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Depuis peu, la génération d’harmoniques d’ordre élevé (GHOE) offre des sources lumineuses délivrant des impulsions de durée femtoseconde (fs) ou attoseconde (as), portant un moment angulaire de spin (MAS) ou orbital (MAO). Les premières sont associées à une polarisation circulaire et portent des moments angulaires (MA) unitaires. Les secondes présentent des fronts d’onde dont l’inclinaison tourne en hélice autour de l’axe de propagation, et portent n’importe quelle valeur entière d’unité de MA. Ces sources peuvent aujourd’hui être structurées spatialement et en polarisation à l’échelle du cycle optique. Alors que le MAS a été largement utilisé pour sonder et contrôler des échantillons magnétiques, le MAO reste largement ignoré dans ce contexte. En parallèle, la spintronique, technologie qui utilise tant le spin que la charge de l’électron, se développe rapidement, permettant d’envisager des composants électroniques de consommation réduite et de vitesse accrue. Cependant, la physique qui y est associée reste imparfaitement comprise, en particulier aux échelles de temps ultra brèves (fs et as) et aux petites dimensions transverses (micromètre et nm). Dans ce contexte, deux types de structures sont particulièrement intéressantes. i) les vortex magnétiques (VM) et ii) les dispositifs à commutation toute optique (DCO) dont l'aimantation se contrôle avec des impulsions laser fs. Nous avons récemment prédit et observé l’existence d’un dichroïsme spécifique des structures magnétiques, appelé Dichroïsme Helicoïdal Magnétique (DHM). Il se manifeste par un changement du profil d’intensité lumineuse d’un faisceau portant un MAO, après réflexion sur une structure magnétique. Ce changement, dont l’observation ne requiert pas de mesure polarimétrique, dépend de la valeur absolue et du signe du MAO, et, dans le cas de VM, de leur chiralité et polarisation. Le DHM est donc potentiellement un mode d’étude très puissant pour des structures magnétiques d’intérêt pour la spintronique. HELIMAG aura trois objectifs. Par le développement de la théorie et des mesures optimisées, nous établirons le DHM comme une méthode de choix pour l’étude des structures magnétiques. Deuxièmement, nous étudierons théoriquement et expérimentalement le contrôle des DCO par des faisceaux portant un MAO par un dichroisme helicoidal inverse (DHI) et quantifierons le bénéfice apporté par des valeurs non limitées du MAO ainsi que par la possibilité de structurer le champ. Troisièmement, nous suivrons et contrôlerons des dynamiques de spin ultrarapides en combinant initiation des dynamiques par DHI, et diagnostique par DHM. Pour atteindre ces objectifs, l’INSP et SPINTEC synthétiseront plusieurs types d’échantillons : couches magnétiques simples et leurs alliages en forme de vortex ou non, multicouches, réseaux de skyrmions, antivortex, multicouches epitaxiées présentant une modulation de magnétisation… Les sources lumineuses du LIDYL portant MAO et/ou MAS seront focalisées sur ces structures au moyen d’optiques spécifiques conçues à SOLEIL et réalisées avec le LCF. Dans une deuxième phase, sur des échantillons homogènes, nous concevrons par des méthodes automatiques des champs lumineux structurés amplifiant ou orientant le transfert de MA aux structures magnétiques. Finalement, nous utiliserons ces méthodes pour contrôler et suivre le transfert de MA vers des structures magnétiques. Les prévisions théoriques correspondantes seront développées au LIDYL pour la partie optique, à Spintec pour le micromagnétisme. Helimag aura une portée fondamentale, établissant une nouvelle technique d’analyse et de contrôle d’échantillons magnétiques, en régimes statique et dynamique. Le contexte de la spintronique lui donne une portée sociétale importante. Bien qu’ambitieux, Helimag coordonne les efforts d’un consortium présentant des compétences complémentaires uniques permettant de maintenir le risque à un niveau raisonnable.

Le projet ShoTime vise à réaliser des sources intenses et fiables d’impulsions VUV-DUV accordables (120-350 nm) et ultrabrèves (sub-10 fs) à la cadence de 166 kHz, et à les combiner avec des impulsions sub-10 fs visibles ou XUV pour sonder des dynamiques moléculaires par imagerie électron-ion en coïncidence. En partant d’un laser Yb:fibre et de sa seconde harmonique, nous développerons différents schémas de postcompression à 1030 nm et 515 nm pour produire des impulsions en dessous de 10 fs à la cadence de 166 kHz. Ces impulsions seront alors focalisées dans un capillaire rempli de gaz, où leur intensité et brièveté permettront la production de rayonnement VUV-DUV accordable en polarisation linéaire ou circulaire par la génération d’une onde dispersive issue de la fission solitonique. Les impulsions VUV-DUV accordables et de polarisation circulaire d’une durée sub-10 fs seront finalement combinées avec des impulsions ultracourtes visibles ou XUV pour observer la dynamique électronique ultrarapide lors de l’excitation de paquets d’ondes chiraux ou de l’ionisation de molécules chirales. Le suivi temporel de ces dynamiques fournira une information unique sur la décohérence induite par les couplages electro-nucléaires et l’apparition de chiralité transitoire.

La supraconductivité est un état quantique fascinant de la matière condensée. Son étude et sa compréhension ont toujours suscité un immense intérêt pour la physique fondamentale, mais également pour la science des matériaux. Son exploitation débouche sur des nombreuses applications technologiques: transport de courant sans perte, stockage d'énergie, calcul quantique ou capteurs avec une résolution sans précédent. En 1986, la découverte de la supraconductivité à haute Tc dans les cuprates a permis l'accélération d'énormes progrès, à la fois expérimentalement et théoriquement, dans plusieurs domaines de la physique de la matière condensée. Cependant, l'origine de la supraconductivité à haute Tc est encore un problème non résolu; Une des principales raisons est la complexité de la physique des cuprates issue des multiples interactions en compétitions (fluctuations magnétiques, fortes corrélations électroniques, couplage charge-réseau…) et ordres à proximité (onde de densité de charge, antiferromagnétisme, pseudo gap…). L'émergence de la supraconductivité dans les nickelates, «cousins» structurels et électroniques des cuprates, était très attendue, mais seulement reportée en 2018 dans les super-réseaux LaNiO3 / (La, Sr) MnO3 et en août 2019 dans des couches minces de la «Phase infinie» Nd0.8Sr0.2NiO2 / SrTiO3, en raison des processus chimiques intrinsèquement complexes pour stabiliser cette phase. Le projet SUPERNICKEL explorera les propriétés chimiques, structurales, physiques et électroniques des nouveaux nickelates supraconducteurs, en utilisant une approche transversale impliquant la synthèse de couche minces, super réseaux et de matériaux massifs, la cristallo-chimie du solide, une grande batterie de sondes macroscopiques et microscopiques expérimentales (magnéto-transport, Diffraction des rayons X, spectroscopie de photoémission, entre autres) et théorie. Nos objectifs sont de déterminer la nature et les symétries de l'état supraconducteur, l'origine de l'interaction formant les paires de Cooper, et de clarifier les similitudes et les différences entre les nickelates et les cuprates. Au cours des derniers mois, nous avons concentré nos efforts sur la maîtrise du protocole complexe permettant de stabiliser la phase de couches infinies et synthétiser le nickelate supraconducteur. Nous avons déjà obtenu des échantillons aux bonnes compositions nominales et proches de l'instabilité supraconductrice, et nous sommes confiants que très bientôt, après optimisation de leur synthèse, nous serons l'un des rares groupes au monde à disposer de nickelates supraconducteurs de bonne qualité. En parallèle, nous travaillerons sur d'autres phases de nickelate. La possibilité de synthétiser et d'étudier en profondeur, outre les couches minces et les super-réseaux, des phases volumiques de nickelates sera également une approche unique de SUPERNICKEL. Nous attendons de la comparaison film mince/matériau massif des informations essentielles et potentiellement uniques sur la spécificité de la forme film mince/substrat dans l'émergence de la supraconductivité. Notre stratégie multi-approches intègre la conception, l'élaboration, la caractérisation ccristallochimique détaillée, l'exploration des propriétés physiques et électroniques des états normal et supraconducteur et la modélisation théorique. Le consortium SUPERNICKEL couvre ainsi un large éventail de savoir-faire dans tous les domaines et techniques essentiels nécessaires pour s'attaquer à ce problème: chimie des oxydes pour la synthèse de couches massives et minces, cristallographie, corrélations fortes, magnéto-transport, structure électronique, magnétisme et supraconductivité. Nous espérons également qu'au-delà du consortium SUPERNICKEL, la dynamique de ce projet deviendra un pilier fort pour consolider et redynamiser la communauté française travaillant dans le domaine plus large des nouveaux supraconducteurs.

L'objectif de la collaboration GBAR au CERN est de mesurer l'accélération dans le champ gravitationnel terrestre d'un atome d'anti-hydrogène H̅ en chute libre. Pour ce faire, un ion H̅⁺ doit être refroidi à moins de 10 µK puis photodétaché, libérant un atome H̅ de faible vitesse initiale, dont la chute sera chronométrée. Cette technique de production d'atomes d'antihydrogène lents est une caractéristique qui distingue le projet GBAR d’autres projets affichant le même objectif. Elle requiert cependant la maîtrise, dans tous ses aspects (caractéristiques temporelles et spectrales, effets de la puissance lumineuse et effet de recul des fragments produits) du processus original de photodétachement. Le projet Photoplus regroupe plusieurs équipes du Laboratoire Kastler Brossel impliquées dans la collaboration GBAR et l'équipe Ions négatifs du Laboratoire de physique des plasmas, spécialisée dans l'étude du photodétachement. Les objectifs du projet sont de construire le laser pour l'expérience GBAR et d'étudier plusieurs aspects du photodétachement qui doivent être contrôlés afin d'assurer la pertinence et la fiabilité de l'expérience au CERN. Plus précisément, les objectifs du projet sont : - Amener la connaissance expérimentale de l'affinité électronique de H à ±1 µeV, qui est la précision requise pour l'expérience GBAR. Pour ce faire, une expérience de photodétachement sur un faisceau de H⁻ , dans une cavité optique, sera réalisée. Le microscope de photodétachement, qui est depuis vingt ans l’appareil le plus précis du monde pour la mesure des affinités électroniques atomiques, sera utilisé pour mesurer l’affinité électronique de H. - Effectuer un calcul indépendant du seuil de photodétachement et modéliser tous les effets systématiques, y compris de décalage de ce seuil par effet de déplacement lumineux, et les confronter avec l'expérience préliminaire sur H⁻ . - Construire un système laser accordable avec une puissance et une résolution spectrale suffisantes pour atteindre, en moins d'une milliseconde, une probabilité de photodétachement supérieure à 80 % à 30 µeV au-dessus du seuil, ce qui est une condition nécessaire pour l'expérience GBAR. - Trouver les paramètres optimaux du laser de photodétachement pour optimiser la précision finale de l'expérience GBAR. - Installer et faire fonctionner le laser sur l'installation GBAR au CERN. L'asymétrie entre la matière et l'antimatière observée dans l'Univers est l'un des problèmes fondamentaux de la physique moderne, qui questionne le modèle standard. En mesurant l'interaction de l'antimatière avec la gravité de la matière terrestre, l'expérience GBAR contribuera à la compréhension de ce problème. Quelle que soit la réponse apportée par l’expérience, le projet ANR Photoplus aura donc un impact considérable sur notre appréhension des interactions fondamentales.

Les systèmes de spins nucléaires froids (NSS) présentent un diagramme de phase riche comprenant diverses phases magnétiques. Dans les semiconducteurs, les NSS permettent l’étude de réseaux dipolaires magnétiques refroidis en-dessous du µK. Cependant, il est difficile d’atteindre des températures aussi basses, et les méthodes de détection sensibles font défaut. Notre consortium franco-russe a développé des modèles et des techniques optiques pour le contrôle non perturbatif des NSS dans les semiconducteurs. Nous visons à les étendre via la résonance magnétique nucléaire à faible champ pour sonder les effets des déformations et des gradients de champ électrique sur chaque isotope. Notre objectif est de trouver et d'atténuer les mécanismes limitant le refroidissement du spin nucléaire dans les micro et nanostructures à base de GaAs. Cela ouvrira la voie au contrôle des corrélations de spin nucléaires et, finalement, à la réalisation d'états magnétiquement ordonnés dans les semiconducteurs.

Comprendre la nucléation des cristaux est d'une importance majeure pour des raisons tant fondamentales que technologiques. Les sphères dures, le plus simple des matériaux connus pour former des cristaux, présentent un écart sur les taux de nucléation de plus de dix ordres de grandeur entre les meilleures prédictions théoriques et les résultats expérimentaux. Ceci non seulement remet en cause notre compréhension profonde de la cristallisation, mais de manière plus générale, nous empêche de voir comment auto-assembler des nanoparticules pour former de nouveaux matériaux aux propriétés exotiques. Au delà des sphères dures, les études théoriques sur les sphères dites “molles” - les microgels colloïdaux – ont montré l’existence d’une très large variété de structures cristalline. Et les suspensions colloïdales bidisperses possédant deux espèces différentes de particules offrent une possibilité encore plus large. Nous proposons de combiner une approche à la fois numérique et expérimentale pour résoudre le problème de la nucléation, et le contrôle des structures cristallines dans les suspensions colloïdales. Notre stratégie repose sur trois axes: 1) Une nouvelle technique expérimentale développée par notre équipe – la nano-analyse en espace réel – va permettre de résoudre le problème de l’écart du taux de nucléation, et va servir de base à la partie expérimentale du projet. Jusqu’à présent, l’analyse en espace réel des suspensions colloïdales par microscopie confocale nécessitait des particules de taille entre 2 et 3 microns. Les “nanoscopes” par émission stimulée via déplétion (STED) permet de descendre en échelle et imager des particules beaucoup plus petites. Ceci est d’une particulière importance car les particules de petites tailles diffusent plus vite, ce qui va permettre de sonder des évènements rares comme la nucléation dans les conditions expérimentales qui ont montré les écarts les plus importants avec les prédictions théoriques. 2) Nous proposons une nouvelle méthode rétroactive dans laquelle la nano-analyse en espace réel présentée précédemment sera combinée avec des études numériques. De manière plus spécifique, l’originalité de notre méthode repose sur l’analyse des structures d’ordre élevé – les motifs géométriques comme la structure icosaédrique. La mesure de leurs concentrations dans les simulations et leurs comparaisons avec les expériences va permettre une correspondance bien meilleure que ce qui a été fait entre les modèles numériques et les expériences. Cette méthode permettra de guider l’assemblage des colloïdes vers une variété de nouvelles structures cristallines, ce qui par exemple pourra se rendre utile pour la conception de nouveaux matériaux photoniques. 3) L’utilisation des sphères dites molles est prédite pour augmenter considérablement les possibilités en terme de structures cristallines accessibles. Cependant, ceci reste à réaliser, et dans le cas des microgels colloïdaux, les interactions en milieu dense sont encore peu connues. Nous proposons d’y apporter la lumière en développant un système de microgels fabriqué à partir de particules qui a l’avantage de pouvoir être suspendu dans un solvant de même indice optique. Ceci permettra une bien meilleure qualité d’image et donc une compréhension détaillée de leurs interactions. Ainsi, notre objectif est de: 1) Implémenter la nano-analyse en espace réel pour étudier la nucléation dans le régime de grande divergence entre simulations et expériences 2) Concevoir un système colloïdal modèle de microgels aux propriétés contrôlables, conçu dans une architecture de type noyau-enveloppe 3) Façonner des modèles numériques pour prédire les structures d’ordre élevé dans les expériences, et développer une méthode rétroactive pour optimiser les interactions permettant la cristallisation des microgels vers une structure cible 4) Appliquer les connaissances et méthodes acquises pour sonder la possibilité de contrôler la cristallisation dans les systèmes binaires

La supraconductivité dans les dichalcogénures de métaux de transition tels que NbSe2 persiste jusqu'à une monocouche d’épaisseur. Ces supraconducteurs 2D présentent un fort couplage spin-orbite qui peut rendre la supraconductivité non conventionnelle avec un appariement triplet de spin. Cela pourrait conduire à un état supraconducteur topologique dans les monocouches ou les multicouches de dichalcogénures. Le but de notre projet est d’explorer la supraconductivité non-conventionnelle et les phases topologiques dans des hétérostructures basées sur l'empilement de couches de dichalcogénures de métaux de transition séparées par des couches isolantes magnétiques ou non magnétiques. Les matériaux synthétisés seront étudiés par transport, spectroscopie tunnel et photoémission résolue en angle. Nos études expérimentales seront complétées par des études théoriques de calcul de structure électronique et des calculs analytiques pour estimer quelles sont les phases supraconductrices possibles.

