de nouvelles voies cinétiques qui améliorent la stabilisation de la flamme et la réduction des polluants. Deux types de plasma peuvent être générés. Dans le premier cas, les décharges NRP sont des plasmas hors équilibre, où les états électroniquement excités de N2 induisent chauffage rapide et dissociation moléculaire. Un second régime, où le plasma est à l'équilibre thermique à 30 000 K, provoque des effets hydrodynamiques intenses et une dissociation complète, bénéfiques pour la cinétique de combustion. Ainsi, les principaux objectifs de ce projet sont d'appliquer ces décharges NRP thermiques et non thermiques dans un brûleur NH3 et d'obtenir une compréhension détaillée de leur impact sur la formation de polluants et la stabilisation des flammes. La cible principale sera de sélectionner les conditions de base dans un nouveau brûleur à NH3 spécifiquement conçu pour le projet ThermOnia. Ensuite, des diagnostics avancés, notamment la spectroscopie d'absorption laser à diode accordable (TDLAS ou LAS) et la spectroscopie d'émission calibrée (OES), seront appliquées. L'OES sera utilisée dans le voisinage du plasma pour évaluer attentivement la répartition énergétique dans les sparks hors-équilibre (chauffage, formation d'espèces atomiques, …). Dans les thermal sparks, l'OES fournira également le degré d'ionisation et le chauffage associé. Le LAS sera utilisé pour sonder le plasma environnant et le corps de la flamme afin de reconstruire la distribution 3D des espèces et de la température. Ces données LAS et OES fourniront un aperçu crucial de l'interaction du plasma et de la flamme. La comparaison des effets des décharges thermiques et non-équilibres sur le dégagement de chaleur de la flamme et la formation de polluants sera cruciale dans ce projet. Enfin, ces données seront également utilisées pour valider et affiner au laboratoire EM2C le modèle phénoménologique de combustion assistée par plasma dans les décharges non-équilibre, tout en l'étendant aux décharges thermiques.

Avec l'augmentation continue de la demande en énergie et les problèmes environnementaux liés à l'utilisation des énergies fossiles, il est très important d’utiliser des sources d'énergie alternatives. L’énergie solaire, abondante et propre, apparaît donc comme une solution attrayante pour remplacer les combustibles fossiles. Lors de la photosynthèse, l'énergie solaire alimente une chaine catalytique multi-électronique comprenant d’une part, l’oxydation de l'eau à 4 électrons (et 4 protons), et d’autre part, la réduction du CO2 en sucres. Avec la photosynthèse comme source d’inspiration, les chercheurs développent des systèmes artificiels dans le but ultime de stocker l'énergie solaire en carburants ou de la convertir en synthons chimiques pour nos sociétés modernes. Dans ces circonstances, l'utilisation de l'énergie solaire, pour promouvoir des réactions d'oxydation a attire´ beaucoup d'attention. Cependant, réaliser des transformations photo-catalytiques multi-e´lectroniques repre´sente toujours un grand de´fi pour les chimistes. Quelques exemples re´cents d’oxydations catalyse´es par des catalyseurs métalliques photo-activés ont e´te´ de´crits ; cependant, ces syste`mes sont souvent intrinse`quement limite´s par la ne´cessite´ de concentrations e´leve´es en accepteurs sacrificiels d'e´lectrons. Dans ce projet, nous visons a` coupler l'oxydation a` 2 e´lectrons d'un substrat, de´clenche´e par la lumie`re ,a` la re´duction du dioxyge`ne (accepteur d'e´lectrons renouvelable) au travers d’une me´talloenzyme robuste : une laccase fongique. Notre projet combinera des approches incluant : (i) l'inge´nierie des prote´ines (ii) la conception d'assemblages mole´culaires photocatalytiques (iii) la ge´ne´ration d'architectures hybrides avec une orientation se´lective des diffe´rents partenaires a` la surface de l’enzyme (iv) des e´tudes spectroscopiques et photophysiques et (v) des tests de photocatalyse.

La 5e et la 6e génération (5G et 6G) d'infrastructures de télécommunications nécessiteront un fonctionnement dans de nouvelles bandes allouées dans les fréquences de 6-24 GHz et une augmentation de la largeur de la bande passante pour intensifier la transmission des données. Le projet ANTARES souhaite surmonter la difficulté de la technologie actuelle des filtres RF en développant la fabrication d'hétérostructures BAW (ondes élastiques de volume) rentable et rapide, avec une possibilité de mise à l'échelle et une compatibilité avec les procédés industriels standard. L'objectif principal est de développer des résonateurs BAW à couplage électromécanique élevé avec une fréquence de résonance allant de 8 GHz à 24 GHz pour des filtres RF avec une largeur de bande > 10 % et satisfaisant aux exigences des bandes moyennes de la 6G en termes de contrôle/reproductibilité de la fréquence, de pertes d'insertion, de dérive de la fréquence en température et de stabilité à des densités de puissance élevées. Pour atteindre cet objectif, nous appliquerons une approche multidisciplinaire comprenant l'ingénierie chimique des matériaux, combinaison des technologies des oxydes et des semi-conducteurs (ingénierie des propriétés des films minces piézoélectriques et co-intégration avec les matériaux 2D), la microfabrication de pointe (y compris les techniques de transfert de couches), et des méthodes avancées de caractérisation de la structure, de la composition et des propriétés physiques des matériaux, ainsi que la conception avancée d'hétérostructures et de dispositifs BAW, en tenant compte de la gestion thermique et des contraintes mécaniques, l'intégration avec les électrodes de la prochaine génération, et la caractérisation complète de leurs performances. Le contrôle de l'épaisseur, la reproductibilité et l'homogénéité des propriétés des couches piézoélectriques et des performances des dispositifs à l'échelle de wafer, conformément aux exigences de l'industrie BAW seront visés.

Les systèmes sous forme de biofilm représentent aujourd’hui une alternative prometteuse aux méthodes classiques de culture en suspension pour la production de microalgues. En effet, ces technologies sont caractérisées par une faible empreinte écologique (dépenses en énergie et en eau) et par le fait que la récolte de la biomasse, par raclage du support, est plus simple. Cependant, le manque de capteurs capables de mesurer en ligne la biomasse et les produits associés constitue un obstacle majeur pour le développement à grande échelle de ces technologies. Les objectifs principaux du projet MoBioSens sont d'identifier les capteurs les plus efficaces pour suivre les cultures de microalgues sous forme de biofilm et de développer des méthodologies permettant la quantification en ligne de la biomasse et des composés à hautes valeurs ajoutées. Plusieurs capteurs, dont des sondes spectroscopiques et des caméras multispectrales, seront testés, calibrés et appliqués au suivi d’un procédé rotatif à biofilm. Les signaux des capteurs seront traités à l'aide d'une analyse statistique classique et d'un algorithme prédictif plus complexe. En conclusion, ce projet propose des méthodologies innovantes pour le suivi en ligne et non invasif des systèmes de culture de microalgues sous forme de biofilm pour des applications commerciales.

Le projet COVADIS regroupe des spécialistes des communautés des plasma et de la chimie. Il vise à développer un procédé chimique assisté par plasma pour la synthèse de molécules organiques par carboxylation sélective de molécules hydrocarbonées insaturées en solution aqueuse exposée à une (post-)décharge de CO2. L’activation du CO2 utilisé pour la réaction sera réalisée au moyen de 3 décharges aux caractéristiques différentes : une DBD diffuse, une DBD filamentaire et une décharge réalisée directement dans les bulles de CO2 au sein du liquide. Les mécanismes à l’œuvre dans la (post-)décharge, dans la phase liquide, ainsi que lors de leur couplage avec le milieu chimique réactionnel seront étudiés. Une étude mécanistique détaillée de la carboxylation par voie purement chimique assistée par catalyse, telle qu’elle a été démontrée récemment, sera réalisée. Comprendre ce qui confère sa réactivité à la molécule de CO2 dans ces conditions de catalyse homogène nous permettra d'atteindre cette réactivité par une activation par plasma. L’ensemble des connaissances ainsi acquises seront mises à profit pour le développement du procédé de synthèse dont nous démontrerons la fiabilité et la sélectivité.

L'ingénierie tissulaire utilise de plus en plus l'impression 3D pour développer des biomatériaux fonctionnels, mais certains verrous technologiques entravent encore certaines applications. Par exemple, un gradient de résorbabilité serait optimal pour que l'os se régénère de manière différée. Pour une application dentaire, par exemple, une coque épaisse serait efficace pour fournir des propriétés mécaniques et protéger contre l'infection, tandis qu'une structure progressivement poreuse serait bénéfique pour promouvoir la colonisation dans une partie plus interne vers la gencive. Pour surmonter ce défi, cette proposition développera des structures d'implants complexes basées sur la fabrication additive, créant un gradient de structure dans le matériau architecturé pour être adapté au patient. Le projet 3DP-ARBio propose de travailler sur quatre points dans le but d'apporter de nouvelles connaissances sur les biomatériaux architecturés pour la médecine régénérative 1) l’optimisation de la structure de l’implant par l’utilisation du DFAM, 2) l’élaboration de structures à gradients de propriété pour permettre une résorbabilité contrôlée, 3) l’étude de la biocompatibilité et des propriétés biomécaniques des biomatériaux élaborés et 4) la modélisation de la résorbabilité par l’utilisation des caractérisations multiphysiques et multi-échelles. L'objectif ultime de ce projet est de développer des matériaux personnalisables pour chaque patient et d'optimiser le temps de reconstruction osseuse.

Comprendre et modéliser la dispersion et le transport de polluants à la surface des océans constitue un enjeu environnemental majeur. La dynamique d’une telle « phase intermédiaire », continue ou dispersée, couvre une vaste gamme d’échelles, du moléculaire (surfactants) au mètre (radeaux d’algues dérivantes) en passant par le micromètre (particules colloïdales) et le millimètre (mousses, microplastiques). Ces phénomènes dispersion sont bien documentés par des observations et des collectes océaniques, mais la compréhension fine de leur cycle de vie et des mécanismes de fragmentation reste encore lacunaire. Dans ce contexte, des expériences de laboratoire dans des écoulements simples et bien contrôlés sont indispensables pour identifier les mécanismes sous-jacents nécessaires au paramétrage des modèles de dispersion océanique. Le projet TransWaves vise à développer des expériences de laboratoire et des modélisations numériques pour identifier les mécanismes de transport, d’agrégation, de fragmentation et de dispersion de « polluants modèles » dans un champ d’ondes : (1) collection d’objets flottants millimétriques en interaction capillaire (« radeaux granulaires ») ; (2) de plaques minces élastiques et fragiles. Ce projet est construit autour de trois partenaires (FAST, d’Alembert et PMMH), qui ont développé une expertise reconnue dans la dynamique des radeaux granulaires et la dynamique des plaques minces flottantes. L’originalité de ce projet réside dans l’étude directe des processus de fragmentation dans des configurations modèles bien contrôlées : ondes gravitaires propagatives ou deferlantes, ondes capillaires stationnaires (Faraday)… La mise en œuvre de diagnostiques optiques avancés permettra d’identifier les mécanismes physiques sous-jacents, et d’en déduire les lois d’échelles pertinentes afin d’extrapoler les résultats obtenus à l’échelle océanique.

Le concept de la localisation d'Anderson présente un potentiel encore inexploité qui pourrait contribuer à améliorer l'ingénierie aérospatiale et du transport en permettant le développement de matériaux légers et robustes capables d'atténuer les charges dynamiques non stationnaires à haute énergie. Initialement développé pour expliquer la transition métal-isolant dans les métaux purs, le phénomène s'est rapidement avéré omniprésent dans toutes les équations d'ondes pour les milieux désordonnés. Or, malgré les études théoriques et expérimentales sur ce phénomène dans divers domaines et les modèles/équations développés depuis plus de 50 ans, les applications pratiques pour la conception de nouveaux matériaux et structures sont encore rares, en particulier dans le domaine de la vibroacoustique. Le projet DIZZY rassemble des compétences couvrant les aspects théoriques, numériques et expérimentaux pour relever le défi d'isoler les composants structurels des ondes élastiques à haute énergie dans l'industrie aérospatiale et du transport. Les structures périodiques en nid d'abeille (nida) présentent un rapport rigidité-poids élevé, ce qui en fait la solution de choix dans ce secteur. Leur microstructure cellulaire périodique peut entrer en interférence complexe avec les ondes, telles que la diffusion, l'atténuation, le filtrage et éventuellement l'apparition de bandes de fréquences où la propagation des ondes est interrompue. Malheureusement, ces bandes de fréquences sont souvent étroites, et de petits défauts de fabrication incontrôlés peuvent encore réduire leur étendue, ce qui fait des structures HC classiques de mauvais absorbeurs de chocs. Le projet DIZZY vise à relever le défi de la propagation des ondes élastiques à haute fréquence dans les composants aérospatiaux et de transport en exploitant la localisation d'Anderson au moyen d'un désordre sur mesure dans les réseaux nida. L'objectif du projet est de permettre aux structures de dévier l'impact des charges des zones critiques. La durée du projet est de 48 mois, avec une thèse de doctorat (36 mois) et deux études post-doctorales (18 et 12 mois, resp.). Le travail théorique consiste à développer des modèles analytiques pour comprendre la localisation d'Anderson dans des structures en nida désordonné en proposant des techniques pour construire des relations de dispersion dans de tels milieux. Le travail numérique se concentre sur la simulation de leur comportement sous des charges dynamiques en utilisant un solveur Galerkin discontinu dans le domaine temporel, couplé à la création d'un modèle de substitution pour une exploration rapide de la conception. Le travail expérimental implique la fabrication et l'essai de panneaux sandwichs nida ayant un désordre sélectionné. En utilisant un équipement de vibromètre laser et des charges dynamiques non stationnaires de haute intensité, nous tenterons de quantifier l'effet de la localisation d'Anderson dans les structures développées. À la fin du projet, un modèle d'hélicoptère sera équipé d'un tel panneau sandwich et soumis à des contraintes de charge dynamique. En démontrant les applications pratiques de la localisation d'Anderson, le projet DIZZY a le potentiel d'ouvrir la voie à de futurs progrès dans les industries de l'aérospatiale et du transport, où le désordre n'était jusqu'à présent considéré que comme une source de perte d'efficacité. Pour changer ce paradigme, l'équipe du projet vise à proposer de nouvelles conceptions avec une capacité améliorée à annihiler le transport d’énergie vibratoire par ondes sur de larges bandes de fréquence, tout en faisant progresser la recherche fondamentale pour mieux comprendre l'effet du désordre sur le comportement dynamique des panneaux sandwichs nida et les mécanismes sous-jacents. La finalité du projet DIZZY est de concevoir des matériaux et structures qui rendront les véhicules aérospatiaux plus légers, plus robustes et plus aptes à supporter des charges dynamiques non stationnaires.

