Projects

La production des quarkonia est au centre de bien des aspects du Modèle Standard de la physique des particules. La découverte du J/psi, la première de ces particules composites faites d'un quark lourd (charmé ou beau) et d'un antiquark, constitua la preuve ultime de l’existence physique des quarks, et ce malgré leur confinement. Les quarkonia sont les analogues des positronia, états liées e+e-, et possèdent certaines de leur propriétés. Les quarkonia sont maintenant utilisés pour étudier le plasma de quarks et de gluons aux collisionneurs, ou pour sonder la dynamique des gluons dans les noyaux lourds ainsi dans les nucléons (non-)polarisés. Cela étant, leur production reste un puzzle pour la théorie entre les domaines à courtes et longues distances de l’interaction forte dont la propriété de confinement reste énigmatique. Ainsi, certaines études, pourtant les plus avancées, sont toujours faites à l'ordre dominant (LO) en la constante de couplage forte et aucun processus de production inclusive de quarkonium n'est actuellement connu à l'ordre sous-sous-dominant (NNLO), à savoir la précision habituelle en physique des particules de nos jours. PrecisOnium a pour but de repousser la frontière en précision des études de production de quarkonia sur 3 fronts: 1) les longues distances auxquelles les quarks se lient, entre rendant systématique les comparaisons théorie-expérience avec un nouvel outil automatique au NLO permettant le fit global des paramètres non-perturbatifs de la théorie; 2) les courtes distances auxquelles les quarks sont créés, en étant pionniers des calculs NNLO; 3) la phénoménologie de la production de quarkonia, en enrichissant l'accès virtuel européen NLOAccess avec un outil dédié au NLO prenant en compte le spin de partons et nos codes développés au NNLO. La maintenance de NLOAccess est financée par l'EU et se veut un ensemble intégré de codes ouverts à tout chercheur intéressé. Pour ce faire, nous proposons de former une équipe de recherche dynamique dédiée à PrecisOnium, rassemblant des expertises complémentaires telles que l'automatisation de calculs en physique des hautes énergies, en factorisation TMD, en calcul de boucles et en phénoménologie des quarkonia. Celle-ci impliquera 2 groupes français de l'IJCLab Orsay et LPTHE Paris ainsi que 3 groupes du CERN, d'UCLouvain et de Groningen U. Une telle équipe fera sans nul doute avancer la connaissance de notre domaine avec un impact positif, non seulement pour la communauté du LHC, mais aussi de BNL, FNAL, JLab, FAIR, KEK et des expériences sur cibles fixes au CERN ainsi que des projets tels que l'ILC, le FCC et l'EIC dont la planification avance à grands pas aux USA.

Plus de 300 million de ha en Amérique Latine sont couvertes de systèmes agroforestiers où les impacts de sècheresses d’El Niño, le changement climatique, la faiblisse institutionnel et la volatilité de prix de produits agroforestiers sont très forts. Pendant plus de 30 ans, les systèmes d’agroforesterie en Amérique Latine sont en train d’être abandonnés pour faire de l’élevage de bétail ou simplement à cause d’un exode rural vers les villes. A cet égard, l’abandon de systèmes d’agroforesterie peut être considéré comme une transition critique d’un système socio-écologique. Nous avons choisi ici d’examiner les effets combinés de ces impacts dans deux zones pilotes : les Andes Centraux de la Colombie où la présence institutionnelle est forte mais incomplète et le piedmont Amazonien en Equateur où la population indigène gère les risques dans un contexte culturel diffèrent. Le projet est divisé en 5 groupes de travail complémentaires qui vont collecter de séries temporelles de données de productivité dans les zones d’étude à travers d’archives et des images de satellite. Ces donnes seront ensuite utilisées pour être corrélées avec les variations induites par El Niño ainsi que pour élaborer de modèles prédictives. En parallèle, une analyse institutionnel sera menée pour comprendre comment les connaissances sur les risques climatiques et économiques sont acquises (ou pas) par des acteurs en Colombie et en Equateur. Nous porterons une attention spéciale à un programme pionner de la FAO qui canalise l’information météorologique aux producteurs, y compris les risques de conditions pour El Niño, qui a été déployé dans plusieurs endroits de la Colombie. Through workshops, the project will co-construct scenarios of the potential different combined effects of climatic, economic and institutional risks to lay the bases of an early warning system of unfavorable conditions that may lead to land abandonment in the target countries. A travers des ateliers, le projet va co-constuire de scenarios des possibles effets combinés du climat, prix des produits et de risques institutionnels pour définir les bases d’un système d’alerte précoce de conditions défavorables qui peuvent produire l’abandon de terres.