Les propriétés électroniques des matériaux sont intimement liées à leur composition chimique et leur structure cristallographique. Il est donc capital de comprendre le lien étroit qui les unit dans les composés présentant des phases intéressantes d’un point de vue fondamental et appliqué. Les matériaux quantiques font partie de ces systèmes très prometteurs présentant une variété de phases intéressantes et dans lesquels, ces dernières années, l’application de contrainte mécaniques uniaxiales a permis d’entrevoir la possibilité de les modifier. Cependant, l’idéal serait un contrôle biaxial de la structure cristallographique à des températures variables, pour explorer de vastes régions inexplorées des diagrammes de phase. Ce projet ANR propose de relever ce défi, d’explorer le diagramme de phase température/contraintes biaxiales de matériaux quantiques quasi-2D présentant des ordres de charge et de la supraconductivité, dans le but d’observer et de contrôler ces transitions de phase.

Les pérovskites hybrides halogénées sont des matériaux que, depuis quelques années, suscitent un grand intérêt pour des applications potentielles dans les dispositifs optoélectroniques. La famille quasi bidimensionnelle de ces composés a montré une stabilité plus élevée que son homologue 3D et permet un réglage de l’écrantage entre les plans. Ici, nous proposons d’étudier la dynamique des états excités dans les pérovskites quasi-2D et sur une échelle de temps ultra-rapide. La photoémission et la photoluminescence résolues en temps et la spectroscopie THz à champ élevé fourniront une vue complémentaire sur les différents degrés de liberté. En particulier, notre objectif est d’observer la formation des excitons, quantifier l’amplitude de l'interaction spin-orbite et contrôler les effets de l'orientation cationique et de la dimensionnalité réduite. Ce projet de recherche offrira de nouvelles perspectives sur la physique des systèmes hors-équilibre et l’optimisation des matériaux.

Le domaine de recherche des molécules ultra-froides (T << 1mK) est en constante expansion dans de nombreuses directions, impliquant un nombre croissant de groupes à travers le monde. Les molécules à des températures ultra-froides se déplacent à de très petites vitesses et peuvent ainsi être contrôlées avec précision dans leur état quantique. Malheureusement, jusqu'à récemment, le refroidissement laser ne pouvait pas être appliqué facilement aux molécules car en raison de leur structure interne complexe qui inclut les vibrations et la rotation elles ne possèdent généralement pas de transitions optiques fermées appropriées, comme dans les systèmes atomiques, de sorte que les techniques de refroidissement et de ralentissement connues de la physique atomique ne peuvent être transférées directement qu'à très peu de molécules. L'objectif principal de la proposition actuelle est d'unir nos efforts pour affiner davantage le refroidissement laser et inventer de nouveaux schémas de refroidissement qui tiennent compte de la structure moléculaire unique et produisent un échantillon dense de molécules ultrafroides dans leur état fondamental absolu. Une fois cet objectif atteint, nous avons l'intention d'étudier les collisions bi-moléculaires dans deux directions, d'abord en trouvant les conditions optimales pour les supprimer par un écrantage utilisant un photon lumineux et ensuite pour observer les collisions molécule-molécule et la formation du complexe Rb4. Ce projet repose sur trois objectifs principaux mêlant aspects expérimentaux et théoriques: (i) La réalisation expérimentale du refroidissement laser et du piégeage des molécules de Rb2 à partir d'un jet moléculaire supersonique, guidée par des simulations élaborées à l'aide de calculs de structure moléculaire. Pour atteindre cet objectif, nous mettrons en œuvre une technique de pompage optique rovibrationnelle, qui agira comme un repompeur à large bande et forcera les molécules à effectuer une «transition optique fermée». (ii) L'étude de la suppression des collisions bi-moléculaires en utilisant un photon laser optique qui de fréquence décalée vers le bleu par rapport à une transition moléculaire électronique bien choisie. L'optimisation de l'efficacité de l’écrantage sera d'un grand intérêt pour les expérimentateurs dont le but est d'obtenir des échantillons stables (longue durée de vie) de molécules ultra-froides dans leur état fondamental absolu permettant d'atteindre la dégénérescence quantique (iii) La recherche de collisions inélastiques et réactives ultra-froides entre les molécules de Rb2, éventuellement assistées par la lumière, y compris la photoassociation et la formation de molécules de Rb4 stables. La photoionisation suivie de l‘analyse en masse nous permettra d'identifier les espèces ioniques présentes dans l'échantillon (Rb +, Rb2 +, Rb3 + et Rb4 +). De tels processus illustrent une nouvelle chimie ultra-froide, supposée dominée par les interactions à longue distance entre les particules en réaction mais probablement influencée par la dynamique à coure portée. C'est toujours une question ouverte, car la grande quantité de résonances du complexe collisionnel peut donner naissance à un complexe à longue durée de vie sur de courtes distances. L'observation des raies de photoassociation donnera une indication expérimentale sur le rôle de ces résonances dans la dynamique. Ce travail est le prolongement d'une longue collaboration réussie entre le groupe expérimental brésilien USP-SC et l'équipe théorique française du LAC. Ensemble, ils ont accompli une série de réalisations, notamment la création réussie de molécules diatomiques de rubidium ultra-froides à l'état fondamental par photoassociation à courte portée. Quatre articles scientifiques communs ont été publiés dans le cadre de cette collaboration depuis 2013.

Les statistiques d'échange sont liées à la phase φ accumulée par la fonction d'onde décrivant l'état d'un ensemble de particules indiscernables lorsque deux particules sont échangées. Dans le monde tridimensionnel, les particules se répartissent entre les bosons, pour lesquels φ=0, et qui ont tendance à se regrouper, et les fermions, pour lesquels φ=π et qui s'excluent mutuellement via le principe d'exclusion de Pauli. La situation est différente dans les systèmes bidimensionnels qui permettent l'existence de quasi-particules appelées anyons dont les statistiques sont intermédiaires entre les fermions et les bosons, conduisant à des degrés intermédiaires de regroupement et d'exclusion. L'existence d'anyons portant une charge fractionnaire et obéissant à des statistiques fractionnaires a été prédite dans les phases fortement corrélées de l'effet Hall quantique fractionnaire (FQH). La charge fractionnaire a été observée il y a vingt ans en mesurant le bruit de partition d'un faisceau d'anyons, proportionnel à la charge fractionnaire. Cependant, malgré de nombreuses tentatives, aucune signature directe de la statistique fractionnaire n'avait été observée jusqu'à ce que deux expériences distinctes fournissent les premières observations cette année. La première, réalisée par notre consortium, a étendu les précédentes mesures de bruit dans les géométries de collisionneurs au cas FQH dans un collisionneur d'anyons. Les mesures de fluctuations de courant à la sortie du collisionneur ont révélé la tendance des anyons à former de plus gros paquets de charge, ce qui est une signature de leur statistique d'exclusion intermédiaire. La deuxième expérience, réalisée par le groupe de Purdue, a observé des signatures de la phase d'échange dans un interféromètre à anyons. Fort de ce succès, le projet ANY-HALL vise à étudier, expérimentalement et théoriquement, les statistiques quantiques des anyons en utilisant le collisionneur d'anyons comme banc d'essai. Plus précisément, le projet se concentrera sur la réalisation de trois objectifs différents : Le premier objectif du projet est d'étudier quantitativement les statistiques fractionnaires des anyons pour différents ordres topologiques. Nous étudierons les collisions d'anyons pour différents facteurs de remplissage (contrôlés par le champ magnétique) correspondant à différents états FQH avec différentes statistiques (et différentes valeurs de la phase d'échange φ). Le deuxième objectif du projet est de comprendre le rôle de la décohérence et de la relaxation sur les signatures expérimentales de la statistique fractionnaire dans la géométrie du collisionneur. Nous étudierons le rôle de la température et de la relaxation qui sont connues pour être importantes dans le contexte des collisions d'électrons. Ces effets, régis par la distance entre l'émission d'anyons et le collisionneur, seront étudiés à la fois expérimentalement et théoriquement. Le troisième objectif du projet est l'étude quantitative du régime dynamique. L'émission d'anyons sera déclenchée par des pulses de tension permettant de contrôler la synchronisation des temps d'arrivée des anyons dans le collisionneur. Nous étudierons également comment le nombre d'anyons entrant en collision peut être contrôlé en faisant varier l'amplitude des pulses de tension. Notre consortium est construit de manière à rassembler toute l'expertise nécessaire pour aborder ces questions. Les expérimentateurs disposent du savoir-faire nécessaire pour mettre en œuvre des collisions d'anyons avec la meilleure résolution. Des spécialistes de la croissance et de la fabrication d'échantillons fabriqueront des échantillons de haute qualité avec une bonne stabilité nécessaire pour les mesures de bruit. Enfin, les théoriciens fourniront la description des collisions d'anyons lorsque la structures des canaux de bord est complexe, en capturant les effets de relaxation ainsi que les spécificités du régime dépendant du temps.

Nous proposons une amélioration de l’arrêt, de l’extraction et de la neutralisation des ions radioactifs dans des cellules à gaz dans le but d’élargir les études de structure nucléaire par spectroscopie laser dans un jet de gaz. Le projet FRIENDS3 vise à développer les techniques de neutralisation nécessaires et de concevoir une cellule à gaz rapide pour étudier les isotopes de courte durée de vie produits par le Super Separator Spectrometer (S3), qui est un séparateur de produits de fusion-évaporation proche de mise en service à l’installation SPIRAL2 au GANIL. Le projet se déroulera dans le contexte de la Ligne de Basse Energie de S3 (S3-LEB), une expérience qui réalisera des mesures de spectroscopie laser, spectroscopie de décroissance et spectrométrie de masse sur les produits de S3 arrêtés dans une cellule à gaz, neutralisés et extraits dans un jet supersonique. La version actuelle de la cellule à gaz de S3-LEB a un temps d’extraction autour de 500 ms, qui empêche l’étude des noyaux de très courte durée de vie. En plus, l’efficacité de neutralisation, nécessaire pour pouvoir les interroger par des lasers, dépend de l’intensité du faisceau S3, ce qui peut être une limitation pour les faisceaux très rares. L’objectif général du projet FRIENDS3 est d’améliorer les deux paramètres clés de la cellule à gaz: l’extraction rapide et la neutralisation efficace. Pour l’extraction on vise d’utiliser le drift rapide des ions hors de la région d’arrêt dans un champ électrique, tandis que pour maintenir l’habilité de la cellule à gaz de livrer des atomes neutres pour la spectroscopie laser, on va étudier une série de méthodes de neutralisation à appliquer juste avant la sortie des espèces radioactives de la cellule. Le projet suivra deux approches. D’un côté, on effectuera une série de simulations détaillées des différentes solutions possibles avec des logiciels de dernière génération. De l’autre côté, on construira un banc de test hors ligne avec une géométrie simplifiée, permettant de tester l’extraction rapide et sa dépendance des paramètres opérationnels de la cellule à gaz, d’étudier et de caractériser les différents mécanismes de neutralisation et de prouver la faisabilité du couplage entre les deux composants fonctionnels de la cellule. S3 produira des intensités record des noyaux déficients en neutrons, offrant des nouvelles opportunités pour la recherche des isotopes exotiques et pour mieux contraindre l’interaction nucléaire et l’évolution des phénomènes de structure nucléaire dans les noyaux proches de la dripline des protons. FRIENDS3 améliorera de façon significative l’installation S3-LEB et réalisera le potentiel entier de production de S3.

L'objectif de la proposition CRYOSEL est de développer et exploiter un détecteur Ge cryogénique massif (30 g) sensible à la paire électron-trou unique, pour rechercher l'interaction de particules de matière sombre (DM) légères avec des électrons ou des noyaux. Une résolution de 0,1 paire est obtenue par amplification Luke-Neganov du signal thermique associé à la dérive des charges dans le détecteur. Le fond dû aux signaux purement thermiques est rejeté par coïncidence avec la détection d'au moins un électron dans un réseau de lignes supraconductrices couvrant une des surfaces du cristal. Le détecteur sera utilisé dans l'environnement faible radioactivité du LSM pour rechercher des signaux DM de masse 0,1 à 100 MeV/c2 induits par des électrons et des signaux DM de 0,1 à 1 GeV/c2 induits par des noyaux. Un système d'injection laser et une source de neutrons AmBe permettront l'étalonnage de la réponse aux événements de reculélectronique et nucléaire, respectivement.

Les sources de positrons (SP) constituent un élément essentiel pour les Futurs Collisionneurs (FC) qui requièrent des valeurs critiques en ce qui concerne l’intensité élevée et la faible émittance, conditions nécessaires pour atteindre une luminosité élevée. Les intensités requises pour les SP des FC représentent un accroissement de plusieurs ordres de grandeur par rapport à celles des installations existantes. Des solutions nouvelles, R&D ainsi que des tests expérimentaux s’avèrent nécessaires pour aboutir à des solutions robustes de façon à répondre aux futurs besoins. Le but principal du projet INSPIRER est la recherche de nouvelles SP basées sur une solution hybride qui utilise la cible granulaire. En particulier, l’utilisation d’un solénoïde SC dans le système de capture pour les positrons constitue une solution innovante de grand intérêt. Un autre aspect innovant est lié à l’utilisation de l’intelligence artificielle dans la perspective de l’optimisation d’injecteur de positrons.

Avec des résultats des expériences à échelle réduite au premier rang mondial, la technique des bolomètres scintillantes a validé son potentielle pour la recherche de la double désintégration bêta sans émission de neutrino -2ß0v- de prochaine génération. Ce projet ANR a pour objectif de passer des systèmes à petite échelle, au système intégré capable d’être opéré à l’échelle d’une tonne de masse totale. Un design final sera réalisé intégrant les considérations thermiques, mécaniques, de collecte de lumière et de bruit de fond à l’aide de tests cryogéniques et de simulations Monte Carlo. Une première tour de détecteurs nommée CUPID-1 sera construite sous la forme finale dans l'experience de prochaine génération CUPID, et mise en opération avec 8 mois des prises des donnes pendant la période de ce projet. Cette première tour permettra de valider en échelle réel la technologie de CUPID et sera en soi une expérience 2ß0v compétitive au niveau internationale.

Les amas de galaxies permettent de tester le modèle cosmologique en s’appuyant sur des évaluations statistiques de leurs propriétés, comparant observations et simulations. Pour s’affranchir des limites de l’approche statistique, une reproduction de l’Univers est nécessaire. Les simulations contraintes permettent désormais de construire des clones de la Structure à Grande Echelle (LSS) de l’Univers local dans 600 Mpc de diamètre, valide jusqu’à l’échelle des amas. LOCALIZATION produira et utilisera des clones simulés des amas et superamas locaux pour comprendre la formation de ces structures cosmiques. Nous étudierons leurs propriétés physiques et dynamiques via les flots cosmiques, les rayons-X, le signal Sunyaev-Zeldovich. Nous déduirons les empreintes de la LSS locale sur le fond diffus aux grandes échelles. A l’ère des évaluations statistiques, LOCALIZATION constitue le point de départ vers une cosmologie de l’exactitude basée sur la compréhension détaillée de la croissance des structures. En effet, bien que le modèle ΛCDM soit un grand succès, l'avènement de la cosmologie de précision a révélé des divergences encore inexpliquées entre les prédictions théoriques et les observations. Parmi celles-ci, la différence entre l'amplitude du spectre de puissance de la matière mesurée avec le CMB et les amas de galaxies, i.e. la tension σ8, ainsi que les anomalies à grande échelle du CMB. En revisitant ces deux questions cosmologiques débattues, LOCALIZATION cherche, pour la première fois, une solution commune à ces deux problèmes. Pour relever ce défi, une analyse complète des amas de galaxies locaux et de la LSS, ainsi que de leur impact sur le CMB, sera réalisée sur la base de clones hydrodynamiques numériques de l'Univers local jusqu'à z<0,07. Une comparaison non biaisée entre les données d'observation de Planck et les clones numériques d'amas locaux, de superamas et de LSS complets sera effectuée. Grâce aux clones d'amas de LOCALIZATION, nous déduirons pour la première fois la relation exacte entre les masses des amas et leurs propriétés observées. Nous aborderons les anomalies du CMB dans les données Planck en nous concentrant sur les sources du signal CMB qui contribuent aux plus grandes échelles angulaires. En outre, grâce à des simulations contraintes de pointe, nous réaliserons la première estimation exhaustive de la contribution de toutes les anisotropies secondaires possibles du CMB aux grandes échelles angulaires. Avec LOCALIZATION, nous répondrons ainsi aux questions suivantes : La tension σ8 peut-elle être résolue ou réduite avec une relation d'échelle exactement et fidèlement calibrée grâce aux clones d'amas locaux issus des simulations LOCALIZATION ? et Quelle part des anomalies du CMB aux bas multipôles peut être expliquée par l'environnement extragalactique local entièrement reproduit par le clone de l’Univers local construit dans LOCALIZATION ?