La fabrication additive (FA) permet de construire des structures par ajout progressif de matière et d’obtenir des géométries complexes qui ne peuvent pas être réalisées avec les techniques d'usinage classiques. Les procédés FA représentent une opportunité unique d'optimiser et d'alléger les structures et donc de réduire la consommation d'énergie. Un des procédés largement utilisé dans les secteurs de l’aérospatiale, de l’énergie, de l’automobile ou du médical est le procédé de fusion du lit de poudre par faisceau laser (LPBF). En raison des phénomènes physiques complexes impliqués dans l'interaction laser-matière, les instabilités de la morphologie du bain de fusion peuvent générer des défauts (porosité, éjectas, défauts géométriques, défauts de surface, contraintes résiduelles, fissures, délaminations, inhomogénéités microstructurales). IMMAFUSE ambitionne de développer une instrumentation innovante de contrôle in-situ du procédé LPBF couplant une visualisation en temps réel avec une analyse des éjectas formé. Un système holographique sera couplé à une machine LPBF instrumentale et à une caméra rapide permettant d'enregistrer des hologrammes aux échelles temporelle et spatiale du procédé LPBF. L’objectif scientifique est de pouvoir rendre compte de l’efficacité de ce dispositif innovant d’holographie numérique pour étudier les phénomènes hydrodynamiques pour différentes classes de matériaux métalliques. Des structures de géométries connues et d’intérêt industriel seront testées avec diagnostic in-operando et analyse préliminaire du lit de poudre. A l’issue d’IMMAFUSE, nous souhaitons proposer l’implantation sur une machine industrielle LPBF d’une imagerie multimodale pour le contrôle de répétabilité et de stabilité du processus. A terme, cet outil d’avant-garde pourrait favoriser la démocratisation de la fabrication additive laser dans l'industrie en fiabilisant le procédé.

La photonique a besoin d'une technique de fabrication pour imprimer « à la demande » des composants optiques permettent la mise en forme de faisceau arbitraire. Idéalement, de telles optiques seraient plates, minces, présentant une faible perte et un seuil de dommage élevé. En principe, le profil de phase de presque tous les composants optiques, y compris les lentilles, les réseaux, les prismes, les lames de phase peuvent être conçu sur la base de « phase géométrique 3D» (phase Pancharatnam-Berry). Théoriquement, n'importe quel profil de phase peut être obtenu avec un rendement théorique de 100 %. De plus, la possibilité d'imprimer une réponse de phase anisotrope (biréfringence) variant spatialement permettra de créer des faisceaux structurés en polarisation (transversaux et longitudinaux) comme des faisceaux vectoriels cylindriques ou plus généralement des faisceaux de Poincaré. Le projet OPTOPHAB propose d'exploiter la technique d'écriture directe par laser femtoseconde pour inscrire des composants photoniques arbitraires dans des verres (Vis et moyen IR). Dans un régime d'irradiation multi-impulsionnels, des nanoréseaux auto-organisés peuvent se former à l'intérieur de la plupart des verres. Ces structures sont sub-longueur d'onde (période ~200-300 nm). Il est important de noter que leur biréfringence peut être contrôlée en amplitude et en direction à l'aide des paramètres laser. Cette technique ouvre de larges perspectives pour fabriquer n'importe quel composant optique. Cependant, et malgré les premières réalisations passionnantes, leur exploitation plus large est toujours entravée par des performances limitées (vitesse d'écriture>10h/cm2, transmission 70%, densité de phase 0,1 rad/micron) résultant principalement du manque de contrôle des processus d'interaction laser-matière. OPTOPHAB surmontera ces limitations pour libérer à la fois le potentiel industriel, monter en TRL au moyen de nombreux développements scientifiques nécessitant une mise en forme complexe des faisceaux.

Ce projet vise à développer et à utiliser des diagnostics sophistiqués du plasma et des surfaces afin d’acquérir les connaissances fondamentales nécessaires au développement de processus plasma robustes pour nettoyer, doper et structurer le graphène et également pour réduire et doper l'oxyde de graphène afin de produire du rGO. Nous proposons notamment d'utiliser la spectroscopie d'absorption VUV avec un monochromateur de focale de 1 m (qui est assez unique en France) pour mesurer les densités absolues des atomes H, O et N ainsi que des radicaux NHx et des molécules métastables O2* dans les plasmas microondes de H2, N2, NH3 et O2 utilisés. En parallèle, nous proposons de construire un porte-substrat original qui permettra de contrôler précisément l'énergie des ions dans la gamme 0-20 eV, c'est-à-dire les énergies nécessaires pour modifier le graphène/rGO sans l'endommager. Les spectroscopies XPS et Raman seront utilisées en parallèle pour caractériser l'impact du plasma sur le graphène. Les applications ciblées sont de première importance et la méthodologie développée au cours du projet pourrait être facilement appliquée à d'autres matériaux 2D prometteurs dans l'avenir. Ce projet réunit l'expertise de trois groupes experts en science et technologie des plasmas. Le projet bénéficie d'une expertise dans la fabrication de circuits intégrés, les interactions plasma-surface dans la fusion nucléaire (ITER) et les études fondamentales de molécules d’importance dans la haute atmosphère. En contrepartie, puisque les mêmes plasmas sont utilisés, ces différents domaines de recherche bénéficieront également de notre projet puisque la technique de spectroscopie VUV utilisée dans le projet permettra des expériences complémentaires à celles réalisées au synchrotron SOLEIL, mais sur 3 ans sans la contrainte de disponibilité d’une ligne de faisceau.

Afin de prédire le transfert de chaleur et de masse dans des écoulements naturels ou de réacteurs, des expériences de laboratoires sont nécessaires avec des mesures suffisamment fines pour éviter de lisser les petites structures turbulentes. Dans ce projet, nous proposons d’éprouver et d’appliquer une nouvelle technique optique, qui exploiterait individuellement les signaux de particules luminescentes sous-micrométriques, ensemencées dans l’écoulement. A chaque impulsion laser, les particules formeraient une toile dense de thermomètres où chaque thermomètre serait positionné dans les trois dimensions avec une résolution meilleure que le pixel, soit quelques microns. Les trois composantes de la vitesse seraient aussi obtenues à chaque point en utilisant les approches de Particle Tracking Velocimetry (PTV) 3D développées à l’ONERA. Pour valider ce concept, des premières mesures serait effectuées dans un jet de laboratoire, et comparées à des mesures obtenues par des sondes micro fils courtes et ultra fines, récemment développées à l’ONERA. Les particules luminescentes seront aussi optimisées en considérant des méthodes de synthèse en voie liquide. Finalement, cette méthode couplée sera appliquée à un banc de grand jet turbulent de référence pour obtenir des termes couplés de température et de vitesse, et pour mesurer directement le taux de dissipation de la variance de la température. Ces données vont mettre en lumière la physique du transport de grandeur scalaire dans des écoulements à hauts nombres de Reynolds, et vont servir à développer et tester des modèles de turbulence pour améliorer la fiabilité des simulations RANS et LES.

Les pseudo-satellites à haute altitude et longue endurance (HALE) sont des drones fonctionnant à l'énergie solaire. Leur endurance quasi illimitée leur permet d’être une alternative écologique aux satellites. La plupart des projets de drones HALE solaires passés et actuels ont connu des problèmes aéro-structurels majeurs. Leurs ailes très flexibles sont en effet extrêmement sensibles aux instabilités aéroélastiques, ce qui fait de leur conception un défi technologique majeur. Les codes développés jusqu'à présent pour simuler et prévoir ces instabilités se concentrent davantage sur le calcul des vitesses critiques que sur le comportement dynamique atteint après le début du flottement, comme les cycles limites (LCOs). Ces phénomènes, liés aux non-linéarités géométriques de la structure et au décrochage dynamique, sont particulièrement difficiles à modéliser. En particulier, il n’existe pas de modèle analytique fiable pour simuler le décrochage dynamique de ces ailes flexibles en 3D. Une nouvelle stratégie basée sur l'assimilation des données combinant modélisation et expérimentation apparaît donc comme une alternative prometteuse. Afin de concevoir des drones solaires HALE plus sûrs, l'objectif principal du projet FlexHALE est de développer un jumeau numérique d'aile hautement flexible en vue de l’optimisation de son caisson de voilure en composite. L’élaboration d'un outil de simulation aéroélastique non-linéaire pour l’analyse post-flottement constitue la première étape du projet. Les résultats des essais en soufflerie sur des ailes composite très flexibles en flottement analysés avec des caméras seront utilisés pour valider le modèle et l’enrichir de forces aérodynamiques 3D basées sur les données expérimentales. Enfin, la forme du caisson et les séquences d’empilement du composite seront optimisées pour influencer le couplage flexion/torsion directement impliqué dans le déclenchement du flottement (adaptation aéroélastique).

La combustion d'hydrogène est reconnue comme une alternative propre et prometteuse à la combustion des carburants fossiles conventionnels. La combustion de l'hydrogène ne produit pas de dioxyde de carbone, mais les méthodes actuelles utilisées pour produire l'hydrogène émettent de grandes quantités de ce gaz à effet de serre. La pyrolyse du méthane en utilisant un gaz ionisé (ou un plasma) est une source alternative d'hydrogène qui ne produit pas de gaz à effet de serre. La conception efficace d'un réacteur plasma pour la pyrolyse du méthane requiert une compréhension précise de la cinétique chimique de ce processus. La start-up française SPARK Cleantech utilise des décharges de plasma non-thermiques pour initier la conversion du méthane en hydrogène et en carbone solide. Mais les modèles de cinétique chimique n’ont pas été validés dans les conditions opérationnelles cibles de SPARK, ce qui empêche l’entreprise de pouvoir optimiser la conception du réacteur et d’atteindre l’efficacité de conversion maximale. Le but de ce projet est de produire un modèle cinétique validé et d'analyser les conditions de fonctionnement qui ont le potentiel de générer des rendements plus élevés en hydrogène. Nous proposons un cas-test expérimental adapté à la technique chimique développée par SPARK Cleantech. Afin d’obtenir des mesures de température et de composition chimique, nous proposons une série de diagnostics. Ces diagnostics incluent la spectroscopie d’absorption, la diffusion spontanée de Raman et la spectroscopie de masse. Ensemble, ces mesures fournissent une vue détaillée de l’état thermodynamique du système. En parallèle de ces mesures expérimentales, nous développerons des modèles de cinétique chimique. Ces modèles viseront à la fois la chimie de phase du gaz et la nucléation et croissance des particules solides qui ont lieu lors de la pyrolyse du méthane. Les prédictions de ces modèles seront comparées aux mesures expérimentales afin d’identifier les modèles les plus performants et d’évaluer leur niveau de précision.

Les dystrophies musculaires (DM) sont des maladies génétiques dramatiques affectant le muscle squelettique, pour lesquelles il n'existe actuellement aucun traitement curatif. Les technologies de transfert de gènes basées sur des vecteurs adéno-associés (AAV) ont donné des résultats précliniques prometteurs pour le traitement de ces maladies. Cependant, le transfert sûr et efficace de matériel génétique à l'aide de ce vecteur présente encore des problèmes importants, en particulier lorsque l'approche thérapeutique nécessite l'administration systémique d'une grande quantité de virus comme dans le cas des DM. Il existe donc un besoin important de développer des stratégies plus efficaces pour transférer le matériel génétique dans les muscles squelettiques. Dans cette demande, nous proposons d'étudier les mécanismes sous-jacents à l'efficacité du transfert de gènes comme point de départ pour concevoir des stratégies ayant une efficacité accrue. Nos observations indiquent l'existence de facteurs qui vont influencer le transfert du vecteur ou l'expression du transgène dans les fibres d'un muscle par ailleurs homogène au niveau génétique. Le but de cette proposition est d'identifier ces facteurs et de tester des stratégies issues des connaissances acquises pour augmenter la transduction musculaire. Nous caractériserons tout d'abord le profil d'expression des domaines nucléaires des fibres par séquence ARN de noyau unique pour établir une corrélation avec la transduction musculaire par AAV. Nous utiliserons ensuite des techniques de transparisation du muscle entier et de transcriptomique spatiale pour examiner la corrélation entre la transduction musculaire et la position des éléments structurels du muscle. Les résultats seront ensuite utilisés pour développer des stratégies pour augmenter la transduction des muscles dans un contexte pathologique.

Un couple sur six dans le monde connaît des problèmes d'infertilité, et l'infertilité masculine est responsable d'environ la moitié des cas, constituant ainsi un problème de santé publique. Tout au long de la vie reproductive, la spermatogenèse a pour origine un petit groupe de cellules souches spermatogoniales (SSC) qui peuvent s'auto-renouveler ou se différencier, subir la méiose et enfin la spermiogenèse pour produire des spermatozoïdes. Chez les patients qui suivent des thérapies à forte toxicité gonadique, l'un des principaux effets secondaires qui nuit à la qualité de vie après la guérison est l’atteinte du stock de SSC et les problèmes d'infertilité qui en résultent. Dans les modèles animaux, différentes approches dont la transplantation testiculaire de SSC ont montré leur capacité à restaurer complètement la spermatogenèse, offrant ainsi un véritable espoir thérapeutique dans le domaine de la fertilité humaine. Cependant, aucune thérapie cellulaire basée sur les SSC n'a été rapportée chez l'homme jusqu'à présent. Le manque de connaissances sur les SSC humaines est un frein à la compréhension du potentiel de régénération de ces cellules, nécessaire au développement d'une thérapie cellulaire de l'infertilité. Le faible nombre de SSC dans une seule biopsie limite l'efficacité du processus de régénération après transplantation testiculaire. L'amplification des SSC in vitro constitue une étape clé pour augmenter le nombre de cellules souches, mais les facteurs et conditions de culture permettant l'amplification in vitro des SSC humaines ne sont pas connus. Nous proposons ici de rechercher de nouvelles molécules permettant l’expansion in vitro des SSC humaines en utilisant une approche de criblage à haut débit et à haut contenu de bibliothèques de petites molécules et d'étudier les effets des composés identifiés sur les SSC dans un dispositif d’organe sur puce testiculaire.