Les lacs péri-urbains sont importants pour l’écologie urbaine et le public. Au-delà du phytoplancton, étudié en raison de son rôle central dans l’écosystème, les communautés microbiennes et leurs fonctions sont encore largement méconnues. Comprendre l’effet de l’eutrophisation, un indicateur de l’anthropisation des plans d’eau, est une problématique « One Health ». L’interdépendance entre santé des écosystèmes, des animaux et des Hommes est en effet si forte, particulièrement dans les zones péri-urbaines, que des approches globales s’imposent pour aborder l’étude de ces systèmes. Cependant, une évaluation à large échelle de l’effet de l’eutrophisation sur le microbiome des lacs péri-urbains manque encore. Dans COM2LIFE, nous proposons d’évaluer l’effet de l’eutrophisation sur la biodiversité des communautés microbiennes présentes dans les lacs péri-urbains dans la région la plus densément peuplée du pays, l’Île-de France. Le projet étudiera la diversité taxonomique et fonctionnelle des Archées, Bactéries, Eucaryotes et virus composant les communautés microbiennes de l’eau, du sédiment et des poissons dans des lacs représentant différents niveaux d’eutrophisation. COM2LIFE testera deux hypothèses. La première est que l’hétérogénéité spatiale et temporelle à l’échelle régionale de facteurs environnementaux résultant de la pression anthropique est à l’origine de différences dans la diversité taxonomique et fonctionnelle des communautés microbiennes des lacs (H1). La seconde est que les communautés microbiennes présentes dans l’eau, le sédiment et les poissons varient dans l’espace et le temps, mais que les fonctions qu’elles exercent sont conservées (H2) en raison de l’existence d’une importante redondance fonctionnelle entre taxons et compartiments. Pour tester ces hypothèses, un suivi temporel de la structure, de la composition et du potentiel métabolique des communautés microbiennes sera réalisé s’appuyant sur les dernières techniques de séquençage à haut débit, en parallèle d’une caractérisation des paramètres physico-chimiques des compartiments. L’hétérogénéité spatiale et temporelle des facteurs environnementaux liés à la pression anthropique et son influence sur la composition taxonomique et fonctionnelle des communautés, ainsi que sur leurs interactions, seront explorées à l’aide d’outils récents d’analyse de données et de modélisation, et ce afin d’identifier les facteurs clés gouvernant la dynamique des communautés microbiennes à l’échelle régionale. Le projet identifiera donc les paramètres biotiques et abiotiques qui contraignent la composition et les fonctions des communautés à l’échelle de lac et de la région, ainsi que l’influence du niveau d’eutrophisation. Une telle approche permettra de fournir des bioindicateurs potentiels pour mesurer le niveau de pression anthropique et évaluer la qualité de l’eau et de l’écosystème.

En réponse à la demande croissante en solutions alternatives à la lutte chimique contre les ravageurs, des méthodes de biocontrôle ont été progressivement développées. En grandes cultures, cependant, les méthodes actuelles ont peu de chances d'obtenir des résultats similaires à ceux des pesticides chimiques. Notre objectif est d'apprendre de la nature et d'améliorer le biocontrôle sur l'une des cultures agricoles majeures : le colza (Brassica napus). On sait que d'autres espèces de brassicacées peuvent détecter une attaque d’herbivores nuisibles par la présence de leurs oeufs. Dès la reconnaissance des œufs, les plantes améliorent leur phénotype défensif et passent à la reproduction pour protéger leur progéniture. Ce phénomène est appelé “priming”. Dans ce projet, nous testerons sur B. napus comment la diversité végétale affecte ce phénomène de “priming” et comment le “priming” affecte en retour la chaîne alimentaire sur le terrain.

Evaluer l’évolution du risque de contamination du blé en mycotoxines produites par les espèces fongiques du genre Fusarium sous l’influence des modifications climatiques est crucial pour assurer et prédire la sécurité sanitaire des produits céréaliers. EvolTox se propose de produire des connaissances biologiques indispensables qui permettront d’implémenter des modèle de prédiction du risque d’occurrence des fusariotoxines selon différents contextes climatiques. L’originalité d’EvolTox repose sur une approche de modélisation combinant des données terrains et des données de laboratoire. L’évolution des profils des espèces fusariennes et de leurs toxines sera analysée sur les 15 dernières années, à la lumière des paramètres agro-climatiques. Ces données seront associées à des résultats d’écophysiologie, d’interaction entre espèces, et de biologie évolutive acquises in vitro afin de prendre en compte le comportement intrinsèque des espèces dans les modèles.