Depuis la découverte du neutron par E. Rutherford, peu de propriétés de cette particule sont connues avec certitude. Les halos de neutrons, qui sont propre au monde quantique, ont été seulement découverts dans les années 90, et à partir de mesures indirectes. Nous proposons de lever les incertitudes théoriques de l’expérience PUMA du CERN dont le but est de sonder les distributions de neutrons avec de l'antimatière. Notre approche repose sur une modélisation de haute-fidélité (ab initio) des réactions nucléaires et sur la théorie effective des champs permettant d’évaluer les incertitudes. Nos objectifs sont (1) d'incorporer dans nos outils les interactions nucléon-antinucléon et (2) de les adapter au calcul des états atomiques antiprotoniques de basse énergie. Cela nous permettra de (3) décrire des atomes antiprotoniques formés de noyaux stables légers et (4) celui composé du noyau à halo de 11Be. Ces travaux feront références et permettront la validation des futures données.

Les expériences ATLAS et CMS ont atteint l'un de leurs principaux ojectifs en 2012: la découverte du boson de Higgs, qui compte parmi les résultats scientifiques les plus marquants de la décennie. La prochaine grande étape pour la physique des particules est la phase à haute luminosité du LHC, qui requière une importante amélioration du complexe d'accélérateurs du CERN pour augmenter le taux de collisions d'un facteur 100 par rapport au LHC. La combinatoire attendue au HL-LHC nécessitera une augmentation des ressources informatiques inenvisageable en termes de coûts. La seule solution sera de modifier drastiquement la reconstruction des traces, qui représente la plus grande fraction du temps de calcul. Le projet ATRAPP propose de développer de nouveaux algorithmes de tracking incorporant les progrès les plus récents en machine learning et calcul parallèle, en collaboration avec des experts en computing et software issus de la physique des particules.

Le projet ENUBET (Enhanced NeUtrino BEams from kaon Tagging) vise à construire un faisceau de neutrinos monitoré afin de réduire l'incertitude sur le flux et la section efficace des neutrinos à <1%. Face au taux élevé d'événements attendus dans ENUBET, la résolution temporelle du détecteur est essentielle pour la reconstruction et la diminution de l’empilement d’événements. Un échantillonnage des détecteurs sub-ns permettrait une corrélation un à un entre les positrons tagués dans la ligne de faisceau et les neutrinos tagués dans le détecteur lointain, transformant ENUBET en premier "faisceau de neutrinos tagués". Nous proposons un projet de R&D de 3 ans pour développer des nouveaux instruments de détection basés sur le concept PICOSEC-Micromegas et démontrer l'impact de ces détecteurs sur les recherches de Nouvelle Physique. L'exploitation éventuelle de la technologie PICOSEC-Micromegas sera étudiée pour le tagueur et les détecteurs de neutrinos de ENUBET.Cela concerne : - un détecteur PICOSEC Micromegas intégré dans un calorimètre électromagnétique, avec précision temporelle(~10 ps) - un détecteur PICOSEC Micromegas remplaçant le veto des photons sur ENUBET, servant comme une couche de timing (T0-layer) dans le tagger pour la détection des MIPs (<50ps) - instrumentation de l'arrêt du faisceau (beam dump) pour monitorer les muons - Photodétecteur Micromegas pour le tagging temporel dans le détecteur de neutrinos. Le concept PICOSEC-Micromegas consiste en un détecteur Micromegas "à deux étages" couplé à un radiateur Cherenkov (MgF2), équipé d'une photocathode appropriée. Le gap de dérive est réduit à 200 μm tandis que le champ électrique appliqué dans cette région (>10 kV/cm) est suffisamment fort pour produire une multiplication des électrons. Cette configuration offre une large bande pour la production et la détection de la lumière Cherenkov dans le VUV. Les particules relativistes traversant le radiateur produisent des photons Cherenkov qui sont simultanément convertis en électrons sur la photocathode. Les résultats obtenus avec de petits prototypes donnent une résolution temporelle de 24 ps pour les muons relativistes et de 44 ps pour les photons UV individuels. Ces résultats ont démontré que les performances temporelles souhaitées peuvent être atteintes avec ce concept. Cependant, il y a plusieurs questions à régler, principalement le passage à l'échelle pour des détecteurs de grande surface, y compris le développement de l'électronique correspondante, et des photocathodes efficaces et robustes pour des applications dans des environnements à flux de particules élevés. Afin de démontrer dans des faisceaux de particules les performances requises, nous développerons des prototypes modulaires (~10x10 cm2).Les principaux défis techniques à surmonter sont le choix d'une photocathode efficace et robuste ainsi que la production de panneaux Micromegas avec anode segmentée et planarité meilleure que 10 μm, en conservant une petite longueur de rayonnement. En parallèle, nous développerons l'électronique nécessaire pour tester et évaluer les prototypes.Les cartes frontales seront développées sur la base de l'optimisation d'un amplificateur prototype existant, déjà testé avec succès sur un détecteur prototype. La numérisation des signaux et le marquage temporel précis seront effectués par des cartes électroniques basées sur le circuit SAMPIC. L'importance de la précision temporelle dans les expériences opérant sur les faisceaux de particules à haute luminosité est déjà largement reconnue, tandis que la reconstruction 4D des objets sera nécessaire pour les expériences dans les accélérateurs futures. Ce projet vise à aborder les points critiques pour le développement d'un détecteur de dimension adéquate, capable d'offrir la précision temporelle nécessaire. Le projet met en valeur les avantages du PICOSEC Micromegas pour l’identification de particules, mais aussi comme un couche de timing intégré dans un calorimètre.

Quelle est l'origine de l'expansion accélérée de l'Univers, celle d'aujourd'hui et celle qui a eu lieu avant le Big Bang? Quelle est la nature de la matière noire? Ces questions abordent les mystères les plus intrigants de la cosmologie et plus largement certains des problèmes les plus importants de la physique fondamentale. Des indices cruciaux pour nous aider à répondre à ces questions peuvent se cacher dans la structure à grande échelle de l'Univers et dans son évolution. Les prochaines observations par relevés cosmiques, tels que Euclid, Vera Rubin et DESI, seront riches d'information importante sur ces questions. Notre tâche dans les années à venir est de nous préparer à extraire cette information de leurs données. L'objectif de ce projet est d'utiliser les développements théoriques les plus avancés en cosmologie et en physique des particules pour construire un modèle numériquement rapide le plus précis de l'agrégation de galaxies dans l'espace de redshift, l'une des principales sondes des futurs relevés. La vitesse est importante pour le rendre pratique lors de l'échantillonnage de la likelihood dans l'espace des paramètres multidimensionnels. Nous visons une précision inférieure au pourcent pour éviter des biais systématiques sur les paramètres inférés et exploiter pleinement les données. Plus important encore, la précision peut être contrôlée: les erreurs peuvent être estimées par des termes d'ordre supérieur. Des progrès dans cette direction ont été entrepris et ont conduit à des codes accessibles au public. Nous nous appuierons sur l'un de ces codes en partenariat avec l'un de ses auteurs. La modélisation construite et son code associé nous permettront de mesurer les paramètres cosmologiques standards et de tester ou détecter la physique au-delà du modèle standard avec une précision sans précédent. Pour cela, nous inclurons cinq caractéristiques essentielles cruciales pour répondre aux questions fondamentales ci-dessus. En fin de compte, nous fournirons un code de théorie des perturbations rapide et precis capable de: 1) Contraindre ou mesurer les modifications de gravité qui dependent de l'échelle; 2) Mesurer la masse des neutrinos; 3) Contraindre ou mesurer la présence de composants de matière noire non standard; 4) Atteindre la précision à 2 boucles en théorie des perturbations dans le spectre de puissance; 5) Contraindre ou mesurer des conditions initiales non standard, telles que les non-gaussianités et les perturbations d'isocourbure. L'inclusion de ces nouvelles fonctionnalités nécessitera de nouveaux outils théoriques, au-delà de l'état de l'art. Nous tirerons parti de différents domaines de la physique théorique, par exemple la théorie des champs efficaces des techniques de l'énergie noire et des amplitudes de diffusion. Le projet coïncidera avec des phases importantes d'Euclid: le lancement du satellite et la préparation de l'analyse de la première publication de données, et il suivra de près les activités scientifiques du satellite. Surtout, il y aura un transfert de connaissances: l'institut partenaire partagera son savoir-faire sur les modèles existants les plus avancés et l'analyse numérique de l'amas de galaxies. Nous partagerons nos connaissances sur la modélisation de la nouvelle physique. Au-delà de la nécessité immédiate du résultat final de ce projet, cette proposition vise à renforcer la participation de la communauté théorique française au sein de la collaboration Euclid, valoriser son expertise dans ce domaine très compétitif pour Euclid et, plus largement, dans la communauté cosmologique/astrophysique internationale.

Des visualisations sont souvent utilisées pour résumer des informations complexes, illustrer des problèmes, raconter des histoires ou sensibiliser le public. Malheureusement, les outils de visualisation sont généralement créés pour des scientifiques, et les tâches d'analyse de données ne sont pas orientées vers la communication. En examinant les pratiques de conception visuelle, ce projet étudie des outils qui peuvent aider les graphistes, les illustrateurs, les journalistes ou les infographistes, à produire des représentations créatives et efficaces. Il vise ainsi à répondre à l'objectif ambitieux des outils de conception assistée par ordinateur, où la création visuelle est guidée par les graphiques. À partir de croquis, l’utilisateur réalise des structures graphiques, qu’il peut réalimenter en réinjectant des données et des instructions génératives. Les partenaires apportent leur expertise en matière d'interaction homme-machine, de visualisation de l'information et d'infographie.

La réalité virtuelle (RV) a suscité un intérêt croissant ces dernières années sur le marché grand public, avec des avancées impactantes au niveau des casques, des contrôleurs et des rendus visuels et audio. Cependant, pour que l’utilisateur ait l'illusion d’évoluer dans un monde réaliste, une expérience RV vraiment réussie et complète doit reposer sur l'utilisation de toutes les modalités sensorielles. À cet effet, l’interaction haptique, qui permet de toucher et de sentir le monde virtuel, fait aujourd’hui encore cruellement défaut. A ce jour, il n'existe pas de périphérique haptique portable qui fournisse un retour convaincant sous ses différentes formes (tactile, force, etc.). Il subsiste de nombreux défis à relever pour couvrir la large gamme de sensations haptiques, en particulier si l’on vise un dispositif bon marché, portable et accessible au public. Avec le public comme nouvelle cible, de nouvelles solutions doivent être étudiées, qui non seulement s'appuient sur les avancées technologiques récentes, mais tirent également parti du retour multisensoriel haute-fidélité désormais disponible associé aux illusions cognitives pour surmonter les limitations techniques actuelles et offrir une expérience plus riche. Une autre limitation persistante entravant l’adoption de l'interaction haptique est la difficulté, en particulier pour les non-experts, de créer et d'intégrer un retour haptique convaincant dans un environnement RV. Par conséquent, le projet WAVY vise à répondre à cette nouvelle demande et aux défis associés en fournissant un nouveau dispositif haptique portable pour la RV / XR et en couvrant toute la chaîne de conception haptique. Plus précisément, les objectifs de WAVY sont: • Concevoir la prochaine génération de dispositif haptique porté pour la main, léger, compact et abordable capable de fournir un retour kinesthésique, vibrotactile et de pression cutanée. • Étudier la combinaison de retours multimodaux (visuels, auditifs et haptiques) pour des illusions perceptives convaincantes afin de fournir un retour et une expérience utilisateur plus riches. • Poursuivre la recherche sur le processus de création haptique et le développement d'un framework pour « l’haptique générique », c'est-à-dire pour faciliter la conception de retours haptiques pour la RV quel que soit le dispositif utilisé et ses capacités, et accessible aux non-experts en haptique. • Intégrer les résultats et le nouveau dispositif dans un scénario de formation industriel et dans un projet artistique pour diffusion auprès du public et d’autres secteurs. • Évaluer le dispositif et le framework dans un cadre de conception centrée utilisateur, avec divers aspects clés, notamment l’utilisabilité, les « performances » générales et l’expérience des utilisateurs cibles. • Créer les conditions nécessaires au transfert de ces connaissances aux industriels (et académiques) intéressés par ces technologies, qui peuvent augmenter leurs opportunités de marché. Pour atteindre ces objectifs ambitieux, WAVY suivra une approche itérative alliant recherche, conception et évaluation, et impliquera des partenaires académiques experts en haptique et neurosciences (CEA, ISIR), une PME haptique à la pointe (GTVR) et une association reliant les arts et science, avec un artiste de renommée en résidence (AAS). Avec ces objectifs et ce consortium, WAVY vise à couvrir l'ensemble du processus de conception, en fournissant un dispositif avec une large gamme de retours (vibrations, pression cutanée, retour résistif), en rendant accessible une solution logicielle pour le prototypage des interactions haptiques, qui s'interface de manière transparente avec tout dispositif haptique existant, et enfin en développant des applications VR potentielles via les cas d’usages artistiques et industriels.

Les nouvelles technologies d'affichage telles que les murs d’écrans, les tables interactives et les casques de réalité virtuelle ou augmentée permettent de concevoir des espaces de travail flexibles. L'objectif du projet est d'étudier ces environnements d'affichage du point de vue de l'interaction homme-machine afin d'éclairer la conception d'espaces de travail novateurs pour la gestion de crise et l'analyse de données. Pour atteindre cet objectif, nous : 1) étudierons les capacités de ces écrans pour une distribution efficace de l'information ; 2) utiliserons des artéfacts physiques pour faciliter la navigation et l'interaction entre écrans ; 3) utiliserons des interactions gestuelles pour une utilisation portable et experte. Nous serons guidés par un environnement de gestion de crise existant, et les résultats du projet seront appliqués pour étendre cet environnement.