La nature anthropique du changement climatique est désormais bien établie et peut être observée à travers une série d'effets. Ces changements sont modulés par les modes naturels de variabilité du système climatique. Il est admis qu'à l'échelle interannuelle-à-décennale (IàD), la variabilité naturelle est le principal facteur de contrôle. L'océan, en tant que composante lente du système climatique et compte tenu de sa grande capacité de stockage de la chaleur (par rapport à l'atmosphère), est considéré comme jouant un rôle clé dans ces variations climatiques IàD. Par exemple, le ralentissement en 2009/2010 de la circulation océanique à grande échelle de l’Atlantique Nord a été suggéré comme contribuant à la rigueur de l'hiver 2010/2011 en Europe, entraînant une pression sur les infrastructures. Par conséquent, une attention particulière sera accordée au suivi des précurseurs océaniques de la variabilité océanique et climatique, notamment dans la région de l'Atlantique Nord. À cause du chaos déterministe la prévision opérationnelle de ces événements IàD reste difficile. Dans ce cadre, la circulation océanique à grande échelle est considérée comme une source de prévisibilité IàD, tandis que l'atmosphère et la turbulence océanique de méso-échelle seraient des sources d'incertitudes IàD. Il est donc opportun de caractériser la manière dont la dynamique océanique à grande échelle est capable de déclencher des variations océaniques et climatiques et en particulier des extrêmes sans précédent, tels que la récente anomalie de la température de surface de la mer observée en 2023 dans l'Atlantique Nord. Dans PORC-ÉPIC, nous utiliserons de nouvelles méthodes pour caractériser les précurseurs des changements et des extrêmes océaniques et climatiques IàD, ainsi que pour comprendre leur dynamique. Nous nous attendons à une percée dans notre compréhension de la dynamique des océans et du climat et à des avancées significatives dans le domaine des mathématiques appliquées.

Contexte de recherche plus large/cadre théorique : L’un des défis dans le domaine du magnétisme moléculaire est de rendre les aimants monomoléculaires (SMM) contrôlables et accessibles en pratique. Le projet proposé vise un magnétisme moléculaire contrôlé et adressable en confinant les SMM dans des nanostructures 1D, telles que des structures métallo-organiques (MOF), des structures organiques covalentes (COF), des polymères conducteurs et des nanotubes de carbone monofeuillets (SWCNT). Hypothèses / questions de recherche / objectifs : Notre objectif principal est d’adresser les SMM via l'hôte 1D. À cette fin, les impacts des nanoconfinements 1D sur le magnétisme moléculaire doivent être compris. Des arrangements moléculaires uniques peuvent être obtenus et les réactions de coordination peuvent être directionnelles à l’intérieur des pores cristallins 1D. L’altération de l’anisotropie d'un seul ion, le champ de ligand et la levée de dégénérescence en champ nul, ainsi que interactions hôte-invité (par ex. le transfert de charge, l'hybridation d’orbitale, le transfert d'énergie par résonance de Förster (FRET)), peuvent conduire à un magnétisme avancé, (par ex. métamagnétisme, magnétisme d'une seule molécule à des températures plus élevées et dans des champs magnétiques plus faibles) L'adressage électrique des SMM peut être obtenu en mesurant la magnétoconductance à travers des hôtes électriquement conducteurs. Les réponses magnéto-optiques en absorption UV-Vis, Raman et fluorescence sont supposées changer considérablement à mesure que les SMM subissent des transitions métamagnétiques. Approche/méthodes : Nous encapsulerons les SMM dans des MOF cristallins, des COF et des SWCNT alignés, ou polymères de coordination. Les propriétés magnétiques seront étudiées de manière approfondie à l'aide de la magnétométrie de masse, de la spectroscopie magnéto-optique, de la spectroscopie des électrons de cœur, (par ex. Dichroïsme circulaire magnétique des rayons X (XMCD), diffusion de neutrons et microscopie à spin unique). Le magnéto-transport sera recherché dans les SMM dans des hôtes électriquement conducteurs. Niveau d'originalité/innovation : Le « design de l’arrangement moléculaire et des interfaces» sera réalisé par encapsulation de SMM ou par synthèse de SMM à l'intérieur d'hôtes 1D de diverses propriétés optiques et électriques. Les interactions hôte-invité contrôlées offrent des moyens d'adressage optique et électrique des SMM. Chercheurs principaux impliqués : L'équipe autrichienne (H. Shiozawa et T. Pichler, Université de Vienne) est experte dans la synthèse de polymères de coordination et de MOF, CNT et dans l'étude de leurs propriétés physiques par spectroscopie électronique (XPS, UPS et XAS) et microscopie (TEM, SEM ), XMCD et magnétométrie de masse. Le partenaire français 1 (L. Alvarez, J-L Bantignies, N. Izard, R. Aznar, P. Dieudonne-George et V. Jacques, Laboratoire Charles Coulomb) possède une forte expertise en encapsulation de molécules dans des NTC, imagerie par champ magnétique, spectroscopies optiques et Cristallographie aux rayons X et aux neutrons. Le partenaire 2 (B. Jousselme et S. Campidelli, LICSEN, CEA-Saclay) est un groupe de chimistes de premier plan ayant une expertise dans la fonctionnalisation des NTC, du graphène, de la chimie supramoléculaire et macromoléculaire. Le partenaire 3 (P. Hermet, Institut Charles Gerhardt de Montpellier) est un expert en théorie de la fonctionnelle de la densité.

Contexte : Le génome de tous les organismes vivants contient des éléments transposables (ET) qui augmentent leur nombre de copies de manière égoïste, affectant potentiellement la valeur adaptative de l'hôte. Bien que les ET puissent représenter plus de 50% du génome de l'hôte, la plupart d'entre eux sont réprimés par différents mécanismes de défense, notamment par des petits ARNs synthétisés à partir des piRNA clusters qui fonctionnent comme un "système immunitaire adaptatif" non conventionnel. Lors d'un changement d'hôte par transfert horizontal, les ET peuvent envahir la lignée germinale d'espèces naïves éloignées, et ce, de manière pandémique. Questions : Le transposon P est l'élément le mieux étudié qui a permis d'établir un modèle d'étude de transfert horizontal d'un ET et de comprendre la dynamique d'invasion du génome des populations mondiales de Drosophila melanogaster à partir d'espèces néotropicales du groupe willistoni comme espèce donneuse. Bien que les mécanismes de régulation de l'élément P soient bien connus chez D. melanogaster, nous manquons d'informations sur 1. leurs distributions et leurs signatures évolutives au sein des espèces réservoirs ancestrales du groupe willistoni, 2. leurs modes de répression génétique et/ou épigénétique dans la lignée germinale et 3. les interactions possibles entre les différents variants d'éléments P que nous avons récemment identifiés au sein des espèces du groupe willistoni. Approche expérimentale: Pour répondre à ces questions, notre consortium composé de partenaires autrichiens et français a récemment collecté des drosophiles néotropicales en Amérique Centrale et du Sud (238 lignées isofemelles), et découvert que les espèces du groupe willistoni contiennent des P canoniques ancestraux, que nous avons appelés " éléments P protocanoniques " (pcP), qui diffèrent des P canoniques (cP) de D. melanogaster et D. simulans au niveau de motifs cis-régulateurs et de la séquence de la transposase. Dans une expérience pilote, nous avons de plus identifié des petits ARNs ovariens dont la taille correspond à celle des piRNAs (ARNs interagissant avec les protéines PIWI) et complémentaires aux séquences P. Cela suggère l'existence d'une répression germinale basée sur les piRNAs chez willistoni. En outre, les espèces hôtes néotropicales willistoni peuvent être classées en quatre stades évolutifs : EXTINCTION (seulement des copies de pcP très délétées de 200 pb correspondant à des P-MITEs chez D. insularis), ÉROSION (des copies pcP de taille complète et délétée chez D. paulistorum et D. tropicalis), ACTIVITÉ (copies de pcP encore fonctionnelles chez D. equinoxialis) et REMPLACEMENT (perte complète des copies de pcP, à l'exception des P-MITEs, remplacées par des copies de pcP d'origine inconnue chez D. willistoni). Originalité : Ce système unique nous permettra de découvrir les interactions et les scénarios évolutifs entre les ET et les systèmes de régulations au sein de leurs espèces réservoirs ancestrales ainsi que dans des espèces hôtes récentes comme D. melanogaster, en combinant la génétique des populations, l'épigénétique, la génomique avec des tests fonctionnels in vitro et in vivo. Principaux chercheurs impliqués : Notre consortium impliqué dans ce programme de recherche fondamentale est composé des équipes de L. Teysset, Paris, A. Hua-Van, Paris-Saclay et W.J. Miller, Vienne. Grâce au système modèle de la drosophile, nous souhaitons ainsi mieux comprendre les mécanismes d'interactions homéostatiques entre le génome des espèces hôtes ancestrales et leurs composants d'ADN mobiles potentiellement actifs.

Les lasers à spin utilisant la modulation de polarisation circulaire suscitent actuellement un vif intérêt en raison de leur fort potentiel pour les télécom optiques. Le laser à spin possède deux avantages uniques. Même avec une faible polarisation de spin des électrons (2 à 3 %), ce dernier peut émettre une polarisation circulaire presque complète agissant ainsi comme un amplificateur de spin. Le second avantage est la réduction du courant de seuil de près de moitié de celui d'un laser "classique". Ces fonctionnalités peuvent être obtenues en intégrant un injecteur magnétique dans une cavité optique pour l’injection de spin dans un milieu à gain semi-conducteur, dans un laser à émission de surface à cavité verticale (VCSEL) ou un laser à émission de surface à cavité externe verticale (VECSEL). Cependant, en raison de l'absorption optique du métal, la conception du V(E)CSEL à spin, y compris la longueur d'onde et la distance entre surface et région active, devient critique. Dans ce projet, nous allons explorer un nouveau type d'injecteur avec une pérovskite hybride organique-inorganique (OIHP) chirale. Grâce à la sélectivité de spin induite par la chiralité (CISS), les porteurs traversant la couche OIHP peuvent produire une forte polarisation. Les avantages de ce type de matériaux sont 1) une forte efficacité d'injection de spin (>80% avec une épaisseur de 30nm); 2) une transparence optique à la longueur d'onde de V(E)CSEL avec un gap autour de 2eV; 3) une polarisation CISS. Les 3 objectifs de ce projet sont 1) l'évaluation électrique de l'injection de spin dans GaAs avec la couche CISS; 2) le développement de spin-LED et de photodiode CISS; 3) la démonstration de la fonction VECSEL de spin avec injecteur CISS. La réussite du projet permettra de proposer de nouveaux dispositifs optiques à spin utilisant les OIHP en vue de diverses applications comme la communication quantique, le traitement de l'information optique et les sciences biologiques.

La cognition émotionnelle, fondée sur l'apprentissage d'événements significatifs, leur relation temporelle et la mise à jour de leurs valeurs prédictives, est fondamentale pour exprimer un comportement adapté et repose de manière critique sur un réseau réciproquement connecté formé par l'amygdale basolatérale (BLA) et le cortex préfrontal médian (mPFC). Les atteintes de ce réseau au cours du développement, par exemple à l'adolescence, peuvent prédisposer chez l’adulte à des troubles neuropsychiatriques liés aux émotions. L'amygdale, en tant que structure cérébrale à maturation précoce, occupe une position clé pour influencer la maturation en cours et sa connectivité avec des structures à maturation tardive, telle que le mPFC. La question de savoir si le fonctionnement de l'amygdale à l'adolescence peut sculpter l'interconnectivité BLA-mPFC et sa capacité à soutenir un comportement émotionnel et cognitif approprié à l'âge adulte reste ouverte. Pour identifier le rôle de l'amygdale, nous avons utilisé une manipulation restreinte à l'amygdale du complexe 2 de la sclérose tubéreuse (Tsc2), un gène de risque pour les troubles neuropsychiatriques, avec des rôles attribués dans le façonnement de la fonction synaptique et de la plasticité, de l'équilibre excitateur/inhibiteur (E/I), et des comportements émotionnels et sociaux. Nos résultats montrant que le Tsc2-knockdown (kd) dans la BLA dès le début de l'adolescence modifie la régulation de la peur et augmente l'activité basale du mPFC chez les rongeurs adultes confirment un tel rôle instructif de l'amygdale. Pour aller plus loin, nous répondrons aux questions suivantes : Le Tsc2-kd transitoire dans la BLA pendant l'adolescence définit-il une période critique pour le câblage de la connectivité BLA-mPFC ? Comment affecte-t-il la microcircuiterie de la BLA et sa connectivité fonctionnelle avec des aires cérébrales à plus longue distance ? Comment ces altérations modifient-elles la cognition émotionnelle plus tard chez l’adulte, et cela diffère-t-il entre les sexes, étant donné le caractère péri-pubertaire de l'adolescence ? Nous utiliserons une nouvelle stratégie virale pour restreindre temporellement Tsc2-kd dans la BLA pendant l'adolescence et suivre son impact jusqu’à l'âge adulte. Notre expertise complémentaire permet des analyses multimodales chez les rongeurs. Au niveau cellulaire, nous étudierons les fonctions synaptiques et les circuits, des marqueurs de signalisation et d'équilibre excitateur/inhibiteur et les propriétés synaptiques fonctionnelles des connexions à micro- et longue distance dans les réseaux mPFC et BLA. Au niveau systémique, nous suivrons longitudinalement la connectivité dans les circuits à grande échelle à l'aide de l'IRM fonctionnelle et nous établirons une corrélation avec la connectivité structurelle à partir de l'IRM de diffusion. Nous évaluerons également de manière approfondie les comportements émotionnels adultes, tels que la généralisation de la peur, l'extinction et l'attente temporelle d'événements aversifs, ainsi que leurs corrélats neuronaux. La cartographie de l’activation de gènes immédiats précoces identifiera les altérations dans l'allocation de la mémoire de peur, et la connectivité fonctionnelle BLA-mPFC sera analysée par la cohérence des oscillations neuronales chez les animaux lors des tests comportementaux, et en corrélant les données obtenues avec celles d’IRMf. En apportant de nouvelles connaissances mécanistiques sur la façon dont les perturbations de l'amygdale pendant l'adolescence influencent le câblage des réseaux en cours de maturation pour façonner le comportement émotionnel de l'adulte, notre travail peut guider les interventions en période critique pour atténuer les altérations psychopathologiques qui apparaissent plus tard dans la vie.