Les ravageurs de cultures sont une contrainte majeure à l’intensification écologique des systèmes de production agricole. La gestion intégrée des ravageurs (IPM) est une approche écosystémique qui combine différentes stratégies et pratiques pour minimiser l'utilisation des pesticides. Son implémentation nécessite une connaissance approfondie de la dynamique des populations de ravageurs et des processus écologiques sous-jacents pour optimiser les prises de décision. En particulier, l’intégration des processus de dispersion des ravageurs (e.g., dispersion active et passive, à courte et longue distance, assistée par l'homme et par les vents), qui conditionnent l’infestation saisonnière des cultures, ouvre des opportunités pour des interventions préventives (e.g., cibler les populations résiduelles) à des échelles spatiales et fonctionnelles pertinentes (e.g., le bassin de production). Caractériser les flux de populations de ravageurs à de multiples échelles est ainsi pivot pour faire évoluer les pratiques de gestion, basées sur des décisions individuelles à l’échelle du champ cultivé, vers une organisation collective et une coordination des actions à l’échelle des territoires. La conception d’une telle stratégie IPM nécessite cependant d’intégrer également les acteurs de terrain pour identifier les freins socio-techniques à ces innovations. La difficulté à estimer la dispersion via des approches démographiques aux échelles spatiales pertinentes pour la gestion des ravageurs nécessite de s’appuyer sur une approche alternative, basée sur des données génétiques neutres. Dans ce contexte, DISLAND propose d’étendre les acquis de la génétique du paysage pour inférer les modalités de dispersion comme condition préalable à l'amélioration des stratégies de gestion intégrée des ravageurs. Une telle approche comprend l'évaluation de l'effet de la structure du paysage et des pratiques agricoles sur l'abondance spatiotemporelle du ravageur et sa dispersion active à courte distance, ainsi que le rôle de la dispersion passive à longue distance via les courants aériens et les flux de marchandises contaminées sur la dynamique d’infestation des cultures. Pour cela, nous développerons des outils appropriés incluant : une technique de séquençage haut-débit rentable pour produire des milliers de marqueurs génétiques (SNPs)très informatifs pour un ou des milliers d'échantillons, une base de données dédiée pour assurer la gestion, la traçabilité et le partage de l’ensemble des données et, un simulateur multi-agents flexible permettant de modéliser les processus démo-génétiques dans les paysages. Nous implémenterons des suivis démo-génétiques intensifs du ravageur et l’acquisition de données pertinentes pour son écologie et sa gestion (structure du paysage, qualité des habitats, abondance relative et pratiques agricoles) dans des bassins de production contrastés (et au-delà, à l'échelle de la sous-région). Enfin, nous adapterons ou développerons des méthodes statistiques appropriées pour caractériser les relations entre la dispersion et la matrice environnementale et quantifier la variation spatiale et temporelle des paramètres démographiques clés pour la gestion des ravageurs (dispersion et taille de la population). Cette approche sera conçue et appliquée à la mouche orientale des fruits, Bactrocera dorsalis, qui est un ravageur majeur des systèmes de production de mangues en Afrique de l’Ouest. L’ensemble des connaissances sur les modalités de dispersion de la mouche sera intégré dans un modèle de simulation spatialisé afin de représenter les interactions entre la dynamique des populations du ravageur et les actions des acteurs du système sociotechnique. Ce simulateur sera un outil privilégié pour une évaluation participative et la co-conception de stratégies de gestion optimisée des mouches des fruits. Cette recherche innovante fait le pont entre l'agronomie, l'écologie du paysage, la dynamique et la génétique des populations, et la socio-écologie.

La perte de biodiversité est mondiale et rapide, et est accentuée au niveau des agroecosytèmes où les pressions anthropiques sont fortes. Il est urgent de prendre en compte les principaux facteurs (dégradation de l’habitat, pratiques humaines) de ces perturbations afin d’anticiper au mieux les impacts et d’atténuer les effets sur ces écosystèmes et leurs services. Notre projet étudie les interactions entre deux prédateurs prédominants dans les agroécosystèmes, les chats (espèce domestique) et les renards ("nuisibles"). Leur présence entraine des perceptions souvent opposées dépendant du statut et des à priori des parties-prenantes. Les changements dans la distribution, la densité et le comportement des prédateurs peuvent modifier la pression de prédation exercée sur les proies (déprédatrices de cultures) et modifier ainsi la structure (espèces en sur ou sous abondance) et le fonctionnement (régulation, relâche de prédation) de l’écosystème, et leurs services écosystémiques (rendements agricoles). Pour quantifier les principaux liens trophiques et le service de régulation par prédation les conséquences de la perception et des actions des parties-prenantes sur la dynamique des prédateurs, et les possibles effets cascades, nous travaillerons sur trois axes. Le premier est divisé en trois tâches visant à déterminer le régime alimentaire, l’utilisation de l’habitat par les prédateurs et les densités de proies: 1) analyse du régime alimentaire (étude micro et macroscopique des crottes, metabarcoding), en fonction de différentes variables telles les saisons, les densités des proies, l’habitat afin d’identifier les principales relations et facteurs externes influant sur les réseaux trophiques; 2) individualiser les excréments en utilisant l’empreinte génétique unique de chaque prédateur (régime alimentaire individuel et génétique de population) pour détecter des personnalités trophiques, et compléter nos estimations de paramètres démographiques et d’utilisation de l’habitat avec la technique de CMR non-invasive 3) utiliser des colliers GPS, des pièges photos et à poils géo-localisés afin de détecter des comportements individuels dans l’utilisation de l’habitat. Dans le deuxième axe, nous construirons des modèles mathématiques prédictifs de ces réseaux trophiques et testerons les trajectoires des populations en fonction des contraintes environnementales et des actions des parties-prenantes. Trois étapes seront nécessaires: 1) améliorer notre modèle discret déterministe, alimenté et validé avec des données de terrain sur 5 années et de la littérature; 2) ajouter des variables stochastiques, et 3) développer des modèles individus centrés. Nous validerons et comparerons la capacité de chaque type de modèle à correctement prédire les distributions, densités et impacts des prédateurs sur les principales catégories de proies. Le troisième axe s’attache à étudier les perceptions et actions des parties-prenantes influençant les dynamiques des prédateurs. Trois actions seront mises en œuvre pour optimiser des futurs plans de gestion collaboratifs : 1) identifier les interactions prédateurs-parties-prenantes en fonction leurs différentes perceptions et pratiques ; 2) développer les sciences participatives pour renforcer les collaborations autours d’objectifs communs (améliorer le fonctionnement des écosystèmes et leurs services) ; 3) co-construire des scénarios de gestion pour favoriser les capacités adaptatives des socio-écosystèmes et améliorer les actions futures. Notre projet, capital et innovant, étudie simultanément différentes échelles d’étude (individu, population, espèce et communauté), et combine écologie fondamentale, écologie appliquée, et sciences sociales dans une approche multidisciplinaire (biologie, mathématiques et sciences sociales) afin de fournir de nouvelles connaissances, des modèles prédictifs et des directives collaboratives permettant d’améliorer la biodiversité, le fonctionnement des agroécosytèmes et leurs services.