La contamination par des nanoparticules métalliques (NPs) des écosystèmes est en constante augmentation. Fabriquées pour leurs propriétés industrielles d’agents anti-UVs, antibactériens, dépolluants, colorants, engrais ou pesticides, les NPs sont relarguées en masse dans l’air, les eaux et les sols. Avec les NPs d'oxyde de fer (Fe2O3), les NPs de dioxyde de titane (TiO2) sont parmi les plus fabriquées. Une littérature très émergente suggère l’existence d’une contamination chez l'homme par les NPs de TiO2 dans les tissus placentaires, les selles des nouveaux-nés, le sang et des tissus de tumeurs du côlon. Concernant les animaux, l’existence d’une contamination réelle n’est pas connue mais de rares études sur des rongeurs en lactation exposés à certaines NPs ont suggéré le passage de NPs dans le lait et chez les petits dont le développement et la survie ont été affectés. Dans ce contexte, NANOMILK propose d'évaluer l'existence d'une contamination réelle par les NPs dans le lait animal en utilisant une combinaison d'approches biophysiques de pointe (WP1). Le contenu en NPs de laits collectés dans des fermes urbaines dont une pollution par des métaux lourds dans les sols et les légumes est connue sera comparé à celui de laits issus de fermes arctiques non polluées en Norvège. Afin de décrypter les mécanismes permettant le passage de NPs dans le lait (WP2), nous étudierons la sécrétion de NPs à partir de lignées de cellules mammaires et en particulier le rôle des vésicules extracellulaires (VEs). Les VEs sont des structures impliquées dans la communication intercellulaire et dans des processus physio-pathologiques tels que la réponse immunitaire ou le cancer. En 2007, des VEs ont été détectées dans le lait. Sécrétés par les cellules mammaires, elles transporteraient des informations à la descendance et influenceraient son immunité et son développement. Les partenaires de ce projet ont démontré précédemment que des NPs de Fe2O3 et de TiO2 étaient transférées entre des cellules non-mammaires via un processus impliquant des VEs. Afin d’évaluer le rôle des VEs mammaires dans le transport de NPs, nous étudierons le contenu en métaux des VEs provenant de cellules mammaires exposées aux NPs. Nous réaliserons des tests de transfert, indirects ou directs en co-culture, couplés à de l’invalidation de gènes impliqués dans la communication intercellulaire. Par ailleurs, l'impact des NPs transférées aux cellules réceptrices sera évalué sur leurs profils d'expression du génome entier par puces à ADN. Enfin, nous étudierons in vivo le transport des NPs dans l'ensemble du continuum mère-petit (WP3). Après une étude d'escalade de dose, nous analyserons le comportement de NPs administrées par l'eau potable chez des lapines en lactation. La biodistribution des NPs sera analysée dans les tissus de la mère et de la progéniture, ainsi que dans les échantillons de lait collectés à différents moments de la lactation. En plus d'apprécier l'effet des NPs sur la croissance et la survie de la progéniture, nous analyserons également leur effet sur le protéome des VEs afin d'évaluer un effet potentiel sur la biogenèse, l'origine et l'abondance des VEs. Du terrain, à l'in vitro et à l'in vivo, NANOMILK évaluera et caractérisera la propagation des NPs de la mère aux petits. Une contamination dans des échantillons de lait provenant de fermes urbaines, influencerait la tendance à produire localement lorsque le lieu est pollué. Les résultats de NANOMILK apporteront des connaissances majeures sur la communication mère-petit par le lait, sur les VEs du lait, et sur la façon dont elles peuvent être utilisées par des polluants. NANOMILK pourrait ainsi fournir de nouvelles bases pour l'utilisation des nanoparticules, pour l'industrie laitière, pour la nanoagriculture mais également pour l'allaitement dans les zones polluées.

Le lien entre polluants et pathologie cardiaque n'est apparu que récemment. Le 2,3,7,8-tétrachlorodibenzo-p-dioxine (TCDD) est le polluant organique persistant le plus toxique qui s’accumule dans l'organisme par la voie alimentaire. La toxicité du TCDD est médiée par l'activation du récepteur AHR, un facteur de transcription régulant l'expression d’enzymes de détoxification. Chez la souris, il a été montré que le TCDD induit une légère hypertrophie cardiaque. Néanmoins, l’impact du TCDD sur la détérioration de la fonction cardiaque chez des animaux prédisposés aux cardiomyopathies et les mécanismes sous-jacents de la cardiotoxicité du TCDD restent à définir. L'objectif du projet est de caractériser la toxicité cardiaque d’une exposition chronique à une dose faible de TCDD dans deux modèles murins de vulnérabilité (vieillissement & diabète), d'analyser si la cardiotoxicité du TCDD est dépendante du sexe des rongeurs et de tester si les antagonistes de AHR pourraient corriger les effets cardiotoxiques du TCDD sur la cardiomyopathie diabétique.

La pollution plastique menace les sols de dégradation, avec d'importants coûts environnementaux et économiques pour l'agriculture. Considérant les multiples facettes de la pollution plastique (cocktails de contaminants comprenant des additifs et substances non intentionnelles, apportés seuls en paillage ou mélangés à des matières organiques résiduelles dans les amendements), ce projet vise à évaluer l'ampleur de cette menace et proposer des moyens d'y remédier. Grâce à une nouvelle méthodologie basée sur une collaboration entre la chimie des polymères et l'écologie du sol, nous explorerons plusieurs scénarios d'exposition des organismes du sol à des plastiques contrôlés, pour évaluer leur toxicité dans différents compartiments (rhizosphère, microorganismes, mésofaune, plastisphère), leurs impacts sur les fonctions du sol et les cycles biogéochimiques, leur dynamique et celle des microorganismes associés et les rétroactions physico-chimiques et microbiennes des sols sur les plastiques.

Depuis le début de l'ère industrielle, l'humanité a pu augmenter de manière exponentielle sa productivité et son accès aux ressources, et cela a des niveaux encore inimaginables il y a à peine 200 ans. Si ce progrès technologique inexorable lui a permis de multiplier par sept sa population en un siècle, de s'affranchir de bon nombre de maladies autrefois mortelles et désormais bénignes, de juguler, bien que de manière inégalitaire, la famine ou bien de repousser l'œkoumène au-delà des limites même de la planète, cela a également eu un impact irréversible sur la biosphère. Dans sa marche irrépressible vers le progrès, l'humanité a détruit et anthropisé son environnement à des niveaux jamais atteints depuis le début de la révolution cognitive il y a 50 000 ans. Une des conséquences de ce progrès a marche forcée a été l'émission dans l'environnement de divers polluants (ou HNS : Hazardous and Noxious Substances) dont certains s'avèrent extrêmement persistants, au-delà même des générations humaines. Depuis la fin du 20ème siècle, une prise de conscience mondiale s'est opérée sur les dangers encourus par les générations présentes et futures à cause de ces pollutions. De plus en plus, les législations tendent, toujours de manière très inégalitaire par delà le monde, à limiter ces émissions et à en interdire la forme. Bien qu'encourageantes, ces initiatives sont néanmoins insuffisantes pour réparer les dégâts déjà causés et en juguler les effets à long terme. Forte de son génie, l'humanité a donc mis au point diverses méthodes pour dépolluer les environnements impactés. Ces méthodes peuvent être physicochimiques et utiliser des protocoles initialement issus de l'industrie (ex usage de résines, de surfactants, excavation, pyrolyse...). D'autres méthodes, plus douces et spécifiques, exploitent la bioremédiation. La bioremédiation est un phénomène biologique durant lequel des organismes vivants vont soit métaboliser directement les HNS (bioaugmentation), les immobiliser dans leur biomasse ou augmenter leur biodisponibilité (biostimulation) pour les autres maillons trophiques. Maitrisée, la bioremédiation démontre un potentiel biotechnologique séduisant car elle permet de traiter les pollutions in situ ou ex situ sur un ensemble de HNS quasi illimité (des hydrocarbures aux radionucléides) en évitant d'ajouter un degré de perturbation anthropique supplémentaire par apport aux méthodes physicochimiques. En ce sens, les moisissures (champignons filamenteux ou levures) présentent une manne biotechnologique conséquente de part leurs capacités à dégrader des HNS normalement particulièrement récalcitrants. Le projet Mic GIVER se propose d'exploiter ce potentiel de bioremédiation fongiques sur 4 HNS aussi divers qu'emblématiques des activités humaines : l'acide picrique, le glyphosate, le diesel et les cires (C10 à C20). Cette bioremédiation fongique se focalisera sur les HNS natifs mais aussi sur leurs produits de dégradation potentiellement écotoxiques. Dans un premier temps, 500 souches fongiques seront criblées pour leur capacité à dégrader les HNS ou à synthétiser des biosurfactants pouvant augmenter leurs biodisponibilités. Par la suite, les conditions de culture seront optimisées sur 16 des souches les plus prometteuses (8 pour la dégradation des HNS et 8 synthétisant des biosurfactants). Une approche de métabolomique sera également déployée afin de caractériser finement ces biosurfactants. A partir de 4 souches les plus intéressantes, une production et une extraction sur pilote industriel sera réalisée afin d'augmenter le degré de TRL de 3 à 5 (Technology Readiness Level). Enfin, un banc d'essai de bioremédiation sera mis au point afin de pouvoir tester et optimiser en conditions opérationnelles in situ (bioaugmentation et biostimulation) ces solutions de bioremédiation (TRL8). A terme, Mic GIVER permettra le développement de nouveaux bioprocédés de biorémediation fongiques pour les acteurs industriels du domaine de la dépollution.

La population générale, dont les femmes enceintes, est exposée à de nombreux perturbateurs endocriniens, tels que les phtalates et les phénols synthétiques (PSP). Ces substances entrent dans la composition d’un grand nombre de produits de consommation comme les plastiques, les résines époxy, les cosmétiques et les emballages alimentaires entre autres, exposant ainsi quotidiennement les femmes enceintes par ingestion, inhalation et/ou voie cutanée. Cette exposition représente un risque élevé pour la santé anténatale et post-natale de la descendance. Les objectifs de MEMORI sont d'évaluer si l’ingestion maternelle d’un mélange de PSP, suspecté d'affecter le poids placentaire et le poids de naissance, perturbe la fonction placentaire et induit des signatures placentaires spécifiques de cette exposition, affectant le phénotype de la descendance, avec des réponses spécifiques au sexe. Pour répondre à ces objectifs translationnels et intergénérationnels, le programme MEMORI s’appuiera sur 3 approches complémentaires : 1) la cohorte mère-enfant SEPAGES, dédiée à la surveillance de l'exposition aux substances chimiques - notamment les PSP - pendant la grossesse, et de leurs effets sur la santé des enfants jusqu’à l’âge de 5 ans. Cette cohorte comprend également des échantillons biologiques de mères et de leurs enfants; 2) un modèle in vitro de cellules trophoblastiques isolées du placenta humain à terme, permettant de décrypter les effets et les mécanismes moléculaires des PSP ; 3) un modèle biomédical lapin, pertinent en terme de placentation et de production de stéroïdes par les gonades pendant la vie fœtale, similaires à celle de l’homme. Ce modèle est également approprié pour étudier l’orientation des cellules germinales vers la voie mâle ou femelle, la toxicité fœtale et les effets à long terme chez les descendants adultes. Grâce au modèle animal in vivo, les effets de l'exposition maternelle, par ingestion, à un mélange de PSP, mimant l’exposition des mères de la cohorte SEPAGES, seront évalués sur le développement et la croissance fœto-placentaire mais aussi sur le phénotype postnatal, en particulier le statut cardio-métabolique et la fonction gonadique, en tenant compte du sexe de la progéniture. Parallèlement, le suivi des enfants de la cohorte SEPAGES se poursuivra jusqu’à l’âge de 7 ans, et inclura des mesures biométriques. Le modèle des cellules trophoblastiques humaines nous permettra d’étudier le mécanisme d’action des PSP ainsi que les signatures épigénétiques placentaires spécifiques de l'exposition seule ou en mélange à ces composants. Les signatures épigénétiques établies dans les cellules trophoblastiques in vitro seront recherchées et validées dans les placentas de lapin et humains issus de la cohorte SEPAGES. Enfin, les marques placentaires seront corrélées aux phénotypes postnataux mis en évidence dans le modèle de lapin, permettant ainsi d’extrapoler les potentiels risques phénotypiques des enfants à plus long terme. Ces résultats seront cruciaux car ils permettront aux autorités publiques nationales ou européennes (ANSES, EFSA), de mettre en place des recommandations au cours de cette période de sensibilité qu’est la grossesse.

L’objectif de ce projet est d’étudier les stratégies adoptées par les bactéries à Gram négatif pour répondre au stress antibiotique, en particulier à travers les modifications des ARN et de la fidélité et l'efficacité de la traduction. Les bactéries rencontrent fréquemment de faibles doses d'antibiotiques dans leur environnement, menant au développement de résistances. Sur la base de résultats préliminaires, nous proposons que dans ces conditions, les erreurs de traduction peuvent augmenter, ou la lecture des codons peut être impactée, générant ainsi une diversité du protéome bactérien. Cette diversité protéomique pourrait être bénéfique pour certaines cellules et, même si elle n’est pas héréditaire, elle pourrait favoriser la survie et l’émergence de résistances aux antibiotiques et persistance. Nous explorerons spécifiquement les modifications ARN de transfert et la fidélité et l'efficacité de la traduction en réponse à quatre antibiotiques à doses sub-létaux en caractérisant les schémas globaux d'erreur de traduction dans le protéome de la bactérie et en explorant les mécanismes moléculaires et génétiques sous-jacents.

Une machinerie de recombinaison spécifique de site servant à résoudre les dimères de chromosomes est encodée dans le génome des bactéries, Xer. À l'exception de quelques espèces, Xer est composé de deux recombinases à tyrosine, XerC et XerD, qui agissent sur un site chromosomique spécifique, dif. Divers éléments mobiles exploitent XerC et XerD à leur profit. D’ailleurs, Xer a été initialement découvert en raison de son rôle dans la résolution des dimères de plasmides multicopies. Par la suite, de nombreux éléments mobiles intégratifs exploitant Xer (IMEX) ont été décrits. Des phages et des îlots génétiques exploitent la recombinaison de Xer pour s'intégrer dans le site dif de l'un des chromosomes de leur hôte, et de petites cassettes génétiques flanquées de pseudo site dif (pdif) exploitent Xer pour se disséminer sur les plasmides. Les IMEXs sont généralement associés à l'évolution de bactéries pathogènes, pour les humains (Vibrio cholerae, Yersinia pestis, Neisseria meningitidis et gonorrhée, Acinetobacter baumannii), les animaux (un large panel de Vibrios) et les végétaux (Xanthomonas campestris, Xylella fastidiosa). En particulier, la toxine du choléra, qui est responsable de la diarrhée mortelle associée à la maladie du même nom, est codée dans le génome d'un IMEX de V. cholerae, le phage CTXΦ. Des interactions entre CTXΦ et au moins deux autres catégories d'IMEX, VGJΦ et TLCΦ, sont responsables de l'émergence de souches de V. cholerae abritant de nouvelles formes de la toxine dans l’environnement. L'apparition de souches multirésistantes d'A. baumannii, un pathogène opportuniste responsable de maladies nosocomiales, est liée à la dissémination de gènes de résistance aux carbapénèmes par une quatrième catégorie d'IMEXs, les modules pdif. Ainsi, comprendre comment les IMEXs exploitent la recombinaison Xer et leurs interactions dans l’environnement est crucial si nous voulons nous préparer à l’émergence de nouvelles maladies infectieuses. Pourtant, les études sur les IMEXs se cantonnent souvent à la simple description de leur contenu génétique et de leur contexte génomique. Les protéines XerC et XerD forment deux groupes phylogénétiques étroits et agissent sur des sites dif extrêmement conservés, ce qui suggère des contraintes évolutives élevées. De manière remarquable, les séquences des sites de résolution des dimères des plasmides multicopies et des sites d'attachement des IMEXs diffèrent des sites dif de leurs hôtes. Nos données préliminaires suggèrent que l’exploitation de Xer par les IMEXs reposent sur des facteurs de stabilisation des complexe intégratifs (InXS). L'objectif du projet est de rechercher les facteurs InXS, et d’analyser les réactions de recombinaison Xer qu'ils favorisent. Quatre équipes alliant une expertise sur la recombinaison Xer, la bioinformatique, la génétique et la génomique moléculaires, l’étude biophysique de molécules uniques et la biologie structurale s’unissent pour étudier les stratégies d'exploitation de Xer de CTXΦ, VGJΦ et TLCΦ, et des modules pdif d'A. baumannii. Ces IMEXs sont représentatives des quatre catégories d'IMEXs décrites à ce jour. Les résultats du projet InXS intéresseront les chercheurs universitaires étudiant les transactions entre les protéines et l’ADN et la communauté des microbiologistes en général. En outre, les résultats seront mis à disposition dans une base de données en ligne, fournissant ainsi un nouvel outil de surveillance. Les connaissances acquises pourraient aussi permettre d’utiliser ces "ingénieurs génétiques naturels". En particulier, elles pourraient conduire au développement de méthodologies pour imposer l'excision d’IMEXs codant pour des gènes de résistance aux antibiotiques et/ou des toxines, et ouvrant la voie au développement de nouveaux traitements prophylactiques.