Au cours des dernières décennies, des champs optiques intenses et ultracourts ont été couramment utilisés pour un large éventail d'applications, allant de l'étude ultrarapide de l'interaction laser-matière à la production de faisceaux secondaires ultrarapides de particules et de rayonnements. L'impact considérable des lasers ultrarapides actuels, ainsi que les applications potentielles, posent des exigences sévères pour les caractéristiques clés des lasers ultrarapides de demain, notamment avec des puissances crête et moyennes plus élevées, des durées d'impulsion plus courtes et de meilleures efficacités à la prise. En particulier, les accélérateurs laser-plasma compacts à haut flux pilotés par laser (LPA), qui représentent une formidable application des lasers ultrarapides, pourraient grandement en tirer partie dans les domaines de diagnostic médical, de radiothérapie et d'imagerie à l'échelle de l'industrie. Si l'accélération laser-plasma est bien établie dans de nombreux laboratoires, l'un des principaux obstacles au déploiement à grande échelle des LPA est le très faible taux de répétition. En effet, les LPA sont aujourd'hui presque entièrement basés sur la technologie des lasers Titane-Saphir. Cependant, un changement de paradigme est en cours dans la technologie des lasers à haute puissance et ouvre aujourd'hui une voie entièrement nouvelle pour relever ce défi : les lasers Ytterbium (Yb) à haute puissance moyenne, post-comprimés à des durées d'impulsion courtes, apparaissent comme des solutions puissantes combinant à la fois les taux de répétition et les puissances crête les plus élevés. En particulier, l'invention récente d'une nouvelle technique de post-compression, basée sur les cellules multi-passages (MPC), ouvre un immense champ des possibles. Ce concept de quasi-guidage offre de nombreux avantages par rapport aux structures de guidage conventionnelles. Il a permis d'obtenir des résultats fondateurs, délivrant des impulsions inférieures à 50 fs à des puissances moyennes supérieures à 1 kW, a permis la post-compression femtoseconde à des énergies d'impulsion supérieures à 100 mJ avec de grands facteurs de compression, et permet également d'accéder à des impulsions particulièrement courtes, de quelques cycles optiques seulement. Ainsi, les MPC jouent aujourd'hui un rôle majeur dans de multiples domaines, et notamment celui de l'optique ultrarapide. Toutefois, les mécanismes fondamentaux qui sous-tendent ces systèmes non-linéaires de quasi-guidage sont encore assez mal compris. Ces considérations impliquent de relever les principaux défis suivants : ● Comprendre la physique inhérente aux couplages spatio-temporels et aux caractéristiques des impulsions dans les MPC. En particulier, il convient de développer des méthodes permettant d'obtenir des impulsions de quelques cycles de classe TW post-comprimées avec un contraste d'impulsion temporel élevé et une excellente qualité de faisceau spatial. ● Les systèmes de quasi-guidage MPC présentent d'excellentes capacités d'évolution en termes d'énergie. Cependant, les méthodes de mise à l'échelle des systèmes de post-compression au niveau multi-100 mJ et à faible encombrement doivent encore être démontrées. Relever ces défis nécessitera le développement de concepts théoriques profonds de la physique sous-jacente ainsi que des efforts numériques et expérimentaux dédiés, ciblant la compression et le nettoyage temporel d'impulsions femtoseconde, ainsi qu'une mise à l'échelle efficace et compacte de l'énergie. Cela permettra la démonstration finale d'impulsions laser multi-TW de haute qualité à des taux de répétition de l'ordre du kHz pour les sources LPA de nouvelle génération, avec des perspectives qui changeront la donne pour les systèmes laser hautement énergétiques de manière générale.

L’optique non linéaire est un domaine très riche de la physique qui permet non seulement de découvrir un grand nombre de phénomènes physiques, mais également de développer diverses applications technologiques. La coexistence de nombreux modes dans les dispositifs optiques donne lieu, en fonction des conditions d’excitation, à des réponses non-linéaires exotiques mais trop souvent complexes à prédire numériquement. De façon générale, l’analyse théorique de tels systèmes s’appuie sur la réponse linéaire, lorsque l’on sait résoudre tous les modes pertinents, ou sur la simulation numérique directe de régimes non-linéaires, très couteuse du point de vue du temps de calcul dès que le nombre de modes excède 3. Les progrès récents du groupe d’Oded Zilberberg à l’Université de Konstanz dans l’exploitation de la méthode « Harmonic Balance » pour résoudre tous les états stationnaires de systèmes optiques non linéaires raisonnablement grands (jusqu’à 10 modes), élargissent considérablement les possibilités d’exploration des systèmes non-linéaires. Cette méthode permet d’identifier comme des états stationnaires les régimes à cycles limites d’un système forcé. Dans ce projet, nous proposons de coupler théorie et expériences, et d’utiliser cette approche théorique pour étudier des systèmes non-linéaires complexes et observer expérimentalement les nouveaux états stationnaires que nous prédirons. Les expériences optiques seront réalisées sur des réseaux de cavités couplées en semiconducteurs contenant des modes polaritoniques dont nous réaliserons l’ingénierie. L’équipe de Jacqueline Bloch a développé un très bon contrôle de cette plate-forme expérimentale et de son étude par des méthodes de spectroscopie optique avancée. Cela permettra de réussir la démonstration expérimentale de ces nouveaux états stationnaires. Nous nous intéresserons particulièrement à l’apparition d’une phase géométrique lors de l’établissement des cycles limites, et à son utilisation pour réaliser une pompe topologique non-linéaire.

Le projet DICHOTOMI porte sur l’étude de la formation des vents forts et destructeurs en surface au sein des tempêtes hivernales, en particulier aux abords de l’intrusion d’air sec et de la tête nuageuse. Le transport de quantité de mouvement effectué par les perturbations turbulentes et les rouleaux convectifs sera plus particulièrement analysé. Différents facteurs peuvent influencer ce transport, à savoir la stabilité statique, le cisaillement vertical de vent, les flux de chaleur à la surface, le refroidissement par évaporation des précipitations ou encore la rugosité associée à la surface, notamment à l’état de la mer. Bien que ces facteurs soient connus, leurs rôles relatifs et la façon dont ils se combinent restent à être clarifiés. Le projet s’inscrit dans un effort plus général de la communauté internationale qui s’articule autour du projet de campagne de mesure appelée NAWDIC “North Atlantic Waveguide, Dry Intrusion, and Downstream Impact Campaign” planifiée pendant l’hiver 2025-2026. Cette campagne vise à mieux comprendre les processus dynamiques et physiques qui forment les événements météorologiques extrêmes comme les rafales de vent destructrices, les précipitations intenses et les vagues de froid en hiver en Europe et à mieux les représenter dans les modèles de circulation atmosphérique. Pour atteindre cet objectif, la communauté NAWDIC se propose de déployer des avions et des moyens de mesure au sol sur l’ensemble de l’Atlantique Nord. Le présent projet s’inscrit dans ce cadre et se propose de déployer deux avions et deux systèmes de mesure au sol en particulier. L’avion français ATR42 opéré par Safire (Service des Avions Français Instrumentés pour la Recherche en Environnement) et l’avion allemand Cessna F406 opéré par TUBS (Technische Universität Braunschweig), équipés d’instruments de télédétection et in situ de pointe, seront déployés à partir de l’Irlande, qui se trouve à l’extrémité est du rail des tempêtes atlantiques, et de la Bretagne. Les deux plateformes au sol, l’une provenant des partenaires français et l’autre du partenaire allemand, composées d’un réseau de lidars Doppler mesurant le vent, de lidars mesurant l’humidité et de radars Doppler nuages mesurant vents et propriétés nuageuses seront déployés sur les côtes françaises et irlandaises. La synergie entre ces différentes plateformes permettra d’acquérir un jeu de données unique avec des mesures complémentaires de vent à fine échelle, de propriétés nuageuses et de propriétés de surface également. Une hiérarchie de modèles à aire limitée seront utilisés pour simuler des cas observés. Différentes configurations incluant des modèles avec convection paramétrée (CPM, résolution d’une dizaine de kilomètres), avec convection explicite (SRM, résolution d’un kilomètre) et résolvant les grands tourbillons (LES, résolution d’une centaine de mètres) seront mises en place. Dans le cas des plus basses résolutions (CPM, SRM), les schémas de paramétrisations des nuages, de la convection peu profonde et de la turbulence seront évalués à l’aide des observations. Même si les simulations LES représentent explicitement les rouleaux convectifs et les thermiques, leur structure et leur échelle spatiale ne sont pas forcément réalistes et elles seront comparées aux mesures de vent à fine échelle obtenues par les différents instruments. Au-delà d’améliorer notre compréhension des processus de formation des vents forts au sein des tempêtes, les résultats du projet serviront à améliorer la représentation des nuages, des rouleaux convectifs et des échanges air-mer dans les modèles développés au sein des communautés française et allemande.

Nous proposons d'explorer une nouvelle approche radiothérapeutique, appelée radiothérapie par minifaisceaux d'ions (IONSMBRT), qui combine les avantages considérables des ions pour la radiothérapie et la remarquable préservation des tissus assurée par la radiothérapie par minifaisceaux (MBRT). La réponse des tissus normaux à la radiothérapie IONSMBRT dans les régions thoracique et abdominale ainsi que le contrôle des tumeurs dans un modèle murin de pancréas seront étudiés pour la première fois. La réponse tissulaire normale à IONMBRT dans les régions thoracique et abdominale sera étudiée pour la première fois. Le contrôle de la tumeur dans un modèle murin de pancréas sera également évalué pour la première fois après une MBRT à l'hélium et au carbone. Enfin, nous avons émis l'hypothèse que l'IONSMBRT pourrait permettre d'exploiter de manière synergique les caractéristiques physiques et les effets biologiques de la thérapie ionique (Ion RT) et de la MBRT. L'un des objectifs de cette proposition est de valider ou de réfuter cette hypothèse. Ces caractéristiques font de l'IONMBRT un excellent candidat pour les soins futurs aux patients. L'IONSMBRT pourrait être particulièrement utile pour le traitement des tumeurs radiorésistantes et immunosuppressives, telles que les gliomes. Dans ce projet, nous nous concentrerons sur des types de tumeurs mortelles, comme le cancer du pancréas. L'adénocarcinome canalaire pancréatique (PDAC) est l'une des tumeurs solides dont les résultats thérapeutiques sont les plus mauvais, en raison de sa radio-résistance relative, de sa nature invasive (neuroinvasion) et de son diagnostic tardif.

Les forêts boréales stockent près d'un tiers du carbone terrestre mondial dans la biomasse et les sols. La stabilité des stocks de carbone des forêts boréales a fait l'objet d'un débat dans la littérature scientifique récente, car on s'attend à ce que les perturbations forestières telles que les attaques d'insectes, les tempêtes, sécheresses et les incendies augmentent en réponse au changement climatique. S'il existe une base de connaissances solide sur l'évolution des perturbations forestières dans les forêts boréales d'Amérique du Nord et d'Europe, il n'y a que très peu d'études pour les forêts boréales russes. Ces quelques études ne couvrent qu'une petite partie de la vaste étendue de la forêt boréale Russe, ce qui en fait une région où les changements récents restent pratiquement inconnus. Notre compréhension limitée des perturbations forestières rend le bilan carbone de la forêt boréale russe très incertain. Dans le cadre du projet BOFOR, nous proposons de combler cette lacune en améliorant notre compréhension de l'impact des perturbations forestières sur le bilan carbone de la forêt boréale Russe. Le projet atteindra cet objectif à travers les six taches suivantes : (1) Développer un nouveau jeu de données avec toutes les perturbations forestières pour la forêt boréale russe en utilisant des données d'observation de la Terre qui couvriront les 40 dernières années à une résolution spatiale de 30 mètres. (2) Attribuer les perturbations forestières à leur agent causal, notamment le feu, le vent, les invasions d'insectes et la récolte. (3) Comprendre les tendances régionales des perturbations de la forêt boréale et leur sensibilité à l'augmentation des extrêmes climatiques dans le cadre du changement climatique. (4) Quantifier le taux de reconstitution de la biomasse après les perturbations dans divers types de forêts. (5) Comprendre la sensibilité de la régénération après une perturbation aux facteurs biotiques, édaphiques et climatiques (6) Créer un modèle empirique complet du bilan de carbone pour la forêt boréale, en intégrant les perturbations et la régénération de la biomasse, du bois mort et du carbone du sol. Le projet BOFOR comblera une lacune importante dans les connaissances sur le cycle du carbone forestier mondial et améliorera ainsi considérablement notre compréhension du potentiel d'atténuation du changement climatique des forêts mondiales.

Nous étudierons la photochimie, la photophysique et la dynamique de photodissociation de petites molécules aromatiques en phase gazeuse. Le travail est motivé par l'intérêt fondamental de plusieurs espèces, mais aussi par leur pertinence dans divers domaines de la chimie. Les systèmes qui seront étudiés comprennent les isomères de formule C6H6, certains de leurs isostères B,N (molécules obtenues en échangeant deux atomes de carbone par un atome d'azote et un atome de bore) et enfin des quelques isomères C7H6 et C7H5 sélectionnés. Les isomères C6H6 fulvène et DMCB sont des intermédiaires important dans la formation des hydrocarbures aromatiques polycycliques (PAH) dans le processus de combution ou dans l'espace interstellaire. Le mécanisme de formation des PAH est toujours considéré comme un problème majeur non résolu. Le Fulvene, le DMCB et plusieurs isomères du C7Hx sont des espèces centrales, mais ni leur chimie ni leur spectroscopie n'ont fait l'objet d'une étude approfondie. Le remplacement de deux atomes de carbone dans les molécules aromatiques par un bore et un azote conserve le nombre d'électrons et conduit à des isostères, qui présentent des modifications spectaculaires de la structure électronique, ce qui rend les composés intéressants pour les applications en science des matériaux. Il a par exemple été suggéré que les isostères B,N des PAH pourraient faciliter le processus de fission des singulets, un processus supposé augmenter l'efficacité des cellules solaires. Nous nous intéresserons ici à la borazine (également appelée "benzène inorganique") et à la 1,4-azaborine afin d'améliorer notre compréhension de la photochimie dans les isostères B,N du benzène. Les expériences sont basées sur l'excitation laser pour initier la photochimie et sur l'ionisation pour suivre la dynamique. Alors que les processus primaires seront étudiés par spectroscopie résolue en temps sur le plateau de Saclay, les processus à plus longue échelle de temps seront suivis par la détection de photofragments à Würzburg. Comme nouvelle technique, nous utiliserons des impulsions femtosecondes de sonde dans le domaine des rayons X doux pour accéder aux étapes de la réaction qui sont inaccessibles par les méthodes standard. La structure et la réactivité du cation moléculaire seront explorées à l'aide du rayonnement synchrotron afin d'obtenir une image complète de la chimie moléculaire. Les études sont complétées par des calculs et les expériences seront simulées par des calculs de dynamique moléculaire. Le projet est rendu possible par les compétences complémentaires des partenaires. Alors que l'équipe de Würzburg apporte son expertise dans la chimie des espèces réactives, leur photodissociation et photoionisation et la simulation numérique de leurs réactions, l'équipe de Paris-Saclay est un groupe leader dans le domaine de la spectroscopie ultrarapide. Les deux groupes entretiennent une collaboration de longue date et les coordinateurs ont supervisé conjointement deux thèses de doctorat binationales (cotutelle de thèse). Cela montre que le cadre d'une coopération fructueuse est déjà en place.