Traditionnellement, les internes en médecine sont formés sur la base du modèle compagnonnage en s’entrainant sur les patients au cours des stages hospitaliers encadrés par des experts. Cependant, pour des raisons éthiques et de sécurité des patients, comme conclut par le rapport de la Haute Autorité de Santé 2012 "jamais la première fois sur le patient", le développement de nouveaux programmes et techniques de formation médicale innovants basés sur la simulation devient un nécessité et une urgence. Pour assurer cette transition, les simulateurs basés sur les technologies de la réalité virtuelle peuvent jouer un rôle important. Cependant, le développement de ces technologies est complexe et potentiellement coûteux. Il est donc nécessaire de concentrer leur conception et leur utilisation sur les besoins réels de formation des professionnels de santé. L'objectif du projet Show-Me est de concevoir des techniques d'interaction multimodales et collaboratives et des interfaces utilisateurs innovantes permettant à un tuteur expert de partager ses compétences, de superviser et de guider un apprenant à travers un environnement de formation collaboratif en réalité virtuelle pour un meilleur transfert des compétences médicales techniques . Les techniques et interfaces proposées serviront à développer des espaces et des outils de télé-mentorat collaboratifs et multimodaux qui correspondent mieux aux besoins de formation actuels des praticiens. Pour atteindre ces objectifs, une approche de conception centrée-utilisateur sera utilisée avec l’implication de toutes les parties prenantes (experts, instructeurs, et apprenants) tout au long du processus de conception. Cela sera facilité par la collaboration au niveau local avec un centre de simulation médicale et des hôpitaux universitaires. Pour favoriser le développement de cette recherche à la fois localement et au niveau national et international, le projet Show-Me sera coordonné par un expert en conception de systèmes de formation collaborative et médicale, qui sera accompagné par une équipe de chercheurs bien établis avec diverses expertises complémentaires (conception d'interaction, environnements virtuels collaboratifs, interactions multimodales, études utilisateurs, facteurs humains) ainsi qu’un expert clinicien et chercheur en formation médicale et son équipe, dont la contribution est d'une grande importance pour cette recherche. Cette recherche servira à améliorer notre compréhension des interactions entre le tuteur et l’apprenant, du processus de transfert des compétences médicales techniques et plus généralement, de la communication multimodale dans les environnements virtuels. La réussite de ce projet favorisera le développement d'une nouvelle génération de systèmes et de méthodes de formation médicale innovants. Cela devrait améliorer la qualité de la formation des étudiants en médecine. À long terme, cela aura également un impact plus large sur la sécurité des patients, la prestation des soins et les coûts des soins en santé. En plus de la formation médicale, les résultats serviront à extraire des lignes directrices pour la conception de systèmes de télé-mentorat multimodaux pouvant être utilisés dans d'autres domaines d'application, tels que l'industrie.

Le but de ce projet est d’étudier et de développer des solutions de communications kinesthésique pour l’interaction homme- robot. Ce travail permettra d’augmenter l'intélligibilité des systèmes en interaction physique avec l'homme, il fournira un ensemble d’unités de sens kinesthésiques qui seront répertoriées en fonction du sens qu’elles amènent à l’interaction. D’un point de vue opérationnel, ces unités de sens participeront à améliorer l’intelligibilité des systèmes fortement automatisés.Dans un contexte d’automatisation toujours plus importante des systèmes technologiques, la question de l’intelligibilité de ces systèmes est au coeur des préoccupations. En ce sens, ce projet a l’ambition de proposer un nouveau canal d’information permettant de réduire l’opacité des systèmes et de supporter la coopération entre l’homme et la machine. Le consortium cherchera à valoriser le travail réalisé dans différentes communautés scientifiques (robotique, psychologie, neurosciences, linguistique).