L'aquaculture est devenue essentielle pour la production alimentaire humaine, et connaît une croissance très rapide. Elle est menacée par de multiples maladies, notamment celles causées par des virus, pour lesquelles il n'existe aucun traitement économiquement viable. Le développement d’une aquaculture « durable » nécessite donc de nouveaux vaccins contre les maladies virales. Bien que les vaccins à ARN messager (ARNm) fassent depuis peu partie intégrante de l'arsenal vaccinal, ils en sont encore à leurs balbutiements chez les poissons. Nous venons d'obtenir un vaccin ARNm à LipoNanoParticules (LNP) contre un virus de la carpe, basé sur les résultats de notre précédent financement ANR, FishRNAvax. Ce vaccin induit une protection efficace avec une relativement faible dose d'ARNm. Pour optimiser ce premier candidat vaccin à ARNm, nous proposons de comprendre les mécanismes impliqués car les modes d'action des vaccins à ARNm restent mal connus. Dans ce but, nous nous concentrerons sur deux maladies des poissons, respectivement causées par le virus de la septicémie hémorragique virale - VHSV - chez la truite, et par le virus de la virémie printanière de la carpe - SVCV - chez la carpe. Ces deux modèles correspondent à des maladies à déclaration obligatoire et ciblent des espèces représentatives des deux principaux groupes de poissons d'élevage, les cyprinidés et les salmonidés. Ces modèles permettent aussi la comparaison avec des vaccins à ADN existants exprimant les mêmes antigènes, qui induisent une protection élevée et des anticorps neutralisants. Le projet vise à caractériser les réponses immunitaires, innées et adaptatives, en recherchant les corrélats de la protection induite par les vaccins LNP-ARNm chez la carpe et la truite, afin d'optimiser la formulation des vaccins ARNm avec une faible quantité d'ARNm. Nous analyserons la biodistribution de l'ARNm LNP après vaccination, et sa modulation par trois immunostimulants agissant comme adjuvants. En effet, nous faisons l’hypothèse que la co-administration de LNP mRNA avec des micelles apportant des agonistes de TLR augmentera la qualité et l'intensité des réponses, et améliorera leur localisation muqueuse. Nous caractériserons l'effet de l'induction de l'IFN de type I au site d'injection, car il augmente considérablement l'intensité de la réponse au vaccin ADN chez le saumon, et la protection. Nous étudierons également la structure des réponses cellulaires B/T induites par les vaccins ARNm LNP ou par un challenge des poissons vaccinés, par séquençage du répertoire Ig/TCR. Sur la base de nos travaux antérieurs, nous déterminerons la fréquence des composants publics (présents chez tous les individus) des réponses induites par les vaccins à ARNm LNP, en comparaison avec un vaccin vivant atténué. Le consortium réunit quatre partenaires ayant une expertise complémentaire en chimie, immunologie moléculaire des poissons et vaccinologie, afin d'optimiser la nanoformulation des vaccins ARNm LNP et d'explorer les particularités des réponses des poissons à ces vaccins innovants. Le développement récent de vaccins ARNm contre le COVID19 a mis en évidence le manque de connaissances sur les caractéristiques de ces vaccins, en termes de qualité et de durée, ainsi que sur leur biodistribution, et l'importance des doses d’ARN. Outre le développement de candidats vaccins ARNm optimisés pour la carpe et la truite, ce projet fournira des connaissances de base sur les mécanismes immunitaires des réponses induites par les vaccins ARNm de poisson lorsqu'ils sont conditionnés dans une plateforme nanocarrier biodégradable. En outre, il explorera i) l'importance des doses d'ARNm pour assurer la protection ii) l'importance de la co-administration d'immunomodulateurs (ligands TLR) pour augmenter l'immunité durable et les réponses immunitaires muqueuses. Ces connaissances seront utiles pour guider les développements futurs et la conception de la prochaine génération de vaccins à ARNm pour les poissons.

L'asthme et les troubles du sommeil sont des problèmes de santé rencontrés de la petite enfance à l'âge adulte dans notre société. L'asthme, maladie inflammatoire chronique des voies respiratoires, touche 10 % des adultes et est la maladie chronique la plus courante chez l’enfant. Les troubles du sommeil (sommeil court, difficultés d'endormissement, réveils nocturnes) touchent 20 à 30 % des enfants avant leurs 3 ans et 20 à 50 % des adultes. L'asthme et les troubles du sommeil sont associés à une mauvaise santé ultérieure. Des interrelations entre sommeil et asthme ont été suggérées récemment mais restent mal comprises chez les adultes, et n’ont pas encore été étudiées chez l’enfant. Notre objectif est de mieux comprendre les interrelations longitudinales entre sommeil et santé respiratoire dans la population générale française à partir de larges cohortes d'enfants et d'adultes : ELFE et CONSTANCES. ELFE a inclus 18 040 nourrissons nés en 2011. Les données collectées par entretiens (à la maternité, puis à 2 mois, 1, 2, 3,5 et 5,5 ans) concernent les caractéristiques familiales et, à chaque âge, la santé de l'enfant, y compris la santé respiratoire et les allergies (sifflements, toux nocturne, eczéma, rhinite) et le sommeil (durée, latence du sommeil, réveils nocturnes). CONSTANCES est une cohorte en population, conçue comme un échantillon sélectionné au hasard parmi les adultes français âgés de 18 à 69 ans et comprend 202 045 participants. À l'inclusion, les participants ont rempli des questionnaires et ont eu un examen de santé complet. Le suivi comprend un auto-questionnaire annuel et un suivi complet à 4 ans dont un examen de santé. Dans un 1er temps (WP1), nous identifierons des multi-trajectoires (MT) de sommeil et de santé respiratoire en utilisant des méthodes de classification non supervisées, telles que des modèles de mélange longitudinal, de 1 à 5,5 ans dans ELFE et de l'inclusion au suivi à 4 ans dans CONSTANCES (3 à 4 points de suivi). Grâce à des modèles de régression (WP2), nous étudierons les associations dans les deux cohortes entre 1) la santé respiratoire au départ (T1) et les MT de sommeil, 2) les MT de sommeil et la santé respiratoire au dernier point de collecte de données (T4) ; dans ELFE seulement 3) le sommeil à T1 et les MT de santé respiratoire, 4) les MT de santé respiratoire et le sommeil à T4, 5) la co-évolution des MT de sommeil et de santé respiratoire ; dans CONSTANCES seulement 6) le sommeil à T1 et la santé respiratoire à T4. Dans CONSTANCES, l'effet médiateur ou modérateur du chronotype sera évalué. De plus, dans les deux cohortes, les analyses seront stratifiées par sexe et tiendront compte de l'IMC comme facteur de confusion, médiateur ou modérateur des associations étudiées. Nous diffuserons nos résultats à un large public (WP3), via une variété de médias, aux familles et participants, médecins, chercheurs français et internationaux et aux décideurs. Ce projet multidisciplinaire, basé sur notre expertise complémentaire en épidémiologie, méthodes de classification non supervisée, santé respiratoire et sommeil, permettra de mieux comprendre les interrelations entre le sommeil et la santé respiratoire chez les enfants et les adultes français. Grâce au design longitudinal et aux méthodes utilisées, nous pourrons fournir une dynamique des événements et argumenter pour des liens de causalité. Nos résultats aideront également les cliniciens à identifier les patients particulièrement à risque de troubles du sommeil et respiratoires et seront une première étape pour développer, pour ces deux troubles, des interventions préventives et des actions de promotion de la santé adaptées pour les enfants et les adultes. Ils pourront aider à définir de nouvelles recommandations de suivi et de prise en charge. De plus, ce travail contribuera à encourager la recherche interdisciplinaire pour aborder ce problème multifactoriel et conduira à d'autres recherches fondamentales ou cliniques.

L'asthme et les maladies cardiovasculaires (CV) sont des pathologies fréquentes qui représentent un important fardeau économique et de santé publique. Bien que les données de la littérature étayent un risque accru d'événements CV associé à l’asthme, les mécanismes sous-jacents restent mal compris. On ignore notamment si l'asthme et les maladies CV partagent des processus étiologiques communs tels que des facteurs anthropométriques, comportementaux, sociaux, environnementaux et/ou génétiques ou si les maladies CV sont une conséquence de certaines caractéristiques de l'asthme comme les traitements de l'asthme ou l'inflammation systémique. Notre objectif principal est de clarifier l'association complexe entre l'asthme et les marqueurs précoces du risque CV afin de fournir de nouvelles orientations dans la prévention et la prise en charge clinique de l’asthme pour éviter les comorbidités CV dans l'asthme. Les buts spécifiques sont de : (1) WP1 : Recueillir avec précision de nouvelles données via le 4ème suivi à 30 ans de la cohorte EGEA (Etude épidémiologique des facteurs Génétique et Environnementaux de l’Asthme) incluant : - des facteurs comportementaux, sociaux et environnementaux par différents outils (questionnaires, smartphone, capteurs individuels, modèles basés sur des systèmes d'information géographique) - les traitements, hospitalisations, causes de décès et maladies de longue durée grâce au couplage avec les bases de données médico-administratives (SNDS) - des informations phénotypiques par des questionnaires détaillés et un examen clinique des participants incluant : mesures anthropométriques, fonction pulmonaire, test de marche de 6 minutes, pression artérielle et marqueurs du risque CV (vitesse d’onde de pouls aortique, score calcique coronaire et biomarqueurs mesurés à deux suivis (CRP hypersensible, IL6, troponine hypersensible (I), NT-proBNP et soluble ST2)) ; (2) WP2 : Caractériser l'association longitudinale entre l’asthme et les marqueurs du risque CV ; (3) WP3 : Clarifier l'association causale entre l'asthme et les marqueurs du risque CV, et en particulier étudier : 1) dans quelle mesure la cooccurrence de l'asthme et des marqueurs du risque CV peut être expliquée par la présence de facteurs de risque partagés (anthropométriques, comportementaux, sociaux, environnementaux et génétiques), et 2) les conséquences de l'asthme sur les marqueurs du risque CV via la mesure d'effets directs et indirects médiés par les traitements de l'asthme ou des marqueurs inflammatoires. L'un des atouts majeurs du projet EGEA_30years est le nouveau suivi à 30 ans d'une cohorte composée d'un groupe de cas asthmatiques recrutés dans des consultations hospitalières, leurs apparentés au premier degré et un groupe de témoins (n total=2120), particulièrement bien caractérisés lors des différents suivis (examen clinique, biomarqueurs, facteurs comportementaux, sociaux, environnementaux, génétiques (GWAS), épigénétiques (méthylome) et métabolomiques) et adossée à une biobanque. Compte tenu des taux de suivi élevés lors des précédents suivis de la cohorte, du design familial et multicentrique, nous prévoyons que ~1300 personnes répondront au questionnaire de suivi à 30 ans et ~1000 participeront à l’examen clinique. D'autres points forts tiennent à l'expertise du consortium dans la mise en place et la coordination de cohortes, la recherche sur l'asthme et les maladies CV, l'analyse de données omiques et d’exposome, et les méthodes statistiques de classification et de médiation. Notre programme multidisciplinaire fournira des outils permettant d'identifier et de hiérarchiser les déterminants du risque CV dans l'asthme et donc contribuera à la prédiction du risque CV associé à l’asthme, au développement d’interventions pour prévenir ce risque, voire à des modifications dans la prise en charge de l’asthme. EGEA_30years pourrait ainsi participer à fournir des leviers pour limiter les comorbidités CV potentiellement mortelles dans l'asthme.

L’ocytocine est une neurohormone ancienne du point de vue évolutif, célèbre pour son rôle dans la maternité et dans l’attachement (« hormone de l’amour »). Des études récentes présentent plutôt l’ocytocine comme l’hormone de « l’adaptation aux autres », c’est-à-dire principalement de l’adaptation à l’environnement social. C’est pourquoi le rôle de l’ocytocine dans le système nerveux central ainsi que sa physiologie ont été principalement étudiés dans des régions appartenant au « cerveau social ». Le cervelet ne faisait pas, jusqu’à récemment, partie de ces circuits cérébraux. Cependant, des études récentes ont montré que le cervelet, en plus de son rôle notoire dans le contrôle moteur, contribue aux fonctions cognitives et émotionnelles du cerveau. En particulier, il semble jouer un rôle important dans le traitement de la récompense et dans l’adaptation des comportements sociaux. De plus, en tant que carrefour sous-cortical majeur, il établit des connexions avec toutes les régions du cortex cérébral et contribue ainsi à distance à la régulation de leur développement. Ceci pourrait expliquer pourquoi les perturbations et les dommages précoces du cervelet sont souvent corrélés ultérieurement à des troubles du spectre autistique ou des troubles des apprentissages. Nous proposons d’étudier le système ocytoninergique (source, projections et récepteurs) dans le cervelet de souris. Nos résultats préliminaires indiquent la présence d’ocytocine et de ses récepteurs dans le cervelet des souris en développement et adultes, mâles et femelles. Nous avons observé des fibres contenant de l’ocytocine ainsi que des récepteurs à cette hormone dans les noyaux profonds et dans le cortex du cervelet, notamment ses principaux neurones intégrateurs, les cellules de Purkinje. L’activité de ces neurones semblait être régulée par l’ocytocine. En utilisant une approche interdisciplinaire et multi-échelle, notre projet vise à caractériser le système ocytocine dans le cervelet et à déterminer sa contribution aux fonctions cérébelleuses, en particulier les comportements adaptatifs par rapport au contexte social. Pour atteindre son objectif, notre projet associe des experts en physiologie expérimentale, neuroendocrinologie, neurosciences computationnelles et comportement animal. Il est organisé en 3 sous-projets conçus pour : (1) étudier l’origine de l’ocytocine et la localisation de ses récepteurs dans le cervelet, (2) caractériser ses effets physiologiques sur l’intégration neuronale et sur le traitement des informations sensorielles dans le cervelet in vitro et in vivo avec de l’électrophysiologie et de la modélisation neuronale, (3) étudier la contribution du système ocytocine du cervelet aux comportements adaptatifs, en particulier sociaux, et aux fonctions prédictives du cervelet. Les récents travaux indiquant que l’ocytocine pourrait traiter certains déficits de communication sociale ainsi que les preuves croissantes que le cervelet contribue de façon importante aux troubles neuro-développementaux et aux comportements adaptatifs soulignent l’importance de cette recherche pour l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques.

Si l'on considère les récompenses astronomiques accordées aux meilleurs athlètes sportifs, il est clair que les humains s'émerveillent devant les capacités motrices exceptionnelles, au point de justifier des décennies d'entraînement intense pour atteindre les meilleures performances. Cette fascination découle sans doute de notre propre expérience : apprendre une nouvelle compétence est souvent difficile, exigeant une concentration et une ténacité extrêmes. Notre cerveau apprend à générer des commandes motrices tout en intégrant parfaitement les signaux sensoriels, ce qui nous permet in fine d’effectuer des mouvements d’une très grande précision. Au contraire, les conséquences d'une déficience sensorimotrice sont souvent dramatiques. Quels sont les mécanismes neuronaux responsables de ces apprentissages, permettant une adaptation fine aux événements en cours ? La multiplicité des voies cérébrales responsables de l'intégration des entrées sensorielles vers une sortie motrice rend cette question difficile. Cependant, parmi les zones impliquées, le cortex moteur primaire (M1) est connu pour être un acteur clé, et nous supposons que l'apprentissage de nouvelles aptitudes sensorimotrices nécessite une plasticité neuronale à ce niveau. Dans le projet MotorSense, nous explorerons cette question dans le modèle de la souris, qui permet de combiner des techniques d'enregistrement de pointe (imagerie calcique à 2 photons et électrophysiologie multicanaux) avec des méthodes de stimulation périphérique et corticale. Nous nous concentrerons sur le système sensorimoteur des vibrisses, qui est essentiel au comportement des rongeurs. Notre premier objectif sera d’étudier comment les neurones individuels de M1 reçoivent et intègrent les entrées somatosensorielles provenant de la périphérie. Sur la base de résultats antérieurs, nous chercherons à savoir si ces neurones extraient des caractéristiques globales de séquences complexes de stimuli, en particulier lorsque ces séquences sont pertinentes pour le comportement. Nous étudierons ensuite la façon dont cette intégration s’appuie sur les projections directes du cortex somatosensoriel primaire (S1) vers M1, en remplaçant les déflexions des vibrisses par une stimulation optogénétique corticale des neurones pyramidaux de S1. Ces expériences nous permettront, d'une part, de mieux comprendre les principes d'intégration de la boucle corticale sensorimotrice, et d'autre part, d'évaluer quels neurones du réseau sont les meilleurs candidats pour devenir des neurones pilotes de mouvements dans le contexte d'un apprentissage sensorimoteur en boucle fermée. Notre deuxième objectif sera d'interroger directement la capacité des neurones de M1 à apprendre une nouvelle tâche sensori-motrice. Afin de contrôler à la fois les entrées et les sorties du microcircuit cortical, nous utiliserons une interface cerveau-machine bidirectionnelle pour piloter une neuroprothèse virtuelle. Côté moteur, l'animal devra moduler l'activité de neurones individuels de M1 pour diriger l'actuateur vers une cible, afin d'obtenir une récompense. Côté sensoriel, les signaux de rétroaction seront délivrés directement sur S1 par optogénétique de motifs spatio-temporels. D’abord nous caractériserons les neurones de M1 qui conduisent à un apprentissage optimal, avec un intérêt particulier pour les neurones précédemment identifiés comme pouvant extraire des informations sensorielles pertinentes. Puis nous interrogerons directement la plasticité de l'intégration sensorielle par les neurones de M1, dont on sait qu'elle dépend de l'activité d'un sous-type d'interneurones corticaux. Nos recherches permettront d'élucider les mécanismes corticaux responsables de l’apprentissage sensorimoteur. En outre, elles aideront à concevoir des neuroprothèses efficaces pour les patients souffrant de déficience motrice en intégrant un retour tactile optimisé.