Le monde est plat et rectangulaire, du moins en ce qui concerne les types d'écrans physiques que nous utilisons pour visualiser les données et prendre des décisions. Cependant, la technologie d'affichage évolue rapidement : des écrans incurvés, pliables et flexibles, des écrans sphériques, des écrans cubiques, et même des écrans basés sur des drones sont disponibles commercialement. Ces nouveaux types d'écrans offrent de nouvelles façons de représenter et d'explorer les données de façon intégrée dans les environnements quotidiens, de les communiquer et de les partager. Pour un avenir potentiel dans lequel les affichages non plans seront omniprésents, cependant, des questions ouvertes subsistent quant à l'apparence des visualisations sur ces écrans et à la manière dont nous interagirions avec eux.Les écrans non planaires soulèvent donc non seulement des défis de perception pour la visualisation de données, mais de plus on ignore encore largement quels types de visualisations sont adaptés à ces écrans et comment créer des expériences interactives de visualisation de données à la fois efficaces et attrayantes. En tant que tel, le potentiel et les défis de ces écrans de ces écrans pour la représentation visuelle des données restent inexplorés. Ce projet vise à échapper au « display flatland » qui caractérise la recherche actuelle en visualisation. Il établira les bases de la manière d'aborder un avenir dans lequel les écrans physiques adoptent plusieurs formes différentes et sont véritablement intégrés dans nos environnements. Nous poursuivrons cet objectif à travers une recherche fondamentale axée sur la manière dont nous comprenons, réfléchissons, concevons et évaluons les visualisations pour les écrans non planaires. Notre travail est défini par une approche de recherche holistique comprenant six composantes principales : 1) Mise en place d'un espace de conception : Cet espace définira une structure théorique et systématique pour l'ensemble des possibilités technologiques des écrans non planaires. Il sera conçu pour posséder des fonctions génératives, évaluatives et des capacités descriptives. 2) Prototypage technologique : Nous élaborerons des plateformes de recherche en tant que bancs d'essai pour la conception de visualisations, suivies d'analyses empiriques et d'un premier déploiement. 3) Études empiriques : Nous poserons les bases du développement technologique et de la visualisation. 4) Conception de visualisation : Nous explorerons comment les écrans non planaires peuvent changer fondamentalement la façon dont nous représentons et interagissons avec les données. 5) Création d'applications : Nous créerons des réussites de visualisation sur écrans non planaires, qui nous permettront de démontrer notre vision à rendre les visualisations de données véritablement omniprésentes. 6) Création d'une communauté : Nous encouragerons la poursuite des travaux sur la visualisation sur écrans non planaires au-delà de la portée de ce projet. Nous publierons un agenda de recherche pour présenter des pistes de travaux futurs et organiserons des ateliers internationaux. Grâce à cette approche, nous fournirons à la communauté de la visualisation et aux praticiens le savoir-faire et les outils nécessaires pour étendre la recherche et les applications au-delà des écrans planaires. Nous espérons étendre la manière et les contextes où les gens peuvent accéder aux données.

La découverte d'un gaz d'électrons bidimensionnel (2DEG) à l'interface SrTiO3/LaAlO3 en 2004 a créé un terrain fertile pour développer des concepts de dispositifs innovants en électronique et en physique quantique. Plus récemment, le couplage spin-orbite (SOC) de Rashba lié à leur caractère non-centrosymétrique a été exploité en spin-orbitronique. Cependant, les propriétés souhaitables pour utiliser ces effets (grande longueur de diffusion de spin, interconversion spin-charge efficace) ne sont présentes dans les gaz 2D de SrTiO3 qu'à basse température. De plus, l'utilisation des fonctionnalités SOC dans les architectures logiques à complément de charge nécessite également des gaz 2D de trous (2DHG), qui ont été très peu étudiés. Ici, nous proposons d'explorer deux nouveaux types d'interfaces d'oxyde afin de résoudre ces problèmes : (i) des 2DEGs à base de BaSnO3 qui ont des mobilités à température ambiante >10 fois plus grandes que les 2DEGs à base de SrTiO3 et (ii) des gaz 2D de trous à base de SrTiO3 et KTaO3. Leurs textures de spin et de moment orbital et leurs propriétés de transport seront prédites à partir de modèles liaisons fortes et de calculs de Boltzmann. Les échantillons seront élaborés par épitaxie à jets moléculaires. La densité et la mobilité des porteurs seront déterminés par magnétotransport. Les coefficients Rashba seront quantifiés expérimentalement et comparés à la théorie. Nous développerons des dispositifs à trois terminaux pour moduler la densité des porteurs et rechercher systématiquement des états fondamentaux supraconducteurs. Nous fabriquerons des dispositifs de transport de spin pour quantifier l'efficacité de l'interconversion spin-charge. Nous combinerons également les fonctionnalités de transport de spin basées sur les trous et les électrons dans un même dispositif et réaliserons finalement un dispositif logique à trois terminaux utilisant les degré de liberté de spin et de charge dans des gaz 2D basés sur des électrons et des trous.

De nombreuses questions fondamentales en astrophysique dépendent de notre connaissance des galaxies de faible masse, qui constituent le type le plus répandu dans l'Univers. Les galaxies naines à formation d'étoiles doivent jouer un rôle important dans la réionisation cosmique et leurs analogues dans l'Univers proche incluent les galaxies les plus primitives (extrêmement pauvres en métaux) connues à ce jour, fournissant des laboratoires inespérés pour sonder les mécanismes de rétroaction - y compris d'objets compacts - et la formation d'étoiles dans des environnements qui peuvent ressembler à ceux des galaxies jeunes. Pour comprendre la formation d'étoiles dans ces environnements, il est crucial de connaître les mécanismes de rétroaction qui régulent la capacité du gaz à se refroidir, à se fragmenter et à s'effondrer. Or, le couplage entre les sources énergétiques et le milieu interstellaire (MIS) produit une multitude de traceurs qui peuvent être interprétés grâce à des diagnostics empiriques ou à des modèles complexes qui décrivent la distribution complexe de la matière et des sources énergétiques, y compris à partir d'observations intégrées non résolues spatialement. Parmi les divers mécanismes énergétiques, l'ionisation et le chauffage par des sources ultralumineuses en rayons X sont particulièrement efficaces dans le MIS relativement "transparent" des galaxies primitives. Les futures observations profondes en rayons X seront difficiles, mais les observations existantes des galaxies proches n'ont pas encore été exploitées de manière exhaustive, en incluant les contreparties radio ainsi que l'absorption dans le MIS et les nombreuses signatures correspondantes. La majeure partie de l'émission de rayons X mous, qui contient des informations précieuses sur la nature et les propriétés des objets compacts, est en effet absorbée par le MIS, dont l'émission fournit un moyen indirect de recouvrer les propriétés des sources X. Il est ainsi possible d'examiner les propriétés des objets compacts dans les relevés actuels et futurs pour lesquels aucune mesure de rayons X et/ou de radio ne sont/seront disponibles, y compris les galaxies jeunes avec le télescope James Webb (JWST). Nous proposons d'assembler une base de données complète des signatures du MIS dans les galaxies les plus pauvres en métaux de l'Univers proche afin d'examiner les propriétés du MIS ainsi que la nature et l'influence des sources énergétiques qui ont un impact sur la formation d'étoiles, l'ionisation et le chauffage du milieu interstellaire et intergalactique, et plus généralement l'évolution des galaxies. Des observations multi-longueur d'onde, des modèles puissants du MIS et des outils statistiques sont les trois piliers de notre projet. Les signatures des sources énergétiques se trouvent dans différents domaines de longueur d'onde, et nous avons à notre disposition plusieurs programmes d'observations. Les modèles sont quant à eux essentiels pour déduire le champ de rayonnement X intrinsèque et pour considérer des géométries du MIS réalistes. Notre projet établira une nouvelle référence méthodologique et observationnelle pour les futures observations JWST de galaxies primitives, que nous ingérerons mais aussi proposerons pendant la durée du projet. De plus, nous fournirons à terme une méthode qui pourra être utilisée avec les observations du JWST à grand redshift. Globalement, notre projet offre une nouvelle perspective sur l'importance des galaxies primitives dans le contexte de la réionisation de l'Univers et de la formation des premières étoiles en utilisant des galaxies proches comme laboratoires, pour aborder les questions fondamentales suivantes: Quelle est la population des sources de rayons X dans les galaxies primtives? Quels sont les principaux mécanismes de rétroaction qui affectent la formation d'étoiles dans de tels environnements? Les galaxies primitives sont-elles responsables de la réionisation cosmique?

Une question clé et non résolue en biologie végétale est de savoir comment les polymères des parois cellulaires s’assemblent en un réseau solide mais extensible et comment ce processus intègre la croissance, la morphogenèse et l’adaptation des plantes aux environnements abiotiques et biotiques. L'assemblage et le remodelage de la paroi cellulaire sont régis par les propriétés physico-chimiques des différents polymères, ainsi que par les mécanismes cellulaires qui régulent ces propriétés et la cinétique d'assemblage des polymères à la surface cellulaire. L'élucidation de ce processus complexe nécessite donc de combiner des expertises en physique de la matière molle, en chimie des protéines et des polysaccharides, en biologie structurale, en biologie cellulaire et en génétique ; tous représentés dans le consortium WallScape. WallScape s'appuie sur une récente collaboration très fructueuse entre des partenaires suisses et français où nous avons découvert que les interactions entre protéines et pectines sont cruciales pour la formation d'un réseau fibrillaire porteur et flexible au sein de la paroi cellulaire. Cette découverte établit des parallèles fascinants avec le rôle des protéines liant les glycosaminoglycanes (GAG) dans la matrice extracellulaire des animaux, qui jouent divers rôles dans le contrôle de l'hydratation, de l'activité des protéines, des propriétés rhéologiques et des processus de signalisation essentiels aux fonctions physiologiques et développementales, ainsi que dans diverses maladies humaines. L’objectif principal de WallScape est d’élucider les mécanismes sous-jacents à l’expansion cellulaire, un processus qui reste mal compris et qui représente une boîte noire dans la plupart des modèles numériques de croissance et de morphogenèse des plantes. Pour atteindre cet objectif, le projet se concentrera sur quatre packages principaux qui répondront aux objectifs spécifiques suivants : : (i) identifier de nouvelles protéines qui interagissent avec des pectines et contribuent à l'assemblage et à l'expansion de la paroi cellulaire, (ii) déterminer les caractéristiques structurelles des pectines qui régissent les interactions avec les protéines, (iii) déchiffrer les caractéristiques structurelles des protéines qui permettent la reconnaissance des pectines, et (iv) élucider les fonctions in vivo de ces interactions et leur rôle dans l'architecture et l'expansion de la paroi cellulaire. En plus de faire progresser les connaissances fondamentales en biologie végétale, la réussite de WallScape mènera au développement de nouveaux outils biochimiques et d'imagerie, ainsi que de réactifs pour étudier les propriétés de la paroi cellulaire. En outre, le projet contribuera à l'analyse structurale des complexes protéine-polysaccharide, qui sont à la pointe de la recherche en biologie structurale. Le succès de ce projet ambitieux fera non seulement progresser notre compréhension d’un processus fondamental en biologie végétale, mais aura également d’implications dans d’autres disciplines scientifiques, notamment en inspirant la conception de nanomatériaux intelligents.

Les modèles d'ordre réduit (ROM) servent d'approximations frugales aux modèles d'ordre complet, c'est-à-dire aux simulations ou expériences de haute fidélité, et sont particulièrement utiles pour les optimisations multi-objectifs. Malgré leurs avantages, les stratégies ROM de pointe actuelles (à l'état de l'art) sont souvent insuffisantes lorsqu'elles sont appliquées à des systèmes dynamiques complexes sur des systèmes réelles, en raison des fortes non-linéarités et de la multiplicité des physiques et des échelles présentes. Par conséquent, l'optimisation de ces systèmes repose généralement sur des approches par essais et erreurs ou sur des modèles empiriques présentant de fortes incertitudes, ce qui limite la confiance dans les outils de conception. Le principal obstacle à l'intégration des ROM en phase de conception est le manque de garantie d'erreur et l'incertitude sur la généralisation des techniques actuelles. Les modèles existants basés sur des données perdent rapidement en précision lorsque l'horizon en temps devient grand. En outre, les stratégies actuelles fondées sur les données ne se généralisent pas bien lorsqu'elles sont appliquées en dehors de leur domaine de d'apprentissage. Or, ces garantir ces deux propriétés des ROM est impératif si l'on souhaite les utiliser dans pour le contrôle et l'optimisation. Dans cette étude, nous allons au-delà de l'état de l'art en développant des modèles généralisables et prédictifs pour plusieurs stratégies de réduction de modèle, depuis les approches purement basées sur les données jusqu'aux approches entièrement basées sur la physique. En outre, en testant rigoureusement les stratégies de réduction obtenues dans des applications représentatives de la complexité industrielle pour le contrôle et l'optimisation, nous proposons un cadre systématique pour en comparer leurs performances.