Le microbiote est un facteur clé pour la santé d’un animal et sa sensibilité aux contaminants. Le projet "Dyn-Microbiome" décryptera la nature et le rôle du microbiote de l'hôte dans la modulation de la toxicité des contaminants pour un animal sentinelle aquatique, l'amphipode Gammarus fossarum, largement utilisé en biomonitoring en France. Nous avons développé une approche innovante en métaprotéomique qui renvoie la composition taxonomique du microbiote, quantifie les biomasses respectives, décrypte leurs principales voies métaboliques et des marqueurs moléculaires de l’hôte. Cette technologie, associée à des données de métagénomiques, permettra i) d’établir si des modifications des paramètres du microbiote sont induits par des toxiques modèles (métaux, hydrocarbures aromatiques polycycliques, antifongiques et antibiotiques), ii) d’évaluer les conséquences néfastes de dysbioses à long-terme pour l'hôte, et iii) de proposer de nouveaux marqueurs moléculaires d’exposition.

La pollution atmosphérique est un problème majeur de santé publique dans les zones urbaines. Outre les conséquences directes de l'inhalation de polluants sur le système cardiorespiratoire et les décès prématurés, l'exposition prénatale à la pollution urbaine serait associée à une augmentation du risque de développer un autisme ou une schizophrénie. Les dommages cérébraux liés à la pollution ont principalement été étudiés chez l’Homme au travers d’études épidémiologiques. Ces dernières sont souvent limitées par des facteurs confondants, qui résultent de l’histoire personnelle de l’individu et de l’évaluation rétrospective de l’exposition aux polluants. En outre, elles ne permettent généralement pas d’évaluer comment ces polluants affectent le système nerveux central. Les modèles animaux apportent des solutions à ces limites. Ils permettent une maîtrise des conditions d’exposition et la reproductibilité des expériences. Cependant, la plupart des modèles animaux proposés jusqu’à ce jour correspondent à des expositions aigües à de fortes doses d’un composé unique, loin des conditions auxquelles sont exposées les hommes. Par ailleurs, peu d’études ont étudié les conséquences à long terme d’une exposition prénatale aux polluants atmosphériques. Notre projet a pour objectif de dépasser ces limites en proposant une approche multidisciplinaire réalisée en parallèle chez l’Homme et chez la souris pour évaluer l’impact de l’exposition prénatale à des polluants atmosphériques sur le développement cérébral et le risque de troubles psychiatriques. Ainsi, nous proposons d’exposer des souris au cours de leur dernière semaine de gestation aux atmosphères rencontrées dans les villes de Paris et de Pékin. Nous évaluerons l’impact de cette exposition sur le fonctionnement cérébral par des études de RNA-Seq, de comportement, de neuroanatomie et d’imagerie cérébrale. Nous étudierons les mécanismes d’actions des polluants par la mesure de marqueurs inflammatoires, d’activation de la microglie, de stress oxydatif ainsi que l’intégrité de la barrière hémato-encéphalique. Enfin, nous chercherons l’existence d’une signature épigénétique de cette exposition prénatale par des études d’ATAC-Seq. Ces résultats seront transposés chez l’Homme en comparant les mécanismes moléculaires identifiés chez la souris, avec des données de transcriptomes montrant des gènes différentiellement exprimés dans le cerveau de personnes avec un autisme ou une schizophrénie lorsqu’elles sont comparées à des personnes non malades. En parallèle, nous estimerons chez des personnes avec un autisme ou une schizophrénie si elles ont été plus exposées que des personnes non malades à un environnement pollué lors de leur développement intra-utérin, en utilisant des cartes combinant des modèles et des relevés d’exposition réalisés ces dernières décennies. Nous analyserons le méthylome de ces personnes et nous comparerons les signatures épigénétiques associées à l’exposition prénatale avec celles observées dans nos modèles de souris. Nous regarderons si ces signatures épigénétiques sont associées à des anomalies observées en imagerie cérébrale et nous comparerons les profils inflammatoires des personnes malades avec ceux observés chez les souris exposées. Pour atteindre notre objectif, les trois partenaires impliqués dans ce projet réuniront des psychiatres, des épidémiologistes, des généticiens, des experts en comportement animal et des chimistes et modélisateurs atmosphériques. L'ambition de notre projet est de fournir des preuves des conséquences directes de l'exposition prénatale à la pollution atmosphérique sur les fonctions cérébrales et le comportement, tant chez l'Homme que chez la souris. En outre, nous espérons qu'il aboutira à l'identification de la première signature épigénétique de l'exposition prénatale à la pollution de l'air. De tels marqueurs pourraient être utiles pour la prévention et l'identification des individus susceptibles de développer des troubles psychiatriques.