L’école joue un rôle essentiel dans la vie des enfants. La restriction de la participation à l’école en raison d’un handicap réduit la qualité de vie. Une difficulté est l’inaccessibilité des manuels scolaires systématiquement utilisés en France pour accompagner les apprentissages. Notre projet vise à les rendre accessibles aux élèves en situation de handicap en innovant pour automatiser leur adaptation. Il s’appuie sur le croisement d’expertises médicale, pédagogique et de psychologie cognitive d’une part et d’expertises en interactions/interfaces homme-machine, accessibilité numérique et en conception de systèmes intelligents, d’autre part. Il s’agira de concevoir une plate-forme qui, en partant d’un manuel au format fourni par les éditeurs, mettra en oeuvre, via des modèles structurels et sémantiques du manuel, les adaptations et interfaces qui sont aujourd'hui principalement faites manuellement par les organismes de transposition. Il s'inscrit dans l'axe transversal "autisme et TND

Le but de ce projet est d'automatiser, dans la mesure du possible, l'extraction de grammaires descriptives et de descriptions grammaticales à partir de corpus annotés, à des fins d'études linguistiques et typologiques. Nous visons des descriptions qui 1) mettent en évidence les principales propriétés du corpus (et par extension de la langue ou de la variété que le corpus représente); 2) sont facilement compréhensibles par un linguiste; 3) peuvent être visualisées par des textes, des diagrammes ou des tableaux, ainsi que des bases de données grammaticales généralement orientées vers des études comparatives et typologiques ; et 4) dont la taille et la précision peuvent être adaptées aux besoins de l'utilisateur. Comme ces descriptions grammaticales sont induites à partir d'un corpus, elles contiennent des informations quantitatives associées à chaque observation faite sur ce corpus, ainsi que des exemples pertinents extraits de celui-ci. Nos descriptions grammaticales seront extraites de deux types de corpus, disponibles pour un large éventail de langues et contenant des informations riches permettant d’inférer des propriétés structurelles d'une langue : - Les treebanks de la collection Universal Dependencies [UD] (une centaine de langues, 12 millions de mots). Un treebank est un corpus annoté où chaque phrase est associée à un arbre syntaxique ; UD est basée sur la syntaxe de dépendance, où les mots sont liés par des relations de dépendance. - Les collections Pangloss et CorpOrAn (hébergées par les laboratoires Lacito et Llacan), deux des rares archives internationales visant à préserver le patrimoine linguistique mondial. Elles contiennent des corpus oraux de langues peu dotées collectés par des linguistes de terrain, transcrits, traduits, segmentés en morphèmes et glosés. Plusieurs langues de ces archives seront utilisées pour l'enrichissement manuel et automatique des gloses avec des annotations syntaxiques. Les principaux objectifs que nous poursuivons sont: 1. Extraire d'un corpus un ensemble de motifs grammaticaux ou constructions a. en tenant compte de la fréquence des phénomènes observés, b. à travers une méthodologie inductive, permettant la découverte de motifs qui n'apparaissent pas nécessairement dans les grammaires existantes; 2. Ordonner la liste des motifs en termes de pertinence; 3. Comparer les ensembles de motifs observés dans les différents corpus, représentant des langues typologiquement diverses, afin de construire des généralisations typologiques sur les différences et l'identité structurelle entre différents ensembles de motifs; 4. Proposer une chaîne de traitement efficace pour le développement simultané d'un treebank et d'une grammaire; 5. Développer des treebanks et des grammaires descriptives pour une douzaine de langues grâce à notre chaîne de traitement. Certaines des langues que nous étudierons sont en danger (tuwari et zaar) ou menacées (salar, sungwadia, ye'kawana). 6. Comparer les langues par des observations tenant compte de la fréquence des phénomènes, qui nous conduisent à une typologie quantitative et inductive, c'est-à-dire tenant compte des spécificités de la langue et des propriétés induites par l'analyse des données. Le projet réunit différents spécialistes: des linguistes de terrain disposant de corpus des langues dont ils sont spécialistes et dont ils souhaitent développer de nouvelles descriptions; des linguistes intéressés par la comparaison et la typologie des langues; des spécialistes du développement de corpus annotés et plus particulièrement des treebanks syntaxiques, ayant une connaissance approfondie du développement de grammaires formelles; et enfin des chercheurs en traitement du langage naturel intéressés par l'apprentissage automatique, la réécriture de graphes et le développement d'outils pour le développement de ressources linguistiques et l'étude des langues.

La révolution numérique, maintenant au cœur des sciences humaines, a ouvert de nouvelles voies de recherche pour la linguistique. Grâce aux méthodes numériques, de grandes collections de données couvrant des situations de communication naturelles et de nombreuses langues sont enfin accessibles pour la recherche. Notre proposition s'inscrit dans cette direction : nous proposons d'utiliser les technologies de la parole et les méthodes d'intelligence artificielle pour l'étude multilingue de la variation phonétique. Nous étudierons plus spécifiquement la lénition et la fortition des consonnes, qui sont à la fois des changements sonores et des motifs de variation synchronique. Notre hypothèse est que la variation est multifactorielle et va au-delà des mesures linguistiques classiques et qu'en nous intéressant à la variation à l'instant présent nous pouvons comprendre les mécanismes diachroniques et faire des hypothèses sur des évolutions futures. Nous proposons de fusionner aproches linguistiques et méthodes numériques, y compris les techniques basées sur la reconnaissance vocale et l'apprentissage automatique dans un projet dédié à l'exploration des langues qui joint descriptions acoustico-prosodiques et vision typologique. DIPVAR est d'intérêt pour la linguistique, pour les humanités numériques et pour les technologies de la parole.

Ce projet traite de problèmes de sécurité et de respect de la vie privée que posent le recours croissant à l'externalisation de données ou à la technologie Blockchain. Ces problématiques nouvelles, pour lesquelles les primitives cryptographiques usuelles sont inadaptées, ont en commun que les solutions proposées font souvent intervenir des codes correcteurs d'erreurs construits via des méthodes algébriques. L'objectif du projet BARRACUDA est de travailler sur ces questions modernes de théorie des codes que motivent les diverses applications pré-citées. Dans ce but, nous réunissons des chercheurs issus de deux communautés distinctes. D'une part des spécialistes de théorie des codes et de cryptographie et d'autre part et des mathématiciens disposant d'une solide culture en théorie des nombres et en géométrie algébrique. BARRACUDA compose ainsi un réseau unique réunissant toutes les compétences nécessaires à la résolution de ces nouveaux défis.

L'objectif de ce projet est de concevoir de nouvelles métalloenzymes artificielles pour la dégradation de neurotoxiques organophosphorés (OP) persistants. Des stratégies originales d'évolution dirigée seront développées pour trouver de nouvelles protéines permettant de réduire la toxicité de molécules OP choisies pour cibler des activités d'hydrolyse et/ou d'oxydation. Une première approche consistera à modifier par évolution dirigée les propriétés catalytiques d'une métalloenzyme humaine pour laquelle le métal est directement coordiné par la protéine. Sur la base d'une comparaison structurale, une banque de variants sera conçue et les activités catalytiques seront criblées par des tests innovants sur des molécules mimétiques d'OP modèles puis sur les agents toxiques réels. Une seconde approche consistera à générer des métalloenzymes hybrides par greffage covalent de complexes organométalliques synthétiques sur une architecture protéique. Une alphaRep issue d'une famille de protéines artificielles modulaires à motifs répétés sera choisie pour sa grande stabilité (pH, T, solvant).

Le principal objectif de COLA est le transfert de techniques entre la cryptographie utilisant des codes correcteurs et des réseaux euclidiens. Les codes et les réseaux partagent de nombreuses similarités mathématiques. De plus, tout deux trouvent des applications en cryptographie et s’avèrent être des solutions sûres même dans un monde où l’ordinateur quantique viendrait à exister. Certaines techniques de cryptanalyse et de conception de schémas ont déjà été transférées entre codes et réseaux comme par exemple la récente proposition d’un algorithme LLL pour les codes. Dans ce projet nous poussons ce transfert de techniques algorithmiques ou plus théoriques avec des résultats issus de la théorie de la complexité. Au delà de l'intérêt théorique de ces travaux, cela ouvrira des perspectives en terme de conception cryptographique ainsi que de cryptanalyse. Pour cela nous divisons notre projet en trois thématiques : fondation théorique, algorithmique et conception de schemas.

La cryptologie symétrique est une branche importante et active en cybersécurité. Parmi les algorithmes symétriques, les chiffrements par bloc et les fonctions de hachage sont les plus étudiés, et sont construits en itérant plusieurs fois une fonction de tour non-linéaire. La manière la plus courante pour assurer cette non-linéarité tout en conservant de bonnes performances consiste à appliquer en parallèle plusieurs copies d'une boîte-S. Une boîte-S est une petite fonction de n bits vers m bits, qui est souvent l'unique source de non-linéarité dans la primitive. Son choix est donc crucial pour la sécurité de la construction dans son ensemble. Une des attaques les plus célèbres contre les primitives symétriques est la cryptanalyse différentielle et, pour lui résister, la boîte-S utilisée doit satisfaire certains critères. Le principal est l'uniformité différentielle. Cette quantité doit être aussi petite que possible afin de maximiser la complexité des attaques différentielles, et les fonctions ayant une uniformité différentielle minimale, appelées fonctions APN, ont fait l'objet de nombreux travaux au cours des 30 dernières années. En parallèle, le développement de nouvelles attaques a fait émerger d'autres critères de conception pour les boîtes-S. Une bonne boîte-S doit par exemple avoir une non-linéarité élevée, une faible uniformité boomerang, un haut degré algébrique, et également d'autres propriétés plus spécifiques pour résister aux attaques linéaires, boomerang, algébriques, intégrales et autres. Par ailleurs, l'augmentation du nombre d'objets connectés et l'émergence de nouvelles applications comme la cryptographie en boîte-blanche et le chiffrement homomorphe ont amené de nouveaux critères pour les primitives symétriques. En effet, les standards actuels sont trop lourds ou consomment trop d'énergie pour ces applications. Pourtant, les communications dans ces nouveaux contextes doivent être sécurisées parce qu'elles manipulent souvent des données dont la sécurité est primordiale (par ex. les implants médicaux). Enfin, les primitives cryptographiques doivent être implémentées sur toutes sortes de plates-formes et d'architectures. Ces implémentations, logicielles ou matérielles, sont des sources potentielles d'attaques par canaux auxiliaires, ce qui doit être anticipé dès la conception de la boîte-S de façon à faciliter son masquage dans une mise en oeuvre logicielle ou à permettre une implémentation matérielle "à seuil". Un des objectifs du projet Swap sera d'étudier tous ces cas d'usage et ces paradigmes d'implémentation afin d'identifier des critères de conception précis pour les boîtes-S employées. Sur la base de ces critères, nous proposerons de nouvelles constructions de boîtes-S, qui pourront alors servir dans des primitives symétriques répondant efficacement à ces cas d'usage. A la différence de contextes plus classiques, les boîtes-S conçues pour des applications ou des environnements spécifiques reposent souvent sur des composants très légers et structurés. Le deuxième objectif du projet Swap sera d'analyser l'impact en cryptanalyse de l'utilisation de boîtes-S présentant des structures de ce type. Notre but sera d'accélérer les attaques connues et également de trouver de nouveaux types d'attaques tirant parti de ces constructions ou représentations particulières. Enfin, notre dernier objectif sera d'explorer de nouvelles stratégies pour aborder le "grand problème APN", i.e., pour déterminer l'existence ou non de permutations APN dépendant d'un nombre pair de variables. Il s'agit d'un défi de longue date qui intéresse les chercheurs au-delà des préoccupations cryptographiques d'origine. Le projet Swap vise donc à réunir des experts en mathématiques discrètes, cryptanalyse et implémentations dans le but d'explorer ensemble tous les principes de conception de boîtes-S mentionnés précédemment, en mêlant étroitement le point de vue théorique, le point de vue pratique et la cryptanalyse.

La pandémie de Covid-19, en réduisant les échanges physiques, a entraîné des pics inédits en matière d’usages numériques et d’atteintes à la sécurité des données. L'internet des objets, le big data, la mobilité et le télétravail amplifient les risques en terme de cybersécurité. La santé et la Défense présentent des similitudes de contraintes et d'usages digitaux dont le besoin d'assurer la fiabilité et la confidentialité des données. Par une approche transversale (enjeux cognitifs, sociaux, techniques, éthiques et juridiques) de la sécurisation, de la conception jusqu’aux usages, notre objectif est de démontrer l'intérêt de considérer l'homme comme un membre à part entière d'un système complexe devant s'adapter à ses vulnérabilités pour accroître sécurité et résilience des systèmes. Des recommandations visant à mieux intégrer les facteurs humains dès la conception seront proposées ainsi qu'un programme éducatif ciblé immersif permettant de faire évoluer les comportements utilisateurs.

Ce projet combinera l'expertise de divers spécialistes en topologie symplectique et de contact. Nos objectifs de recherche se concentreront autour de deux thèmes spécifiques : les fibrations de Lefschetz et décompositions en livre ouvert d'une part et l'homologie persistante d'autre part. Les fibrations de Lefschetz et décompositions en livre ouvert sont des outils centraux pour comprendre la structure des variétés symplectiques et de contact. Nous comptons les utiliser pour obtenir de nouvelles contraintes sur la topologie des sous-variétés lagrangiennes. Nous voulons aussi mieux comprendre leurs invariants par courbes holomorphes et leurs propriétés, en utilisant la très récente théorie des hypersurfaces convexes. De nouveaux résultats excitants en topologie symplectique C^0 ont été obtenus grâce à l'homologie persistante. Nous comptons l'utiliser pour extraire des informations plus riches des invariants construits par courbes holomorphes, familles génératrices ou faisceaux.

Ce projet se positionne à l'interface entre la théorie géométrique de la mesure et l'étude des surfaces discrètes. Affaiblir les notions classiques de surface est un enjeu actuel partagé par la communauté théorique, puisque la présence de singularités est connue par exemple dans l'étude du problème de Plateau ou du mouvement par courbure moyenne, mais aussi appliquée, le traitement de données de plus en plus complexes nécessitant la modélisation d'auto-intersections, de structures arborescentes ou de dimension variable. Dans ce projet, nous proposons d'une part de renforcer et développer l'application de concepts issus de la théorie géométrique de la mesure à l'étude de surfaces discrètes possiblement singulières et à la modélisations de données complexes, et d'autre part, nous proposons d'utiliser ces surfaces discrètes plus flexibles afin d'approcher numériquement les problèmes mentionnés précédemment.