Au cours des deux dernières décennies, les circuits intégrés photoniques (PIC) ont connu d'énormes développements car ils offrent des possibilités presque inégalées pour les systèmes de communication, l'optique quantique, ou la métrologie. Ces applications repose sur une manipulation et un contrôle efficaces de la lumière à l'échelle de la puce. C'est plus particulièrement le cas pour la génération, la conversion et la modulation de la lumière. Les propriétés essentielles sont l'utilisation d'effets non linéaires de deuxième (χ(2)) ou troisième (χ(3)) ordre. L'exploitation efficace des fonctionnalités optiques non linéaires est donc d'une importance capitale. Toutefois, cela nécessite des matériaux présentant de bonnes propriétés optiques linéaires et non linéaires et assurant une compatibilité avec la technologie CMOS mature et fiable. Les plates-formes standard à base de Si et SiN se distinguent par leur maturité, mais manquent de χ(2) en raison de leurs structures centrosymétriques. En outre, le Si présente une forte absorption à deux photons qui limite l'efficacité non linéaire. Dans ce contexte, la recherche du χ(2) a poussé le développement d'autres plateformes, y compris le niobate de lithium et les semi-conducteurs III-V. Cependant, leur fabrication reste un défi, avec la nécessité d'utiliser des technologies de pointe. Ce projet vise à répondre à ce défi critique en développant une plateforme photonique en carbure de silicium (SiC), qui présente à la fois des propriétés χ(2) et χ(3) et une compatibilité avec la technologie CMOS déjà utilisée dans la microélectronique. Bien que plusieurs étapes importantes aient été franchies en termes de propriétés linéaires et non linéaires, la plupart reposent sur des techniques de fabrication non évolutives et exploitent presque uniquement le comportement χ(3). Avec ce projet, nous tirerons parti de l'expertise du CEA Leti (FR) en matière de fabrication sur wafer, du C2N (FR) en matière de nanofabrication et de connaissance en modulation, et du savoir-faire de l'EPFL (CH) en matière de conception et de contrôle de l'interaction optique non linéaire. Cette expertise complémentaire permettra de développer des convertisseurs de fréquence χ(2)/χ(3) et des modulateurs électro-optiques efficaces dans une plateforme compatible CMOS. Plus précisément, le projet vise le développement à l'échelle du wafer SiC (CEA Leti), combiné à la fabrication de guides d'onde à dispersion contrôlée (C2N) pour démontrer des fonctionnalités non linéaires essentielles (EPFL). Deux approches seront développées : La première vise à exploiter les propriétés intrinsèques du χ(2) et du χ(3) du 4H-SiC cristallin. Le projet a pour premier objectif le développement de la technique de coupe intelligente pour la fabrication de wafer de haute qualité. Les équipes de fabrication et de conception se concentreront ensuite sur les démonstrations de dispositifs, y compris la génération de supercontinuum de faible puissance à portée d'octave et la génération simultanée de seconde harmonique, ainsi que sur le premier modulateur électro-optique en 4H-SiC fonctionnant à une fréquence supérieure à 40 GHz. La seconde approche se concentre sur le SiC amorphe (a-SiC), qui réduit considérablement la complexité de la fabrication des wafer. Cependant, l'a-SiC ne possède pas de χ(2) intrinsèque. Ce défi sera relevé par l'optimisation du dépôt de la couche, ainsi que par l'étude du poling optique et électrique pour doter le matériau d'un χ(2) efficace. Avec ce projet commun, les partenaires ciblent des défis critiques en matière de fabrication, de technologie et de recherche fondamentale qui démontreront les performances et le potentiel du SiC pour l'optique non linéaire intégrée. Ces résultats, combinés au potentiel déjà élevé des qubits de spin adressables optiquement en SiC grâce aux centres de couleur, étendront considérablement les fonctionnalités de la plate-forme compatible CMOS pour les futurs PIC quantiques.

Le projet combine l'expertise des groupes NSF de Jonathan Weinstein (expérimentation) et Andrei Derevianko (théorie) à l'Université du Nevada, Reno, en collaboration avec le groupe ANR de Daniel Comparat au Laboratoire Aimé Cotton, Université Paris Saclay, CNRS. Nous proposons d'étendre nos recherches vers deux nouveaux objectifs : * L'utilisation d'atomes alcalins isolés dans une matrice comme capteurs quantiques pour une mesure de physique fondamentale : le moment anapolaire nucléaire (MAN) du Césium-133. * L'utilisation d'états de superposition non classiques pour améliorer le temps de déphasage de spin de l'ensemble (T2*), et donc potentiellement améliorer la sensibilité statistique à la mesure du MAN. Malgré l'incroyable succès du Modèle Standard de la Physique des Particules, il reste encore des problèmes non résolus significatifs. Beaucoup de ces problèmes sont liés à la violation de symétrie : Charge, Parité, Temps, et leurs combinaisons. Par exemple, le modèle standard ne contient pas assez de violation de C et CP pour expliquer le déséquilibre matière-antimatière dans notre univers, nécessitant une physique au-delà du modèle standard. Dans le modèle standard, il existe un désaccord de longue date entre les mesures de physique atomique et nucléaire du moment anapolaire nucléaire violant la parité (MAN). Nous étudierons le Césium-133, un atome pour lequel la théorie peut relier les mesures atomiques aux paramètres de la physique fondamentale, piégé dans une matrice de gaz noble solide à des températures cryogéniques. Sur la base de nos travaux antérieurs établissant les propriétés de détection quantique de ce système, ainsi que des attentes théoriques sur la manière dont le MAN est renforcé par la matrice, l'effet du MAN devrait être facilement observable. Notre principal objectif sera d'enquêter sur la faisabilité de cette mesure et les systématiques potentielles associées à l'environnement à l'état solide. Pour améliorer la sensibilité de la mesure, nous étudierons des états de superposition non classiques, dont nous attendons qu'ils apportent une amélioration de plusieurs ordres de grandeur dans le temps de déphasage de spin (T2*) qui limite la sensibilité des mesures de détection quantique. Si cela réussit, cela serait important pour la détection quantique en général, la détection quantique pour la physique fondamentale, et pour éclaircir le mystère du MAN. Ce projet comprend le soutien à la formation des étudiants et des post-doctorants en science expérimentale, l'amélioration de l'infrastructure de recherche en physique atomique cryogénique, la promotion de la diversité dans la recherche, et l'avancement des applications de la physique atomique.

Le projet Q-ATOMS vise à étudier les propriétés d'émission de boites quantiques d'InGaN dans des nanofils de GaN, pour des applications aux émetteurs de photons uniques (SPEs). Les activités de croissance épitaxiale, le développement de procédés post-croissance et les caractérisations de base seront menées au Centre de Nanosciences et Nanotechnologies (C2N) en France. Les activités de conception et fabrication de cavités photoniques de même que les expériences visant à quantifier les caractéristiques des émetteurs de photons uniques seront menées au sein de l'Institut quantique de l'Université de Sherbrooke. Dans ce projet, nous explorerons l'influence de divers paramètres expérimentaux (taille des inclusions d'InGaN, contrainte interne, effet de confinement et de cavité, type de pompage) sur les caractéristiques des SPEs (unicité et indiscernabilité des photons). L'objectif ultime du projet est de pouvoir contribuer au développement d'une plateforme technologique permettant la production sur demande de photons uniques de grande pureté, par injection électrique à haut taux de répétition (> 50 MHz). Afin de maximiser la collaboration entre les équipes, le projet prévoit l'échange d'étudiants en doctorat (un par équipe) pour une durée totale de 6 mois.

L'objectif général d'ICARUS est stratégique pour l'ambition et la vision à long terme de l'Europe de devenir indépendante des combustibles fossiles tout en renforçant son leadership dans les énergies renouvelables et les technologies de l'hydrogène. ICARUS vise à développer l'une des technologies de la prochaine génération qui représentera les piliers de la transition vers l'énergie propre visant à atteindre la neutralité carbone d'ici 2050. L'objectif scientifique d'ICARUS est d'accroître l'efficacité de la conversion de l'énergie solaire et la viabilité économique de l'hydrogène vert grâce à la production simultanée et synergique d'énergie électrique et d'hydrogène solaire, entièrement à partir de la lumière du soleil et de l'eau. Cet objectif ambitieux sera atteint grâce à l'intégration intelligente de la séparation de l'eau par voie photoélectrochimique (PEC) et de la production d'énergie photovoltaïque (PV), en utilisant un système dichroïque de séparation du spectre pour concentrer le rayonnement solaire de courte longueur d'onde sur le réacteur PEC, tout en transmettant les photons de grande longueur d'onde au module PV. Cette approche garantit une utilisation panchromatique de la lumière solaire avec une efficacité quantique spectrale optimisée. ICARUS construira un prototype pour valider la technologie dans un environnement pertinent ; le système intégrera le stockage de l'hydrogène dans des conditions quasi ambiantes à l'aide d'un réservoir d'hydrure métallique. Le projet apportera une contribution essentielle à la transition vers l'énergie propre en abordant le thème des "solutions hybrides-RES" dans le module 03A de l'appel à propositions, qui se concentre sur la production d'électricité combinée à des vecteurs d'énergie propre.

Les Carburants Aéronautiques Durables (SAF), englobant les carburants synthétisés à partir de biomasse (biocarburants) ou de sources électriques à zéro émission de carbone (électrocarburants), offrent une solution à court terme pour décarboniser le secteur aéronautique. Présentant des propriétés similaires à celles du carburant d'avion conventionnel, l'utilisation de SAF ne nécessite pas une refonte complète des chambres de combustion actuelles. Cependant, du fait de la diversité des matières premières nécessaires pour répondre aux besoins énergétiques, les compositions de SAF peuvent varier considérablement. Des études récentes indiquent que ces variations affectent les performances des chambres de combustion, influençant à la fois l'opérabilité et les émissions. Les ingénieurs aéronautiques sont également confrontés au défi de brûler des SAF sous des régimes de combustion pauvre pour minimiser la production de polluants. Or, une combustion pauvre peut favoriser l'extinction de la flamme et l'instabilité, nécessitant des solutions efficaces pour améliorer la stabilisation de la flamme. Le projet SAFARI vise à obtenir des connaissances fondamentales sur les phénomènes multiphysiques de la combustion de SAF et à développer des outils numériques pour la conception des futures chambres de combustion. En particulier, les principaux objectifs sont : i) comprendre les effets de la pression, des échanges thermiques et de la variabilité de la composition des carburants SAF sur la dynamique de la flamme et les émissions de polluants, tels que les NOx et les particules de suie, ii) générer une base de données expérimentale détaillées pour valider des modèles de combustion turbulente, iii) développer et valider une stratégie de modélisation CFD avancée, iv) tester la pertinence de la combustion par plasma pour améliorer la stabilisation de la flamme et prévenir les instabilités de combustion dans les régimes pauvres. Pour atteindre ces objectifs, le projet est structuré en trois phases. Tout d'abord, des diagnostics expérimentaux fondamentaux et des outils numériques avancés seront développés pour mesurer et modéliser la structure chimique de la flamme et ses interactions avec la turbulence et le transfert de chaleur dans un environnement de flux biphasique et à haute pression. Des mélanges d’espèces chimiques seront identifiés pour dissocier l'influence de la variabilité de la composition sur les processus chimiques de la flamme des processus d'évaporation différentielle. Ensuite, ces outils expérimentaux et numériques seront utilisés pour aborder des questions physiques fondamentales concernant l'opérabilité de la combustion de SAF, en termes de stabilisation et de dynamique, et de la formation de polluants. Une série de configurations expérimentales réactives, de complexité croissante en termes de pression de fonctionnement, de système d'injection, sera introduite pour aborder séparément chaque question scientifique. La pertinence de la combustion assistée par plasma pour stabiliser et prévenir les instabilités dans des flammes diphasiques pauvres sera également étudiée. Le projet se conclura par quatre défis applicatifs, identifiés pour caractériser, dans des conditions réelles de moteurs aéronautiques, 1) le comportement des flammes à haute pression, 2) les émissions de polluants, 3) l'opérabilité de la chambre, et 4) le contrôle de la combustion par combustion assistée par plasma.

FREE-B is a groundbreaking initiative focused on studying free-living honey bee colonies (FLCs) in Europe. It addresses critical issues related to anthropogenic stressors, genetic diversity, bodiversity conservation, and solutions for more sustainable beekeeping. Honey bees (Apis mellifera) have long been valued as essential pollinators in European ecosystems, playing a crucial role in biodiversity and our food supply chain. But their mortality rates are alarming, ranging from 7–34% in Europe in 2019–2020. While these figures relate to populations managed by beekeepers, we know very little about the wild cohort, whose current IUCN Red List conservation status is "Data Deficient." FREE-B aims to fill that knowledge gap by exploring the existence and resilience of FLCs, so that we can harness their potential for transformative change in the beekeeping sector. Primary objectives are to discover where FLCs exist in Europe and what mechanisms enable their survival through natural selection. We will examine biological, behavioural, and environmental factors contributing to their resilience, via six work packages, each of which possesses specific goals: WP1. Discovery and spatial distribution of FLCs across Europe: To identify the locations of FLCs through citizen science, collaboration with beekeepers, and the development of a dedicated website with mapping tools. WP2. Monitoring of FLC survival and effects of climate on critical population demographics: To assess critical population demographics, such as occupation rate, density, and survival in FLCs through standardised field monitoring and impacts of climate. WP3. Application of genomic and phenotypic approaches to assess diversity patterns and adaptation in FLCs: To apply genomic technologies to colonies from both free-living and managed hives to explore genetic differences and their relationship to survival. WP4. Impact of parasites, pathogens, and pollen diversity on the survival of FLCs: To understand the impact of environmental factors, diseases, and parasites on survival in FLCs compared to managed colonies. WP5. Nature-based solutions with sociopolitical impacts: To implement "survivor stock" transfer experiments, to compile a database of legislation related to the handling of FLCs, to promote conservation and integration of FLCs into breeding programmes. WP6. Stakeholder engagement: To effectively communicate both within the project team and with external stakeholders to raise awareness about FREE-B, engage beekeepers and citizen scientists, disseminate findings, and influence policymakers. By combining multidisciplinary research and collaboration across partner institutions, FREE-B aims to develop nature-based solutions to conserve honey bee diversity and reshape beekeeping practices in Europe, ultimately ensuring the well-being of this vital species and promoting transformative change in the beekeeping sector.

The extensive use of plastics since the middle of the last century and the lack of guidelines for the management of the huge amounts of waste they generate has led to contamination of aquatic and terrestrial ecosystems. Among petroleum-derived plastics, the most used are polymers with C-C bonds like polyethylene (PE) or polystyrene (PS), and polyesters like polyethylene terephthalate (PET), highly recalcitrant materials that can persist in ecosystems for many years. Biological degradation of of these macromolecules it is not very effective, and natural decomposition is mostly mediated by abiotic factors, releasing micro and nanoplastics into the environment. BioPlastOmics aims to explore Brazil's exceptional biodiversity to address the problem of plastics pollution (with PE, PS and PET as models) by using cutting-edge omics techniques to identify new microbial strains and their active enzymes in micro/nanoplastics. The Brazilian partner will collect environmental samples of microbial communities from different plastic-contaminated habitats, isolate relevant fungal and bacterial strains, perform a preliminary screening of degradation of the model plastics, and analyze their properties and the toxicity of the products released from microbial action. The French team will tackle the taxonomical identification of the selected communities by metagenomics analysis and will search for genes that encode hypothetical degradative activities of interest for bioremediation. The Spanish partner will deal with the work related to protein analysis and characterization, secretomic analyses from the isolated microorganisms, gene expression for production of relevant enzymes from natural isolates or from metagenomes, protein purification and characterization. The outcomes of this project will comprise an exciting pool of data, compiling ecological information on the microbial diversity of the sampled areas and disclosing the adaptive strategies of exposed microbial communities for the degradation of these contaminants (novel or better-adapted biocatalysts, synergies between organisms or enzymes, etc.). This could finally be reflected in innovative biotechnological solutions (bioreactors with enzymes, microorganisms or consortia in water purification plants to combat plastic pollution for, contributing to biodiversity preservation.