Le déclin des pollinisateurs est en partie dû aux intrants chimiques présents dans l’environnement. Les effets de ces intrants, principalement des pesticides (herbicides, fongicides, insecticides, antiparasitaires), sur les insectes sont le plus souvent évalués par des tests de mortalité, mais l'impact de faibles doses sur la physiologie des insectes reste peu connu. Ces pesticides agissent rarement seuls, plus de 50 résidus distincts pouvant être retrouvés au sein d’une ruche, dans le pollen, la cire ou le miel. Des effets synergiques (effet cocktail) de mélanges sont supposés exister, augmentant le pouvoir toxique des molécules prises individuellement, mais leur études, principalement sur la survie ou les performances des abeilles, se sont rarement intéressées aux mécanismes moléculaires. Les insecticides les plus utilisés (néonicotinoïdes, pyréthrinoïdes et phénylpyrazoles) sont neurotoxiques et touchent directement des canaux ioniques ou des récepteurs ionotropiques, modifiant la transmission des influx nerveux. Les travaux antérieurs sur leurs effets se sont surtout intéressés à l’étude de leurs cibles primaires (les canaux sodiques pour les pyréthrinoïdes par exemple), mais rarement à leurs actions combinées, ou à des effets sur des canaux supposément non ciblés. Les mécanismes moléculaires des effets de ces pesticides sont donc peu connus. Le projet Synaptic-Bee (SBp) est la première initiative dédiée à l’analyse in vitro et in vivo d‘un panel de pesticides largement utilisés dans l’agriculture sur l’ensemble des canaux ioniques (i.e. le canalome) du système nerumusculaire l’abeille. Par le clonage et la caractérisation de ces canaux dans des systèmes d‘expression, SBp fournira une image complète au niveau moléculaire de la sensibilité synaptique de l’abeille à ces contaminants ainsi que des outils uniques pour comprendre la toxicité et la sélectivité des pesticides. La simulation numérique de l’activité des canaux ioniques, seuls ou en combinaison avec d’autre canaux, permettra à SBp d’accroître notre connaissance des effets de la modulation des canaux ioniques sur les potentiels d’action, la transmission synaptique et le comportement des abeilles. L’approche choisie dans SBp propose: (1) D’identifier et de cloner tous les canaux ioniques de l’abeille, de caractériser leurs propriétés biophysiques et pharmacologiques et leur sensibilité aux pesticides. De construire pour chacun un modèle numérique grâce auquel l’intoxication pourra être reproduite in silico ; (2) D’évaluer leur profil d’expression dans 4 types cellulaires cruciaux pour la locomotion, le vol et la mémoire olfactive, et donc pour le butinage (neurones des corps pédonculés et de projections du lobe antennaire, et myocytes squelettiques et cardiaques). Utiliser les modèles des canaux présents dans ces types cellulaires pour en reproduire l’excitabilité cellulaire sous la forme de potentiels d’action et de signaux de transmission synaptique ; (3) Comparer des signaux de potentiels d’action et de neurotransmission enregistrés sur ces cellules avec leur contrepartie numérique en conditions contrôle et sous intoxication par un ou plusieurs pesticides dans le but d’identifier le rôle précis de chaque canal dans ces intoxications et les mécanismes d’un éventuel effet cocktail ; (4) Quand cela est possible, construire, par modélisation moléculaire; un modèle structural de chaque canal où les pesticides pourront être dockés, pour en tirer des informations sur les dysfonctions provoquées et sur de potentielles sélectivités croisées entre canaux ou entre espèces (ravageurs versus pollinisateurs) ; (5) Enfin interpréter ces données au regard des effets provoqués par les pesticides sur deux fonctions clé: l’apprentissage et la mémoire olfactifs et la locomotion. SBp, programme sans équivalent à l’heure actuelle, fournira des outils et des informations uniques pour comprendre la toxicité des pesticides chez l’abeille

Listeria monocytogenes est un contaminant alimentaire bactérien provoquant une zoonose dangereuse, la listériose. Les mécanismes de virulence de ce pathogène ont été abondamment étudiés, mais son portage asymptomatique chez l’hôte est peu compris. Nous avons découvert une phase de persistance intracellulaire de Listeria qui pourrait expliquer ce portage. Cette phase s’accompagne d’une transition phénotypique des Listeria, qui entrent dans un état de dormance dans une niche vacuolaire. Les objectifs du projet PERMALI sont de mettre au point des outils et méthodes de détection des Listeria intracellulaires persistantes, et de les utiliser sur des modèles ex vivo et des échantillons cliniques (homme-animal). Les résultats permettront une meilleure connaissance des stratégies adaptatives développées par L. monocytogenes pour nicher, de façon indétectable, chez ses hôtes. Ils génèreront des méthodes diagnostiques et de gestion du risque, permettant de mieux dépister la Listeria.

Salmonella est l’un des agents pathogènes alimentaires les plus répandus dans le monde. Sa pathogénicité réside dans un groupe de gènes formant des îlots de pathogénicité qui lui permettent de survivre et de se répliquer tout au long du cycle infectieux. Les facteurs (par ex. les NAPs) impliqués dans la régulation de l'expression des SPIs et d'autres gènes de virulence sont connus, mais certains mécanismes restent à élucider. Par ailleurs, l’expression des gènes et les NAPs jouent un rôle central dans l’organisation 3D des chromosomes. Cependant, le repliement des chromosomes bactériens n’est pas souvent considéré lorsqu’on étudie l’expression des gènes de virulence. Ici, nous proposons de comprendre les changements de conformation essentiels à l’expression des gènes de virulence au cours de l’infection. Nous visons à comprendre l’organisation du chromosome chez Salmonella et sa dynamique au cours de l’infection pour révéler de nouveaux mécanismes de régulation de la virulence