Suivant la classification d'holonomie de Berger et les succès d'Atiyah et Donaldson en théorie de Yang-Mills, les géomètres différentiels étudient les interactions entre les perspectives variationnelle et algébrique. Notre projet combine ces traditions dans l'étude de structures géométriques spéciales, telles que kählérienne/sasakienne extrémales, holonomie spéciale, géométrie généralisée et la rencontre de tous ces concepts dans les systèmes de Ströminger. En pratique, ces problèmes relèvent de la théorie de jauge : un espace de connexions, une équation de courbure à résoudre, un groupe de symétries du système à contrôler. Dans chaque cas la finalité espérée est d'obtenir une correspondance entre géométrie spéciale et condition algébrique telle que fournie par Kobayashi-Hitchin-D-U-Y qui permet de décrire localement l'espace de module en termes de stabilité. En plus de construire des familles d'exemples, nous voulons comprendre leur topologie, déformations et obstructions algébriques

Le projet EN-MIG porte sur les migrations contraintes impliquant des enfants des différentes parties de l’empire colonial français en décomposition, en premier lieu l’Indochine, l’Algérie, Madagascar, mais aussi l’Afrique et des territoires ayant connu une décolonisation sans indépendance (départements d’outre-mer par exemple). Le projet tient compte de la très grande diversité de ces migrations : des enfants sont déplacés en famille, avec leurs parents, ou sans eux mais en adelphie, ou encore isolés et non accompagnés. La contrainte a pu être exercée par l’État français et/ou par d’autres acteurs agissant peu ou prou avec son soutien. Des groupes d’enfants sont pris en charge par des organisations ; des enfants sont accueillis dans des centres ad hoc ou dans des établissements préexistants ; ou encore placés dans des familles d’accueil métropolitaines, voire adoptés. EN-MIG vise à comprendre les ressorts individuels de l’intégration dans la société d’accueil chez des enfants et des jeunes soumis à un déplacement en contexte de crise. En ce sens, il interroge historiquement les effets des biopolitiques postcoloniales sur la construction personnelle des enfants en mobilité. Les différents types de migrations d’enfants sont interrogés la fois comme source de vulnérabilité et comme support de construction de leur autonomie afin de saisir comment les enfants et adolescents naviguent entre contraintes et opportunités. En s’appuyant sur des travaux préparatoires lancés par les trois UMR partenaires (TEMOS, ISP, IMAf), l’hypothèse qui sous-tend cette recherche est que la construction individuelle des enfants victimes de déplacements contraints résulte d’une articulation entre la relation au cadre et à l’environnement (politiques de racisation, organisation de la prise en charge, lieu et type d’hébergement...), la relation aux autres (familles, parents, frères et sœurs, éducateurs.trices religieux ou laïcs...) et les processus d’identification (race, genre, pays d’origine, climat et nourriture, langue et culture, changements de prénoms, famille restée au pays...). Trois axes de recherche seront déployés : 1 - la dimension postcoloniale des déplacements d’enfants métis ; 2 - La relation familiale à l’épreuve des mobilités contraintes de la décolonisation ; 3 - L’intégration des enfants déplacés : (re)composition des trajectoires au regard de l’âge et du genre. Une thématique transversale portera sur les changements de prénom (renomination) en tant que processus de construction subjective des enfants déplacés. EN-MIG se situe ainsi au croisement de plusieurs champs de recherche qui ont été séparément déjà bien travaillés (jeunesse et construction des empires, enfances en guerre, migrations) mais dont l’intersection souffre d’un manque de travaux. Le choix méthodologique principal d’EN-MIG est de proposer une histoire s’appuyant sur les archives disponibles, ainsi que les récits que les personnes concernées ont produit en avançant en âge. Il s’agit de faire une histoire à hauteur des principaux protagonistes. Pour ce faire une grande importance sera accordée à leurs voix, à leurs paroles, qu’elles soient exprimées dans l’enfance ou différées à l’âge adulte. Cette priorité implique des interactions entre les chercheur.e.s et les acteurs/témoins dans une démarche de type collaboratif : entretiens, observation participante, atelier d’écritures croisées, photographies. En effet, les personnes concernées ont de fortes attentes en connaissances historiques afin de pouvoir apprécier le sort qu’elles ont subi. En replaçant leurs parcours personnels dans le contexte historique le projet leur permettra de mieux comprendre leur propre histoire. Outre des productions académiques, les résultats de la recherche seront valorisés via différents supports (productions vidéo, exposition virtuelle, séances pédagogiques…). EN-MIG viendra ainsi enrichir et approfondir la réflexion sur les questions actuelles des migrations d’enfants, accompagnés ou non.

Compter en situation coloniale. Croisant les approches disciplinaires et les échelles d’analyse, le projet étudie la production des statistiques dans les territoires africains de l’empire français, du début du XIXe siècle aux indépendances des années 1960. Il informe à la fois sur la gouvernance coloniale et ses transformations et sur les rapports de force et les inégalités qu’elle véhicule ; il éclaire le jeu des acteurs, publics et privés, colonisateurs et colonisés, qui, en métropole et dans les territoires utilisent ces indicateurs, participent à leur production ou bien refusent d’y contribuer. Plus largement, et même si elle s’arrête aux statistiques économiques (activité, production, prix, travail), l’enquête éclaire à la fois l’empire des chiffres en colonie et l’impact de l’expérience coloniale sur la production des statistiques. En reconstituant l’histoire institutionnelle, sociale et intellectuelle de leur production, en s’arrêtant aux matériaux bruts, aux coulisses des enquêtes et à la construction des catégories statistiques nous entendons montrer combien le chiffre est structurant, comment il fait lien et comment, en classant, il hiérarchise et exclut. Il s’agit ainsi de préciser en quoi le fait de compter, de tenir des comptes si l’on est producteur ou de fabriquer des statistiques si l’on est administrateur, est une manifestation du pouvoir. L’enquête informera plus avant sur les spécificités du gouvernement en situation coloniale, en soulignant les formes d’autonomie des acteurs présents sur le terrain, les tensions qui les opposent, et en précisant si – et comment – les statistiques ont pu constituer une « technologie de la distance ». Nos travaux interrogeront également les inévitables approximations, dissimulées sous la rigueur du nombre, qui entretiennent l’illusion d’un savoir-pouvoir chez les administrateurs et dans les milieux économiques coloniaux, participant au « colonial gaze », au prisme déformant et déformé que les administrations ont des territoires colonisés, et plus largement de leur propre pouvoir. Au bout du compte, l’enquête permettra de mieux comprendre ce que compter veut dire, d’interpréter les conventions statistiques et comptables en situation coloniale, et de montrer comment et en quoi l’empire des nombres éclaire le processus de colonisation.

L’objectif de ce projet interdisciplinaire est d’étudier les conséquences socio-démographiques, économiques et politiques de la seconde guerre mondiale en France. Pour ce faire, nous utiliserons des données historiques et en utilisant les méthodes de l’économie et de la science politique. Ce projet considère les effets de la guerre à court, moyen et long terme à travers trois principales dimensions : occupation étrangère et violences internes, réactions des élites et changements institutionnels durant le conflit, et, finalement, guerre internationale de libération. Selon la littérature traitant des conflits ayant lieu principalement dans des contextes différents de la France, il apparait que les conflits peuvent affecter le capital humain, le capital économique, le capital social, la confiance dans les institutions ainsi que la confiance interpersonnelle, la légitimité des décideurs publics, et enfin les inégalités entre les hommes et les femmes. Afin d’étudier empiriquement de possibles effets de cette nature de la Seconde Guerre Mondiale en France, le projet s’appuie sur une collecte originale de données venant de multiples sources et permettant de mesurer l’intensité des trois principales dimensions du conflit. Les variations géographiques dans l’intensité du conflit au niveau local seront ensuite confrontées à des mesures socio-économiques et politiques. En complément des études monographiques et qualitatives, le projet doit permettre d’élargir nos connaissances des effets de cette guerre et d’offrir un matériel empirique novateur à l’économie politique historique. Pour ce faire, le projet considère la Seconde Guerre Mondiale à différentes échelles géographiques et temporelles afin de mesurer son impact sur les inégalités au sein des territoires et entre territoires. Au-delà de ces variations géographiques et temporelles, le projet s’intéressera aux inégalités dans leur ensemble, qu’elles soient générationnelles ou de genre.

Ce projet porte sur les processus précoces de socialisation genrée au sein des familles, de la naissance d’un enfant jusqu'à ses 3 ans dans une perspective sociologique. Dans un contexte national et international où les inégalités de genre font l’objet de très vifs débats, il importe de documenter précisément les processus au travers desquels celles-ci se construisent dès le plus jeune âge. Pour ce faire, nous étudierons les processus familiaux de transmission de normes et de pratiques sexuées en nous centrant plus particulièrement sur la relation parents/enfants. Plusieurs questions alimentent notre réflexion : quelles normes et dispositions de genre les parents (mères et pères) reçoivent-ils et transmettent-ils à leurs filles et à leurs garçons ? Comment s’accomplit le travail parental de socialisation de genre sur les très jeunes enfants ? Comment les parents font-ils face, en pratique, aux injonctions plus ou moins explicites qui leur sont faites à traiter de façon égalitaire filles et garçons, mais aussi à différencier et singulariser chaque enfant ? Quelles sont les variations sociales de ces pratiques éducatives genrées selon le capital culturel et/ou économique et de la trajectoire de mobilité des parents ? Dans ce projet nous traitons de deux dimensions centrales de la socialisation sexuée : le façonnage du corps et la division sexuée du travail parental. La première considère le corps comme le support d’inscription des normes de genre et nous conduira à décrire les goûts et les pratiques concrètes des parents en matière de soins corporels de puériculture, de soins de l’apparence corporelle, d’éducation à la motricité et à l’autonomie corporelle. La deuxième examine les arrangements parentaux qui donnent à voir aux très jeunes enfants une organisation genrée – ou non – de la famille et des rôles sociaux. De ce point de vue, la division du travail parental sera considérée comme une matrice de socialisation des enfants au genre. Ces deux dimensions seront mises en regard des configurations familiales et des positions et trajectoires sociales des parents. Il s’agit de tenir ensemble l’analyse des rapports sociaux de sexe, de la position occupée dans la famille (père, mère, fille, fils, rang de naissance) et celle occupée dans l’espace social. Notre démarche est contextuelle et temporelle : elle vise à décrire en détail les variations sociales de cette socialisation en suivant son évolution au cours de la prime enfance. La recherche s’appuie sur la cohorte ELFE (Etude Longitudinale Française sur l’Enfance) qui suit 18 000 familles depuis la naissance d'un de leurs enfants en 2011. L’analyse sera fondée sur l’exploitation de quatre vagues de cette enquête : les interrogations des deux parents aux 2 mois, 1 an, 2 ans et 3,5 ans de l’enfant. Le projet s’appuie également sur une enquête qualitative longitudinale portant sur les modèles éducatifs parentaux et l’organisation familiale, initiée en 2011 et menée auprès de couples interrogés à plusieurs reprises, de la naissance jusqu’aux 3 ans de leur enfant (80 entretiens en contexte familial). Cette recherche permettra de combler les faibles connaissances sociologiques sur la socialisation familiale d’enfants d’âge préscolaire en France. Elle se propose d’éclairer les mécanismes sociaux à travers lesquels les différences entre filles et garçons – et les inégalités qui en découlent – se fabriquent dans les toutes premières années de la vie. Ce faisant elle permettra d’identifier des leviers pour lutter contre la construction précoce des inégalités de genre.

Les études sur les inégalités d'accès au droit ont toujours négligé l'accès aux hautes cours françaises (Conseil d'État, Cour de Cassation), pourtant à l'origine de décisions majeures dans l’évolution du droit français. Les avocats aux conseils disposent d’un monopole de représentation devant ces cours depuis l’Ancien Régime. Une prosopographie de ces avocats et de leurs charges sur la longue durée et une étude systématique des discours et des modes de régulation de la profession éclaireront les mécanismes d’accès aux plus hautes juridictions françaises. En mobilisant des corpus de décision numérisées, nous serons en mesure de rattacher des décisions aux avocats parties et, notamment, de mettre en évidence des spécialisations selon les charges. La question de l'accès à la profession (au nombre de charges très réduit) comme à ces professionnels est au coeur de controverses anciennes, qu'il s'agisse de critiquer leur monopole ou leurs tarifs, que nous chercherons à reconstituer. L'intérêt porté aux mécanismes tels que la commission d'office ou l’aide juridictionnelle nous donneront accès aux modalités mises en place pour faciliter l'accès à ces avocates (depuis 1974) et avocats d'un type particulier. Une analyse plus précise relative aux recours d’étrangères et d'étrangers devant le Conseil d'État de 1945 à 2001 permettra de mettre à l'épreuve l'intérêt de mobiliser la connaissance de la profession dans son ensemble pour mieux situer des cas et leurs défenseurs. Elle nous permettra aussi de cibler un type de contentieux particulièrement susceptible de faire apparaître des enjeux de discrimination et d'accès au droit. Ce projet contribuera ainsi à une sociologie de l’accès au(x) droit(s), de l’État de droit au concret, de la capacité à obtenir justice, ainsi qu’à une socio-histoire des élites (et donc des inégalités), à travers l’analyse d’une profession réglementée sur une longue période.

Le projet C-STET-4-E-Cells vise à développer une méthode originale de cryo-tomographie électronique en mode balayage (cryo-STET) utilisant des images parcimonieuses pour des applications faible dose en biologie. Le but est de proposer à la communauté de biologie structurale une nouvelle méthode pour l’étude 3D des macro-complexes dans leur environnement cellulaire. Actuellement, les méthodes de cryo-tomographie sont limitées à l’étude des échantillons inférieurs à 300 nm. Avec la cryo-STET, la limite dépassera 1 µm afin d’explorer les cellules eucaryotes. Pour respecter l’intégrité de l’échantillon, nous utiliserons de faibles doses d’électrons en collectant des images incomplètes. L’information manquante, c'est à dire les pixels qui n'ont pas été collectés, sera reconstruite en utilisant des algorithmes d’inpainting et d'intelligence artificielle. Nous appliquerons la méthode sur l'analyse de la distribution et de la structure des particles de transport intraflagellaire du parasite eucaryote unicellulaire, T. brucei, pour montrer les fortes possibilités d’applications de la méthode.

L’électrochimiluminescence (ECL) est l’émission lumineuse produite par l’état excité d’un luminophore qui a été généré suite à une réaction électrochimique initiale. Il s’agit donc d’une méthode hybride couplant de façon orthogonale une stimulation électrochimique et une détection optique. L’ECL est une technique analytique puissante qui suscite un grand intérêt pour l’imagerie ainsi que pour le diagnostic médical. Ce projet combine l’ECL avec la microscopie de superlocalisation pour le suivi dynamique 3D d’objets individuels (en électrochimie et en biologie), jusqu’à la sensibilité ultime de la molécule individuelle. Nous proposons une approche originale utilisant une localisation optique de précision nanométrique, avec tous les avantages liés à l’absence de photo-excitation. Dans un premier temps, l’optimisation des conditions d’imagerie requiert une étude approfondie des mécanismes ECL pour contrôler la distribution spatiale des intermédiaires réactionnels et donc de la couche d’illumination ECL au voisinage de la surface de l’électrode/d’un objet. La compréhension mécanistique viendra soutenir l’optimisation des processus de transfert d’énergie grâce aux outils de la biologie moléculaire afin d’amplifier le signal ECL et ainsi visualiser par imagerie ECL des organelles spécifiques. Le développement d’outils et d’instrumentations optiques originales d’imagerie de l’amplitude et de la phase optique créera une nanoscopie ECL qui permettra d’imager et d’étudier des nano-objets et des entités biologiques individuelles, avec une résolution jusqu’alors inégalée en ECL. L’équipe du projet ELISE réunit cinq partenaires qui ont des expertises complémentaires en ECL, électrochimie, simulations, nano-optique, biologie moléculaire et microbiologie.

Ce projet de recherche a pour objectif d'atteindre le régime sub-nanométrique pour l'imagerie et la focalisation de faisceaux d'ions. Afin de bien contrôler les caractéristiques de ces faisceaux d’ions (cohérence, aberration, énergie, dispersion, etc.) nous proposons d’exploiter la corrélation entre chaque paire électron/ion, issue de l’ionisation d’un jet d’atomes de césium refroidis par laser, pour contrôler activement l’ion traversant la colonne d’ions focalisés (FIB : Focused Ion Beam) en fonction des informations délivrées par l’électron. Ce développement d'une source contrôlée d’ions à l’échelle sub-nanométrique ouvrira des perspectives pour des expériences d’implantation, de gravure, de déposition et d’imagerie uniques et permettra de développer un instrument d'analyse révolutionnaire dans le domaine des semi-conducteurs.