The Biodiveristy2Drugs project, embedded within the BIODIVERSA+ theme, is dedicated to harnessing the biodiversity of nature-derived peptides for drug discovery, aiming to significantly improve human health. This initiative stands at the crossroads of science, human well-being, and sustainability, promising to deliver transformative impacts in drug discovery and environmental protection. By exploring the rich biodiversity of peptides across various organisms, we aim to map their unique chemical space and understand their evolutionary trajectories, thereby identifying novel therapeutic lead compounds, and providing a rationale for preservation of flora, fauna, and their habitats. At its core, the project is structured around six objectives: (1) Peptide Mining and Biodiversity (2) Peptide Evolution and Ecology (3) Computer-Assisted Ligand Mapping and Optimization (4) Green Peptide Chemistry Pipeline (5) Pharmacological Screening and Validation (6) Translation for Societal Impact This interdisciplinary endeavor leverages state-of-the-art nano-analytical, advanced computational, high-throughput pharmacological and green chemistry methodologies to ensure minimal environmental impact while maximizing therapeutic value. Our approach is designed to have a global impact, with the project engaging a consortium of 25 academic partners (from Europe, America, Asia and Australia), which extends by engaging stakeholders across health and environmental sectors for significant societal impact through advanced scientific research merged with sustainability and social responsibility. In summary, our project leverages nature-based solutions to tackle critical global health and environmental challenges. By advancing drug discovery while fostering an eco-conscious future, we highlight the essential link between the natural world and our collective well-being, aiming to transform the landscape of drug discovery and environmental conservation.

Notre projet de recherche vise à fournir une vision robuste du besoin d'infrastructure hydrogène en France et en Allemagne et à contribuer à la planification de cette infrastructure en particulier dans les régions transfrontalières. Dans ce but, nous prévoyons de développer, appliquer et coupler des modélisations de systèmes multi-énergies (électricité, gaz naturel, hydrogène, chaleur), en mettant l'accent dans nos analyses sur les synergies issues du couplage de systèmes énergétiques basés sur le nucléaire et les énergies renouvelables. Le projet vise à développer des méthodologies de modélisation innovantes, en particulier : 1) pour représenter la flexibilité de la demande d'hydrogène dans différents secteurs et 2) pour traiter efficacement de grands volumes de données fournis sous forme de séries temporelles pour saisir la dynamique opérationnelle de l'approvisionnement en électricité et en gaz. Le développement d'un indicateur permettant d'évaluer la probabilité de disponibilité de l'infrastructure hydrogène en un lieu et à un horizon donnés fait également partie intégrante de notre approche. Il sera basé sur une combinaison d'optimisation des trajectoires de transition et de modélisation détaillée du fonctionnement du système dans différents scénarios. En intégrant ces méthodologies innovantes et en démontrant leur utilité dans le cas des régions frontalières entre la France et l'Allemagne, nous visons à guider les décideurs politiques, mais aussi à permettre aux industriels d'investir stratégiquement dans l'infrastructure hydrogène. En analysant plusieurs scénarios prospectifs de développement plausibles du système énergétique en France et en Allemagne, notre projet vise à aider à une prise de décision éclairée et à limiter les risques d’une mauvaise allocation des ressources ou des investissements dans le contexte de la transition énergétique. Les données et les modèles utilisés dans le cadre du projet seront ouverts, ce qui garantira leur transparence ainsi que la reproductibilité des analyses. En outre, les données d'entrée et de sortie seront annotées et stockées conformément aux principes FAIR. Les synergies principales du consortium reposent sur l'échange d'expertise sur les méthodes de modélisation ainsi que sur la construction et la publication conjointe de jeux de données harmonisés, chaque partenaire apportant la connaissance d’un outil de modélisation spécifique ainsi que du contexte de son pays. GRT Gaz apporte en particulier au consortium une connexion avec l'écosystème industriel, essentielle pour construire des scénarios, des jeux de données et des analyses pertinents.

Le projet proposé vise à créer une suite de modèles ouverts et libres qui contribueront à rendre cohérents la stratégie de l’Union Européenne (UE) et les développements internationaux en matière d’hydrogène (H2). En combinant des approches d’économie quantitative, de modélisation technico-économique et des méthodes d’intelligence artificielle de pointe, nous établirons un ensemble cohérent d’outils dynamiques méticuleusement calibrés et destinés à guider les choix en matière de réglementation du marché de l’H2. Ces modèles permettront aux partenaires industriels et aux décideurs politiques de mieux appréhender les complexités du marché émergent de l’H2 et d’identifier les structures d’approvisionnement les plus adaptées pour l’UE. Le projet vise à atteindre trois objectifs. Premièrement, il contribuera à harmoniser les points de vue sur la dynamique à long terme du commerce international naissant de l’H2, y compris le rôle de la réglementation carbone et ses effets sur la demande d’H2. Cela requiert une analyse des interactions futures entre, d’un côté les pays importateurs d’H2 en Europe (Allemagne, France…) et ailleurs (Japon, Chine et Etats-Unis), et de l’autre les exportateurs potentiels d’H2, tels que les États-Unis, le Chili, le Brésil, le Canada, les pays du Golfe, l’Australie, et les pays africains (Maroc, Mauritanie…). Une vision cohérente de ce futur commerce est primordiale pour appréhender les enjeux relatifs à la sécurité des approvisionnements et identifier les outils et mesures qui atténueront les risques physiques et de marché dans la future économie de l’hydrogène européenne. Deuxièmement, nous proposons une approche multidimensionnelle qui combine l’analyse à long terme de la coordination intra-UE sur la diversification des importations avec la modélisation stochastique de la dynamique du marché à court terme. Les analyses contribueront à une planification cohérente du développement des infrastructures (terminaux portuaires, gazoducs de transport intra-UE…) indispensables pour permettre et accompagner l’essor de la consommation d’hydrogène. Elles fourniront également les informations clés qui guideront les choix des agents économiques européens impliqués dans le marché de l’H2, notamment ceux relatifs aux négociations contractuelles, aux stratégies de tarification et au partage des coûts d’infrastructure. Troisièmement, en favorisant un partage d’expérience et une mutualisant des expertises accumulées par l’équipe franco-allemande sur les marchés du gaz naturel et de l’électricité, MINDSET Clean H2 deviendra une plate-forme pour l’utilisation efficace de nouveaux outils, tels que les algorithmes d’IA, et pour naviguer dans les complexités du secteur de l’énergie. L'augmentation de la demande en capacités d'apprentissage automatique souligne la nécessité d’une plateforme capable de fournir des données et des projections précises pour soutenir les décisions commerciales. En collaboration avec des partenaires industriels, le projet développera une série d’outils qui répondent à des défis pertinents du monde réel et vont au-delà des approches traditionnelles de la recherche universitaire. Cette collaboration associe les connaissances technico-économiques de CentraleSupélec (CS), les capacités de modélisation de DIW Berlin et l’expertise stratégique de TU Munich (TUM) pour innover sur le développement du marché de l’H2. Les différentes approches enrichissent le partenariat et permettent le développement de solutions innovantes bénéficiant tant aux modèles développés en Allemagne qu’aux techniques agiles et ciblées de résolution de problèmes de la partie française. Le cadre commun choisi facilitera une intégration transparente et une communication constante, permettant à toutes les équipes de participer à parts égales au projet. Cette coopération profitera également à la formation de jeunes chercheurs, qui pourront enrichir leurs réseaux et bénéficier de cursus thématiques organisés avec les partenaires.

Sjogren disease (SjD) is a chronic, systemic B-cell-driven autoimmune disease with an increased risk of non-Hodgkin lymphoma (NHL) development. The abnormal B cell activation resulting from the interplay of T cell-dependent and independent responses is a hallmark of SjD linked with disease severity and evolution to lymphoma. A mechanistic understanding of which ‘targetable’ pathways steer this evolution is required to optimise and tailor treatment. Multiple lines of evidence point towards the key role of lymphocyte-specific transcription coactivator BOB1 in the progression from autoimmunity to lymphoid malignancy. BOB1 is required for T cell-dependent immune responses and germinal centre formation. Its dysregulation is proposed to contribute to the pathogenesis of various autoimmune diseases and lymphomagenesis. Our recent studies demonstrate that selective targeting BOB1 i) suppresses B cell proliferation, activation, differentiation, and antigen-specific responses in vitro and in vivo; ii) downmodulates class switch recombination and immunoglobulin production; ii) reduces cell growth, IgM production and differentiation of malignant B cells. We propose that BOB1 controls the maturation of the immune responses, and its strong activation in the context of autoimmune inflammation fosters the transition from autoimmune sialadenitis to lymphoma. BATMAN aims to unravel the role of BOB1 in the progression from autoimmunity to lymphoma using analyses of primary human tissue obtained from SjD patients with and without NHL, functional in vitro, ex vivo, and in vivo experimental models, novel selective BOB1 inhibitors, conditional genomic deletions, and comprehensive structural and molecular imaging approaches. This translational multidisciplinary project aims to establish a path towards stratified medicine by defining immunological correlates associated with the transition from autoimmunity to lymphoma and validating BOB1 as a novel therapeutic target and biomarker in SjD.

The project has the ambitious objective of shaping a new therapeutic paradigm for the treatment of idiopathic pulmonary fibrosis through an innovative therapy aimed at reactivating the mitochondrial function of lung epithelial cells using levothyroxine nanoparticles in the form of dry powder for inhalation. Starting from promising preliminary data obtained in vitro with an innovative nanoformulation, the intention is to complete the pharmaceutical and preclinical development, to accelerate the translation of this innovative approach towards clinical practice. The main goals of the project are: i) the proof of concept of effectiveness of the new nanoformulation of levothyroxine in reversing lung fibrosis in an animal model including the assessment via PET imaging; ii) the in vitro evaluation of the mechanism of action of levothyroxine nanoformulation on fibrotic lung cell models; iii) the pharmaceutical development of a highly respirable powder containing levothyroxine nanocrystals; iv) the optimization of the production process of levothyroxine nanoformulation to drive the particle capture toward lung epithelial cell avoiding macrophagic clearance. To this end the consortium include research units with strong expertise in pharmaceutical sciences and drug delivery, cellular biology, molecular imaging and clinical development.

Les véhicules autonomes, robots spatiaux, réseaux énergétiques, etc., les systèmes autonomes (SA) envahissent notre société. Alors que les systèmes autonomes s'attaquent à des tâches de plus en plus complexes dans des situations dynamiques imprévisibles, ils doivent garantir un fonctionnement efficace et fiable dans un large éventail d'incertitudes. Celles-ci comprennent des perturbations dangereuses dues à des environnements dynamiques, par exemple des piétons qui traversent accidentellement la route ou des systèmes de purification de l'air qui se mettent en marche par inadvertance à bord d'avant-postes spatiaux. Ces perturbations sont actuellement à peine modélisées en raison de leur complexité, ce qui représente un défi de taille pour un contrôle efficace et sûr des AS. L'urgence est évidente : nous avons besoin d'algorithmes fiables pour contrôler les AS qui non seulement améliorent les performances mais aussi respectent les normes de sécurité face à ces incertitudes mal modélisées. EUtonomous comblera cette lacune en s'éloignant des représentations traditionnelles de l'incertitude. Grâce à des modèles probabilistes plus structurés, Je réaliserai une modélisation précise d'incertitudes complexes souvent dangereusement sous-modélisées dans la pile de prise de décision. Je montrerai qu'une modélisation aussi précise est très rentable : la structure de ces modèles peut être exploitée pour calculer des (modèles) de substitution basés sur des données qui, pour la première fois, se révèlent dignes de confiance dans des situations dynamiques imprévisibles. Je concevrai ensuite de nouveaux algorithmes pour un contrôle efficace et sûr contre l'incertitude de ces substituts. Des garanties théoriques et des calculs rapides doteront ces algorithmes d'une capacité unique à atténuer efficacement des résultats rares et sous-estimés, mais potentiellement catastrophiques. Bien que les algorithmes d'EUtonomous s'étendent à plusieurs applications, par exemple la mobilité autonome et l’approvisionnement en énergie durable, j'évaluerai leur fiabilité par le biais d'expériences sur des robots spatiaux fonctionnant dans des conditions critiques de sécurité à bord de la Station spatiale internationale. L'un des principaux objectifs consiste à tester l'autonomie requise à bord des futurs avant-postes spatiaux en vue de la colonisation de la Lune.

Les corrélations quantiques jouent un rôle majeur dans les fondements de la théorie de l'information quantique (QIT) et les applications des technologies quantiques. Bien que les réseaux quantiques soient essentiels pour l'avenir du traitement de l'information quantique, les capacités des corrélations quantiques réalisables dans ces réseaux restent largement inconnues. Peuvent-elles accélérer le traitement distribué de l'information ? Permettent-elles une compréhension plus profonde des fondements de la QIT, associée à de nouvelles applications des technologies quantiques ? Ces applications sont-elles réalistes sur le plan expérimental ? Alors que les réseaux quantiques élémentaires atteignent une maturité technologique, il est urgent de comprendre (1) quelles sont les capacités fondamentales et applicatives des corrélations quantiques obtenues dans les réseaux, et (2) quelle est la faisabilité des protocoles de réseau dans le monde réel avec les technologies quantiques à court terme. QNET répondra à ces deux questions, sur la base d'efforts structurés autour de quatre axes de recherche principaux, avec les objectifs suivants : (O) Caractérisation des corrélations dans les réseaux quantiques : obtenir des algorithmes efficaces et bien compris pour caractériser et utiliser les corrélations quantiques dans les réseaux ; (A) Calcul distribué quantique synchrone : comprendre les avantages potentiels du traitement distribué de l'information en mode synchrone grâce à la quantique ; (B) Conséquences des corrélations dans les réseaux quantiques : acquérir une compréhension fondamentale de la QIT et découvrir certaines de ses applications basées sur les corrélations dans les réseaux quantiques ; (C) Vers des expériences quantiques concrètes : adapter des protocoles ou des critères de référence basés sur le paradigme des réseaux aux technologies quantiques du monde réel. QNET est intrinsèquement un projet hautement interdisciplinaire exploitant les synergies de méthodes issues de la physique, de l'informatique, des mathématiques et de l'optimisation. Il élargira et intégrera la communauté des chercheurs travaillant sur les réseaux quantiques. Il fournira des objectifs à long terme pour orienter les futures recherches théoriques et expérimentales sur les réseaux quantiques, mais aussi leur développement technologique et d'ingénierie. QNET adaptera notamment des méthodes et des concepts développés en physique pour l'étude des corrélations dans les réseaux quantiques (panel primaire PE2) afin d'obtenir une meilleure compréhension des capacités de la théorie quantique pour le calcul distribué synchrone dans les réseaux quantiques (panel secondaire PE6).