La maladie du dépérissement chronique (CWD) est une maladie à prions extrêmement contagieuse des cervidés. En l’espace de 15 ans, elle a envahi l’ensemble des Etats-Unis et le Canada. Elle menace à présent l’existence à long terme des populations de cervidés sur ce continent. De nombreuses incertitudes et questionnements existent quant au risque que le CWD peut représenter pour l‘homme (zoonose) et les animaux de rente. Après être restée présumée indemne pendant 30 ans L’Europe, est à présent atteinte par cette maladie à Prion. Alors que le CWD émerge sur notre continent, les objectifs de notre projet sont : • De produire les connaissances nécessaires à l’évaluation des risques pour la santé publique (risque zoonotique) et la santé animale que représente l’émergence du CWD en Europe. • D’identifier des allèles du gène de la protéine prion associés à une plus forte résistance/sensibilité à la maladie dans les populations de cervidés français (lutte génétique contre la maladie).

A ce jour, la dynamique de transmission des Entérobactéries multirésistantes (MDR-E, dont les Entérobactéries productrices de Beta-Lactamase à Spectre Etendu et de Carbapénémases) a été principalement étudiée en milieu hospitalier. Plusieurs études suggèrent cependant que les MDR-E diffusent largement au sein de la communauté par transmission interhumaine. Ce projet multidisciplinaire permettra, en s’appuyant sur des techniques de microbiologie, d’épidémiologie et de modélisation mathématique : 1) d’estimer les taux de transmission des MDR-E d’un cas index aux membres de son propre foyer, et 2) d’identifier les facteurs épidémiologiques et microbiologiques associés à la transmission (caractéristiques génomiques des souches, abondance fécale relative, influence du microbiote). Les connaissances acquises informeront les décideurs et scientifiques sur l’impact de stratégies de contrôle pour maîtriser spécifiquement la diffusion intra-communautaire des micro-organismes multirésistants.

L’observation à l'échelle mésoscopique (taille caractéristique 0.5 mm chez la souris) du cortex cérébral révèle des vagues d’activation suivant des dynamiques spatio-temporelles variées. Ces ondes de dépolarisations neuronales synchrones apparaissent, disparaissent, se réverbèrent et traversent les limites des aires corticales. Bien qu’elles puissent être déclenchées par des entrées sensorielles, la fonction de ces vagues d’activité corticale dans l’intégration sensorielle et au-delà reste mal connue. Nous formulons ici l’hypothèse selon laquelle ces dynamiques pourraient constituer le substrat d'une partie de l’intégration corticale de l'information et des transformations sensori-motrices, indépendamment de l'activité unitaire des neurones qui y participent. Pour tester cette hypothèse, nous utiliserons comme modèle la souris et nous combinerons des outils optogénétiques, d’imagerie optique et électrophysiologiques qui permettent d’enregistrer et de perturber simultanément les circuits corticaux à l'échelle mésoscopique alors que la souris, maintenue par la tête, est impliquée dans une tâche de conditionnement opérant. Cette approche boucle fermée nous permettra d'interroger de manière causale le rôle fonctionnel des activations à l’échelle mésoscopique qui se propagent à la surface du cortex cérébral. Tout d'abord, nous cherchons à caractériser l’impact sur les performances comportementales de l’organisation des entrées sensorielles corticales à l’échelle mésoscopique. En effet, nos données récentes montrent que les souris ne sont capables d’apprendre une tâche de contrôle guidée par des photoactivations patternées de la channelrohdopsine dans le cortex somatosensoriel primaire (S1) que si ce retour sensoriel artificiel adhère de façon biomimétique à l’organisation cartographique de cette zone. Notre premier but sera d'explorer la contribution des différentes couches corticales à ce phénomène. Pour cela nous utiliserons des souris double- et triple-transgéniques qui limiteront l’expression de la Channelrhodopsine — et donc le retour sensoriel de la tâche — à la couche 2/3, ou au contraire à la couche 4 (couche d’entrée dans S1). Notre second but sera de mieux caractériser la capacité spécifique des souris à extraire l’information à partir de stimulations structurées à l’échelle mésoscopique. Pour cela, nous entrainerons des souris transgéniques à une tâche de choix forcé, au cours de laquelle elles devront discriminer entre des photostimulations délivrées dans S1 qui diffèrent par leur organisation spatiale, soit à une échelle critique de 500 µm, soit à une échelle 10 fois plus petite. Notre hypothèse est que, du fait de la propagation latérale de l’activité à la surface corticale, seules les propriétés mésoscopiques pourront être efficacement discriminées par les souris. Enfin, notre troisième objectif sera d’établir si, au-delà de son rôle potentiel dans l'intégration sensorielle, l’activité corticale à l’échelle mésoscopique peut être contrôlée volontairement par les souris afin de résoudre une tâche. Pour cela, nous acquerrons via imagerie à haute fréquence les vagues d’activité corticale à l'échelle mésoscopique, et nous extrairons en temps réel leur position et orientation. Nous pourrons ainsi tester si des souris peuvent être entraînées à piloter directement des vagues corticales afin d’obtenir une récompense. Notre programme de recherche participera à mieux comprendre le rôle fonctionnel des dynamiques mésoscopiques de l'activité corticale dans le transfert et le traitement de l'information. Au-delà de cette contribution, qui sera d'un grand intérêt pour la communauté des neurosciences, ces travaux permettront également une meilleure compréhension des mécanismes en jeu dans les interfaces cerveau-machine actuelles basées sur l'électroencéphalographie, et ce faisant ouvriront de nouvelles perspectives pour le développement d'interfaces plus efficaces.