De nombreuses techniques d'imagerie, en particulier en microscopie électronique en transmission environnementale (ETEM), génèrent des images présentant un rapport signal/bruit, un contraste et une résolution spatio-temporelle dégradés, qui nuisent à la quantification et à l'interprétation fiable des données. De plus, l'extraction d'informations structurales à partir de ces images repose sur une acquisition manuelle et sur une identification structurale locale qui ne permet pas une analyse statistique des données et introduise nécessairement un biais humain effectué au stade du post-traitement. L’objectif général du projet ARTEMIA sera de développer un cadre unique basé sur l'apprentissage profond pour la microscopie in situ en milieux liquide et gazeux permettant l'acquisition et l'analyse automatisée, à haut débit et en temps réel de séquences d'images ETEM. Notre approche combinera l'imagerie ETEM in situ corrigée des aberrations en utilisant des nanoréacteurs liquides/gazeux et des techniques débruitage et d'amélioration de la résolution d’image mises en place à l'aide de réseaux de neurones convolutifs (CNN). Pour l'entraînement du modèle, des ensembles de données constitués d'images MET en phase liquide et gazeuse synthétiques seront générés par des simulations atomistiques incluant le bruit instrumental et les imperfections de l'optique du microscope. Dans le projet ARTEMIA, les réseaux CNN seront appliqués à l'étude de deux échantillons cristallins aux caractéristiques structurelles et à la sensibilité au faisceau d'électrons complémentaires, des nanoparticules d'or (Au NPs) modèles et une zéolite microporeuse, dans des environnements gazeux et/ou liquides réactifs. Notre objectif scientifique sera d'acquérir une meilleure compréhension des mécanismes de croissance de nanoparticules d'or modèles en phase liquide et de leur réactivité dans des environnements gazeux oxydants et réducteurs d'une part, et du processus de vaporisation de la zéolithe sensible au faisceau d'autre part. Le consortium est constitué trois partenaires académiques (MPQ, LEM, IPCMS) et un partenaire EPIC (IFPEN) avec des expertises complémentaires en ETEM en phase liquide et gaz, en science des données et en traitement d'images, en particulier par des approches d'apprentissage profond, en la modélisation atomistique et la simulation d'images MET.

L’imagerie optique en milieu diffusant de petits objets (inférieur au mm) est un enjeu pour des profondeurs importantes (cm au m). Elle permettrait une rupture en caractérisation in-situ, comme le contrôle non-destructif, la détection de polluants en milieu turbide, ou l’imagerie médicale. L’Imagerie Acousto-Optique (IAO) est une technique multimodale basée sur l’interaction de la lumière avec des ultrasons (US) à une profondeur donnée. L’IAO est limitée en collection de flux, accentuée par des instabilités sub-ms en environnement dynamique, qui imposent une détection rapide. Le projet HULOT propose une nouvelle chaîne d’instrumentation pour réduire ces limitations avec un échographe entièrement programmable, ainsi qu'un nouveau laser de puissance en régime quasi continu (idéalement 100W pendant 100 microsecondes). Ce dernier sera également accordable en longueur d'onde dans le rouge lointain, sa largeur temporelle permettra d'avoir une puissance importante pendant le temps de corrélation des instabilités. Nous ajouterons un façonnage spatio-temporel des US et de la lumière afin d’augmenter le volume de lumière marquée par les US, détectée par des capteurs type caméras CMOS. Une amélioration d’efficacité de deux ordres de grandeur est attendue, ouvrant de nouvelles perspectives pour l’imagerie et la caractérisation de ces milieux.

Ce projet vise à ouvrir de nouvelles perspectives dans le domaine des capteurs, actionneurs et modulateurs acousto-optiques impliquant des ondes acoustiques THz et des ondes électromagnétiques qui couvrent des régions fréquentielles allant du proche-infrarouge au proche ultra-violet (NIR-VIS-UV) ainsi que du terahertz (THz). Ces deux régions constituent un fort enjeu, autour d’une physique riche, pour les technologies photoniques et optoélectroniques haute fréquence (GHz-THz). Pour répondre à cet enjeu, les nanostructures à base de matériaux multiferroïques apparaissent comme des outils extrêmement prometteurs. Il devient donc nécessaire d’établir une description complète des processus opto-acoustiques et acousto-optiques ultra-rapides présents dans ces nouveaux systèmes. Le processus opto-acoustique consiste à générer des ondes acoustiques avec des impulsions lumineuses ultra-brèves (laser femtoseconde) alors que le processus acousto-optique correspond à la modulation des propriétés de la lumière par les ondes acoustiques (effet photoélastique). Pour atteindre le domaine acoustique THz, il faut confiner l’interaction lumière-onde acoustique à des échelles nanométriques. Ainsi, dans le projet, une conception ciblée permettra de réaliser des nanostructures à base du multiferroique modèle BiFeO3 (BFO) tels que, (i) des super-réseaux où la périodicité chimique/structurale est imposée par l’alternance de couches minces, ainsi que (ii) des nanostructurations dans le plan d’une couche où la période est imposée par les propriétés intrinsèques du multiferroique (domaines ferroélectriques et magnéto-électriques). Ces spécificités propres aux multiferroïques sont cruciales pour révéler des réponses acousto-optiques et électro-mécaniques originales car notamment absentes dans les super-réseaux traditionnels à base de semiconducteurs qui ont été, jusqu'à maintenant, utilisés pour l'opto-acoustique et l'acousto-optique THz. Aussi, une fois architecturées (WP1), les propriétés opto-acoustiques et acousto-optiques de ces nanostructures seront évaluées par des mesures pompe-sonde (WP2). Nous étudierons la génération d’ondes acoustiques THz par excitation optique résonante (énergie du photon de pompe supérieure à celle de la bande interdite du BFO) ou bien par excitation électrique ultra-brève (énergie du photon de pompe inférieure à celle de la bande interdite du BFO) grâce à des sources lumineuses THz intenses (10-500 kV/cm). Cette gamme élargie du spectre électromagnétique est aussi un des points originaux de ce projet. Enfin, comme preuve de concept (TRL 3), un dispositif transducteur/modulateur acousto-optique reconfigurable électriquement est proposé (WP3). Ce dispositif repose sur un contrôle in situ et réversible de la nanostructuration des domaines ferroélectriques (orientation, taille) par l’application d’une tension électrique sur le matériau. Ce pilotage externe de la nanostructure permettra ainsi de commander le spectre des ondes acoustiques émises sur demande.

La digestion anaérobie (AD) génère du biogaz, duquel est extrait le biométhane, un biocarburant qui contribue à la mobilité propre. Les politiques de soutien à la filière biométhane en France, et notamment les tarifs d’achat, seront réduits dans les années à venir. Il est donc primordial d’intensifier le procédé de méthanisation et réduire les coûts de production du biométhane, afin de continuer à déployer ce vecteur d’énergie renouvelable. Les digesteurs les plus répandus sont de type CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor), opérés à une teneur en matières sèches de maximum 10-15%. L’agitation joue un rôle majeur dans le procédé, qui est d’homogénéiser le milieu, afin de maximiser la productivité et limiter les phénomènes de sédimentation. Toutefois, l’agitation ne doit pas être trop forte, afin de ne pas induire de stress sur les microorganismes et limiter la consommation énergétique du procédé. RELOAD permettra de développer un modèle scientifique complet de l’AD, qui couple biologie et hydrodynamique. Ce modèle sera ensuite réduit et intégré pour effectuer du contrôle commande et optimiser le procédé. Les objectifs sont multiples: optimiser le procédé en termes d’agitation, de pilotage et augmenter la teneur en solides acceptée, jusqu’à 20%. Le procédé sera ainsi intensifié et les coûts de production seront réduits. Le développement d’un nouvel outil numérique dans RELOAD est en ligne avec la feuille de route stratégique de l’ADEME (2017). Cela représente un des besoins en recherche, développement et innovation pour lever des verrous de la filière biométhane. Les travaux seront effectués sur de l’ensilage de céréales et du lisier, qui sont deux substrats parmi les plus représentatifs du gisement national. Toutes les échelles seront étudiées, depuis le laboratoire, au pilote puis finalement à l’échelle 1 sur un site industriel. Ce projet est innovant car aucun modèle complexe couplé hydro-biologique n’existe à ce jour pour le pilotage de la méthanisation, qui plus est à haute teneur en solides. Le consortium est complémentaire, avec le LBE (expert en AD et modélisation), CentraleSupélec (CS, expert en procédés et contrôle commande), LRGP (expert en procédés/bioréacteurs) et Air Liquide (AL, leader industriel des gaz). Le projet est construit ainsi: WP1 (lead AL) - coordination, WP2 (lead LRGP) - modélisation hydrodynamique, WP3 (lead LBE) - couplage du modèle hydrodynamique avec un modèle biologique, WP4 (lead AL) - validation pilote et industrielle, WP5 (lead CS) - implémentation du modèle: contrôle commande et optimisation du procédé (agitateur innovant, paramètres opératoires optimaux). Une subvention de 550 k€ est demandée à l’ANR, pour un coût total du projet à 1,6 m€. Ce partenariat public-privé très complémentaire permettra de transférer des connaissances fondamentales physiques et biologiques au pilotage et à l’optimisation de digesteurs industriels. Le modèle final sera facilement transférable à différents sites industriels, après ajustement de certains paramètres d’entrée (rhéologie, configuration du digesteur, caractéristiques du substrat). Son originalité est de coupler les modèles biologiques et hydrodynamiques, jusqu'alors séparés, à des teneurs en solides élevées. RELOAD est un projet ambitieux en ligne avec l’axe Bioéconomie de l’ANR. Les retombées du projet sont variées: (i) scientifiques, avec le développement de modèles fondamentaux et pilotage de bioprocédés complexes; (ii) industrielles, avec un transfert de l’outil sur de multiples sites de méthanisation, (iii) économiques, avec un gain potentiel immédiat de 2.1 m€/an et un marché pour la licence de l’outil de pilotage entre 6.1 et 8.1 m€/an en France d’ici 2028, selon une étude interne Air Liquide; (iv) sociétales, avec la contribution au secteur de la méthanisation, pour développer ce vecteur d’énergie renouvelable.

Pour être durables, les itinéraires en bioéconomie doivent intégrer simultanément les enjeux environnementaux, sociétaux et économiques. Les procédés biotechnologiques peuvent s’avérer prometteurs pour produire des molécules de différentes valeurs ajoutées à partir de ressources et sous-produits variés. Des combinaisons pertinentes et efficaces d'opérations unitaires doivent être choisies pour transformer les ressources disponibles en produits chimiques en intégrant précocement des évaluations économiques et environnementales. Ce projet propose le développement d'une méthodologie d'optimisation d'un bioprocédé qui considère à la fois la performance de production (productivité, rendement, titre), de l'extraction (rendement, sélectivité, pureté) et l’impact environnemental. En combinant des modèles de génie (bio) chimique et d’évaluation environnementale, l'ambition est de proposer des voies d’optimisation pour des configurations de chaînes de bioproduction durables, en intégrant l’évaluation d’une approche émergente de bioconversion extractive (couplage des opérations de bioproduction et d’extraction). À titre de preuve de concept, la méthodologie proposée est basée sur l'évaluation environnementale d'un processus de transformation microbienne de bioressources en composés organiques volatils (COV), qui nécessite des opérations de séparation en ligne pour gérer l'inhibition des produits vers les micro-organismes producteurs. Ainsi, les substrats (provenant de différentes origines biosourcées) seront convertis par voie microbienne en produits chimiques d'intérêt (ici COV tels que 2-phényléthanol, acétaldéhyde, acétate d'éthyle ...) qui peuvent être utilisés dans différentes applications industrielles, en particulier comme agents naturels d’aromatisation. Le projet est divisé en 5 workpackages : 4 workpackages scientifiques et 1 workpackage pour l’organisation et la gestion du projet. Les 4 WP scientifiques sont pensés de manière itérative afin de développer la méthodologie proposée. Le WP1 concerne la définition d’une méthodologie initiale pour de nouvelles éco-biotransformations. Sur la base des données de la littérature, les partenaires définiront la méthodologie à suivre pour l'évaluation environnementale liée à la biotransformation choisie. Le WP2 est consacré à l'acquisition de données sur les opérations unitaires de réaction microbienne et de séparation. Ces données expérimentales permettront de développer des modèles mathématiques pertinents qui seront intégrés dans le WP3. En effet, le WP3 s’intéresse à l'intégration de modèles d’opérations unitaires (existants ou développés dans le projet) dans un simulateur de procédés et son couplage à un outil d'analyse du cycle de vie. Après ces 3 étapes, le WP4 réalisera les calculs d'impacts environnementaux notamment en considérant l'influence des conditions de fonctionnement afin de s'orienter vers un outil d'aide à la décision. Une dernière itération est prévue à la fin du projet pour remettre en question et / ou consolider le choix méthodologique effectué lors du WP1, et des améliorations méthodologiques pourraient être proposées. Ce projet vise donc à proposer une méthodologie d'éco-conception de procédés biotechnologiques émergents à un stade précoce. L'ambition est de rendre l'analyse du cycle de vie plus prédictive pour proposer des bioproductions éco-conçues et que les outils développés puissent permettre une extrapolation à l'échelle au niveau industriel.

Contexte et objectifs. Actuellement, 700.000 morts sont attribuées chaque année à la résistance antimicrobienne. En effet, l’utilisation massive des antibiotiques a conduit à l’émergence de « superbugs » tel que le Staphylococcus aureus résistant à la méticilline (MRSA) difficile à traiter avec les molécules existantes. Cela encourage la découverte de nouveaux traitements antibiotiques efficaces contre les infections humaines graves et le sepsis associé lié à un important taux de mortalité. Les maladies inflammatoires à médiation immunitaire (IMIDs) représentent aussi un problème de santé mondial majeur avec une incidence de 5-7% dans les sociétés occidentales. Les cytokines sont des médiateurs inflammatoires essentiels au déclenchement de la réponse immunitaire de l’hôte durant l’infection et qui contrôlent aussi la réponse inflammatoire dans la pathogénèse des IMIDs. Le développement des molécules se focalise sur la régulation des cytokines inflammatoires ou sur l’inhibition des voies de signalisation des Janus kinases (JAKs)/signal transducer and activator of transcription proteins (STATs) ou Jakinibs approuvés pour traiter les IMIDs. Cependant, au regard des patients réfractaires au traitement ou les maladies opportunistes liées aux mécanismes immunosuppresseurs, la recherche de nouvelles de molécules bioactives se poursuit et se focalise sur de nouvelles molécules inhibant les voies de signalisation des cytokines ou des JAK-STAT. Les microalgues et bactéries marines produisent des molécules anti-inflammatoires à grande valeur ajoutée dans le domaine de la pharmacologie. Les bioprospections menées en Nouvelle-Calédonie a conduit à la caractérisation de microalgues et de bactéries marines produisant des molécules bioactives à des fins d’application dans les biotechnologies bleues. Nous avons émis l’hypothèse que de nouvelles substances naturelles marines (MNPs) seraient à découvrir à partir de la biodiversité marine de Nouvelle-Calédonie et nous caractériserons l’activité antibactérienne et immunomodulatrice de MNPs issues de microalgues et bactéries marines néo-calédoniennes et disponibles dans les collections de l’IFREMER / ADECAL Technopole et de la start-up privée BIOTECAL. Méthodologie. Nous étudierons l’effet des MNPs sur des bactéries résistantes et leur effet immunomodulateur au cours de la réponse inflammatoire. Plus spécifiquement, les extraits de microalgues (MAEs) et les exopolysaccharides (EPSs) de bactéries marines seront testés sur des bactéries antibiorésistantes isolées de l’environnement, du Centre Territorial Hospitalier et de patients (Staphylococcus aureus résistants à la méticilline, Pseudomonas aeruginosa résistants à la Ceftazidime, Enterococcus faecium résistants à la Vancomycine, Enterobacteriaceae résistants aux carbapénèmes). L’activité antimicrobienne sera analysée par diffusion en agar et des méthodes de microdilution. Nous utiliserons des modèles in vitro de macrophages humains THP-1 et murins RAW264.7 afin d’évaluer la régulation des cytokines inflammatoires majeures par ELISA et RT-qPCR. L’inhibition des JAK-STAT sera analysée par Western Blot et TransAM. Impacts et perspectives. Le projet CHARM investiguera des bioactivités complémentaires afin d’identifier des molécules innovantes à proposer comme molécules plateformes auprès des industries pharmaceutiques dans le secteur des antibiotiques et immunomodulateurs. Les résultats seront utiles pour améliorer la chaine de valeur ajoutée dans le domaine des MNPs et des technologies bleues en Nouvelle-Calédonie. Ce projet répond donc au besoin de développement et d’exploitation durable des ressources biologiques marines et contribue à la Stratégie Nationale de Bioéconomie. Il contribue à la valorisation de la biodiversité des territoires ultra-marins en répondant au Livre Bleu Outre-Mer validé par le Ministère des Outre-Mer. Nous visons des applications à longs termes en industrie pharmaceutique par des partenariats avec le secteur privé.