L'étude des propriétés spectrales des espaces localement symétriques, en particulier des variétés hyperboliques, constitue un objectif central de l'analyse harmonique abstraite, avec des implications considérables dans l'ensemble des mathématiques. Malgré la diversité des outils employés pour établir des estimations spectrales dans ce contexte, les résultats conjecturaux optimaux restent inaccessibles. Dans un domaine apparemment sans rapport, le bootstrap conforme a émergé comme une méthode puissante de la physique mathématique, utilisée pour élucider les théories conformes des champs (CFT) en toute dimension. Cependant, cette méthode éclaire peu le problème de la construction des CFT en dimensions supérieures. De plus, elle est inefficace dans les CFT non-unitaires, dont beaucoup présentent un grand intérêt mathématique. Récemment, le chercheur principal a découvert des connexions surprenantes entre l'analyse harmonique et le bootstrap conforme. Cette convergence a déjà permis d'établir de nouvelles bornes rigoureuses et presque précises sur les spectres des variétés hyperboliques tout en fournissant un contexte plus large pour la solution révolutionnaire de Viazovska au problème de l'empilement de sphères. L'objectif du programme proposé est d'étendre de manière significative l'interaction émergente entre l'analyse harmonique et la théorie conforme des champs en dimension générale et de l'utiliser pour réaliser des avancées quantitatives des deux côtés de la correspondance. Premièrement, j'appliquerai les méthodes du bootstrap conforme pour établir de nouvelles estimations sur les données spectrales des espaces localement symétriques. Dans les cas arithmétiques, cette approche améliorera les bornes actuelles sur les fonctions L correspondantes. Deuxièmement, je formulerai rigoureusement la théorie conforme des champs en dimensions supérieures dans le cadre de l'analyse harmonique abstraite. Une notion de positivité, précédemment négligée, qui émerge dans la nouvelle formulation, me permettra d'étendre le bootstrap conforme aux CFT non-unitaires et ainsi d'établir de nouvelles estimations sur leurs exposants de dimension.

Les réseaux sans fil connaissent actuellement une transformation radicale d’une architecture purement orientée données vers des architectures basées sur les services et l’intelligence, permettant ainsi la prise en charge d’un ensemble diversifié de secteurs verticaux. Grâce au développement de l'IA, les futurs réseaux devraient intégrer un ensemble encore plus large d'applications et de services tels que les applications ReID, la reconnaissance de l'activité humaine, l'hologramme interactif, la e-santé, le robot humanoïde intelligent, etc. Pour éviter l’énorme quantité de données transmises par ces services sur les réseaux sans fil, l'approche fondamentale de la communication, aveugle à la sémantique, et qui prévaut jusqu'à présent dans les systèmes sans fil d'aujourd'hui, devrait être remise en question. En effet, grâce au développement des techniques basées sur l’IA générative et le LLM, il est aujourd’hui possible d’extraire les représentations sémantiques d’une application et de les transmettre au lieu d’échanger l’intégralité des données. Cependant, lorsqu'elles sont transmises sur des réseaux sans fil, ces représentations/embeddings sont sujettes aux interférences et aux évanouissements des canaux. Dans ce projet, nous considérons les applications d'interprétation de vidéo et proposons une approche sémantique fondamentale pour repenser l'ensemble du processus de génération et de transmission d'informations dans le réseau. Plus spécifiquement, nous fournirons une étude complète sur l'impact des erreurs, causées par le réseau sans fil, sur les inadéquations/erreurs sémantiques et concevrons de nouveaux schémas de codage/décodage sémantique, qui prennent en compte les perturbations du réseau sans fil, allant ainsi au-delà des méthodes actuelles qui supposent un environnement sans erreur entre l’encodeur sémantique et le décodeur. En outre, nous proposons de passer des métriques de transmission actuelles, basées sur le taux d’erreurs binaires, vers des métriques génériques liées aux tâches, et développons aussi de nouveaux émetteurs-récepteurs sans fil qui compressent davantage les données transmises via le système sans fil. Enfin, une nouvelle gestion des interférences basée sur l'IA, qui se concentre sur la réalisation des tâches à destination, plutôt que sur l'amélioration du débit binaire sur l'interface radio, sera étudiée.

Les comparaisons numériques sont un pilier de la démarche scientifique dans le domaine de l'apprentissage automatique. En raison de nombreux obstacles pratiques et statistiques, la reproductibilité des résultats publiés est cependant souvent insuffisante : de nombreux détails peuvent invalider les comparaisons numériques, qu'il s'agisse d'une méthodologie inappropriée ou d'une quantification insuffisante des incertitudes. En 2022, nous avons publié benchopt, un package Python open source doublé d'un cadre pour exécuter, réutiliser, partager et publier de manière transparente des benchmarks en optimisation numérique. Dans ce projet, nous visons à étendre Benchopt à l'ensemble de la communauté machine learning, pour en faire un nouveau standard qui fournisse aux chercheurs et aux praticiens des méthodes de benchmarking efficaces et valides. Notre objectif est de fédérer la communauté de l'apprentissage automatique pour développer des benchmarks informatifs et statistiquement valides, tout en fournissant des outils pour réduire les freins identifiés dans la mise en œuvre de ces pratiques. Les résultats du projet seront intégrés dans la bibliothèque open source Benchopt.

Le programme du laboratoire commun "Biofilm1Health" est une collaboration entre l'équipe "Biofilms et Communautés Spatialement Organisées" (B3D) de l'Institut Micalis (UMR 1319 INRAE, AgroParisTech, Université Paris-Saclay) et la société Lallemand SAS. Il vise à exploiter les biofilms microbiens bénéfiques pour offrir des solutions biotechnologiques réduisant la prévalence des microorganismes nuisibles dans les secteurs de l'agriculture et de la santé publique. Ce partenariat intègre des technologies avancées, y compris l'intelligence artificielle, pour améliorer la compréhension et l'efficacité des biofilms positifs dans différents environnements. Face à la montée des résistances aux antibiotiques et autres antimicrobiens, exacerbée par les pratiques agricoles intensives et l'usage excessif de produits chimiques, il devient crucial de développer des alternatives durables. Les biofilms, souvent perçus comme des entités pathogènes, démontrent un potentiel prometteur pour le biocontrôle. En explorant ce potentiel, "Biofilm1Health" cherche à mettre en place des stratégies de contrôle des maladies animales et des zoonoses tout en réduisant l'impact environnemental des activités humaines. L'équipe B3D à l'Institut Micalis apporte son expertise en microbiologie, notamment dans l'étude des structures tridimensionnelles des biofilms et leur interaction avec l'environnement. Leur collaboration avec Lallemand SAS permettra de transformer ces connaissances en produits innovants adaptés aux réalités du marché agricole et de la santé publique. Le projet est structuré autour de plusieurs axes de recherche et d'innovation, comprenant la sélection de souches microbiennes, l'optimisation de formulations de produits, et le développement de méthodologies d'évaluation in situ pour tester l'efficacité des solutions proposées. L'approche intègre des analyses avancées, comme la microscopie confocale et les technologies de l'IA, pour prédire les interactions pathogènes-biofilm et optimiser les applications pratiques des biofilms bénéfiques. Enfin, la stratégie de pérennisation du LabCom "Biofilm1Health" comprend la diversification des domaines d'application, le développement industriel et commercial des innovations, et une communication étendue pour renforcer son impact scientifique et technologique. La gouvernance du laboratoire est assurée par un comité de pilotage et un comité scientifique qui supervisent la progression des travaux et la valorisation des résultats, dans le respect des engagements de propriété intellectuelle partagée entre INRAE et Lallemand SAS.

Le laboratoire MICS de CentraleSupélec et la société ILLUIN TECHNOLOGY souhaitent s’associer pour créer un LabCom. Son objectif est de permettre le déploiement et l’utilisation de l’IA Générative au sein des entreprises, tout en garantissant l’utilisation de systèmes de confiance et frugaux. Capable de créer du contenu original, de formuler des réponses à des questions complexes sur une base de connaissances, d’agir en tant qu’assistant versatile pour de très nombreux métiers, l’IA générative offre en effet un potentiel considérable pour l’optimisation des processus des entreprises. ILLUIN développe notamment une suite de produits capables de traiter des données documentaires (moteur de recherche dans des corpus documentaires complexes, parseur de documents) ou conversationnelles (agents conversationnels, parseur de conversations, analyseur de corpus), ainsi qu’une plateforme d’orchestration multimodale qui permet la conception de cas d’usage d’IA sur mesure. Or, les limites des assistants actuels basés sur l’IA générative sont aujourd’hui encore trop nombreuses. Ils sont trop sujets aux hallucinations qui donnent lieu à des réponses inexactes ou incohérentes. Ils utilisent un système de RAG (Retrieval Augmented Generation) pour répondre à de nombreuses requêtes ; or l’approche RAG présente elle-même de nombreuses limites, notamment dans la recherche d’informations pour des requêtes complexes au sein de vastes corpus documentaires spécialisés. Ils manquent généralement de contexte long terme, ce qui peut entraîner des oublis ou des contradictions dans les conversations prolongées. Ils n’utilisent que trop rarement les règles métiers de l’entreprise qui peuvent être formulées dans divers types de structures (documents, ontologies, base de données, etc.). Enfin, ils nécessitent des infrastructures trop importantes pour que leur utilisation à grande échelle soit acceptable pour la plupart des entreprises. Les trois enjeux majeurs au sein de ce LabCom seront ainsi de développer des assistants basés sur l’IA Générative : - Performants, en améliorant leur pertinence et en diversifiant les cas d’usage possibles, - De confiance, en réduisant les hallucinations par l’optimisation des modèles fondations utilisés (LLM, VLM, etc.) ou des paradigmes de recherche d’information (RAG, Agents, utilisation de Tools, etc.), - Frugaux, pour réduire l’impact carbone, énergétique et financier des systèmes développés (par hybridation, utilisation de petits modèles fondations, compression de modèles, etc.) afin de permettre une utilisation et une adoption massives avec une consommation raisonnée.

Parvenir à une réduction efficace des émissions de gaz à effet de serre nécessite à la fois de prévenir l’épuisement des ressources et de proposer des solutions durables pour répondre à la demande croissante d’énergie. La technologie développée dans le projet NEXPECH2 répond efficacement aux défis mentionnés ci-dessus en utilisant l’énergie solaire pour convertir l’eau en hydrogène vert (H2). à température et pression atmosphérique standard. L’hydrogène vert est un carburant chimique propre et durable qui peut être stocké à grande échelle pendant longtemps et utilisé pour remplacer les combustibles fossiles comme moyen de stockage d’énergie, comme carburant de transport et comme matière première. L'objectif ultime de NEXPECH2 est de fournir du H2 vert à l'échelle d'un laboratoire prototype via le développement d'un système photoélectrochimique (PEC) innovant pour une récupération maximisée de la lumière solaire et une conversion solaire efficace en H2. Le projet développera un dispositif compact à faible coût avec pour objectif d'atteindre 10 % d'efficacité solaire-carburant et < 10 % de dégradation sur 200 h de fonctionnement.

La sécrétion de la bile est une fonction essentielle du foie nécessaire à la digestion des graisses et à l'élimination des xénobiotiques. Cette fonction repose principalement sur des transporteurs localisés au niveau de la membrane canaliculaire des hépatocytes, tels que les transporteurs ABC (ATP-binding cassette), notamment ABCB4 et ABCB11, respectivement responsables de la sécrétion des lipides phosphatidylcholine (PC) et des sels biliaires dans la bile. Les variations génétiques des gènes encodant ces deux transporteurs ABC sont corrélées à des maladies hépatiques cholestatiques rares, dont les formes les plus graves sont les cholestases intrahépatiques familiales progressives (PFIC). Malheureusement, les traitements pharmacologiques actuels restent inefficaces ou décevants, l'option ultime pour ces patients restant la transplantation hépatique. Des efforts importants sont donc nécessaires pour développer des stratégies thérapeutiques pharmacologiques alternatives. Notre projet CHOLLID se concentre sur les variants génétiques d’ABCB4 et ABCB11 associés à des défauts dans leur expression, leur trafic ou leur fonction. Le défi thérapeutique de CHOLLID est de caractériser ces variants aux niveaux moléculaire et cellulaire (structure, fonction, localisation, partenaires moléculaires...), et d'identifier et développer de nouvelles pharmacothérapies ciblées efficaces comme alternative pour les patients atteints de formes sévères de maladies liées à des défauts d’ABCB4/ABCB11. Cette stratégie s'inspire des pharmacothérapies proposées aux patients atteints de mucoviscidose, liée à des mutations d’ABCC7/CFTR, mais aussi des travaux antérieurs du coordinateur pour lesquels le consortium CHOLLID rassemble un large éventail d'expertises. CHOLLID vise à développer un réseau doctoral répondant à des critères d'excellence en termes de formation et de science dans le cadre de l'appel HORIZON-MSCA-2024-DN-01. Pour cela, nous rassemblons des bénéficiaires/partenaires ayant une expertise exceptionnelle dans les différents aspects de notre projet, depuis des approches très fondamentales in silico (modélisation moléculaire, dynamique moléculaire...) et in vitro (modèles cellulaires, organes sur puces...) jusqu'à des études précliniques in vivo (modèles de souris mimant les pathologies humaines), en passant par des stratégies innovantes (microscopie électronique cryogénique, RMN à l'état solide, essais fonctionnels acellulaires...). Les doctorants seront recrutés dans le cadre d'un processus équitable, transparent et égalitaire. Au cours de leur formation doctorale, chaque candidat aura la possibilité de visiter d'autres laboratoires de notre consortium ("détachements" d'une durée maximale de six mois sur la période totale du doctorat) afin de bénéficier d'environnements de travail différents, académiques et/ou industriels, afin de développer de nouvelles compétences et d'apprendre de nouvelles techniques ; ces aspects sont cruciaux pour l'excellence de notre programme et le rendre éligible au programme européen MSCA-DN. La base de notre consortium a déjà été établie et des bénéficiaires/partenaires supplémentaires doivent encore être confirmés/intégrés. Pour cela, nous aurons des réunions en ligne, mais nous pensons que des réunions en présentiel sont obligatoires pour discuter en détail de notre projet et pour finaliser la construction d'un consortium solide et cohérent. Ces réunions se tiendront dans une capitale européenne ou une grande ville d'un État membre participant à ce projet. L'organisation et la tenue de cette (ces) réunion(s) nécessite(nt) un financement, qui est l'objet principal de la présente candidature à cet appel ANR MRSEI. Par ailleurs, une partie de ce financement pourra être utilisée pour faire appel à un cabinet privé afin d’améliorer et corriger notre dossier de candidature.