Les environnements visuels naturels dans lesquels nous avons évolué ont façonné et contraint les mécanismes neuronaux de la vision. Des progrès rapides ont été réalisés ces dernières années pour comprendre comment la rétine et le cortex visuel sont spécifiquement adaptés au traitement des scènes naturelles. Cependant, les études de cette tradition de recherche ont principalement porté sur le traitement d'images naturelles dans le domaine spatial. Bien que le traitement des propriétés temporelles des stimuli visuels soit tout aussi important que les propriétés spatiales, les stimuli avec une dynamique temporelle naturaliste valide n'ont pas été suffisamment étudiés. Bien que les objets et les créatures que nous observons subissent une variété de mouvements intrinsèques, les mouvements de la rétine sont probablement les mouvements d'image les plus fréquents en raison de nos propres mouvements oculaires: en vision libre chez l'homme, les saccades oculaires se produisent environ trois fois par seconde, déplaçant l'image rétinienne à des vitesses de 100 à 500 degrés d'angle visuel par seconde. Comment ces décalages très rapides sont supprimés, conduisant à des représentations claires, précises et stables de la scène visuelle est un problème fondamental non résolu en neuroscience visuelle connu sous le nom de suppression saccadique. Une des raisons pour lesquelles ce problème est difficile est d'ordre technologique: pour progresser, nous devons simuler visuellement ces déplacements rétiniens rapides, mais les écrans d'ordinateur ont été trop lents pour produire des simulations adéquates. Dans ce projet, nous proposons une convergence unique entre la neurophysiologie, la modélisation et la psychophysique, aidée par les récents développements technologiques. Certains des partenaires ont été à l'avant-garde des récents développements qui ont permis de réaliser que les stimuli en mouvement entraînent des vagues d'activité dans le cortex visuel primaire, se propageant à des vitesses similaires à celles produites par les saccades. D'autres partenaires ont développé des modèles détaillés de la rétine et du cortex visuel primaire basés sur des enregistrements multi-électrodes de la rétine et l'imagerie optique du cortex qui ont pu tenir compte de ces phénomènes ondulatoires. Enfin, un autre partenaire a récemment fait des observations psychophysiques - aidées par de nouveaux écrans informatiques ultrarapides qui nous permettent de simuler de manière réaliste la dynamique saccadique sur une rétine statique - qui montrent comment la dynamique de l'image seule peut rendre compte des phénomènes de suppression saccadique. L'hypothèse principale que nous allons tester dans ce projet est que les ondes corticales, entraînées par des connexions horizontales, sont le substrat physiologique de ces phénomènes de suppression. Si cette hypothèse est vraie, nous aurons résolu le problème séculaire de la stabilité de la vision en dépit des mouvements oculaires, en invoquant des mécanismes physiologiques élégants et bien documentés. Nous prévoyons que la convergence de ces trois courants et méthodologies de recherche conduira à des progrès rapides dans la compréhension de l'adaptation du système visuel à la dynamique naturaliste. Les observations psychophysiques fourniront de nouvelles pistes et cibles pour la neurophysiologie et la modélisation, qui à leur tour peuvent fournir des explications neuronales détaillées pour la psychophysique. Nous prédisons que les architectures neuronales qui ont été découvertes dans la rétine et le cortex visuel primaire se révéleront les plus efficaces lors du traitement de stimuli naturalistes et rapides qui surviennent à la suite de mouvements oculaires.

Durant notre vie, nous exécutons des tâches exigeant une motricité fine acquises par la pratique, comme faire du vélo, jouer de la guitare ou même parler. La parole repose sur un apprentissage sensorimoteur au cours duquel un bébé découvre les actions à exécuter pour dire un nouveau mot par exploration motrice et perception de ses propres actions. Les ganglions de la base (BG) pourraient permettre la détection des erreurs et ainsi guider cet apprentissage par essais/erreurs. Les BG contrôlent les adaptations comportementales qui seraient ensuite lentement incorporées dans les réseaux corticaux prémoteurs en aval, notamment grâce à la boucle cortico-sous-corticale des BG. Ici, nous supposons que la stabilisation corticale opérée par les BG se produit pendant le sommeil par l’implication de processus actifs, telle qu’une coordination d’ensembles neuronaux du réseau BG-cortical, celle-ci étant un substrat neurophysiologique possible pour l’imprégnation à long terme de tâches motrices récemment acquises. Pour comprendre la dynamique du réseau BG-cortical pendant l'apprentissage moteur et l'impact du sommeil sur celle-ci, nous étudions l'acquisition du chant chez l'oiseau chanteur. C’est une forme naturelle d'apprentissage sensorimoteur similaire à l'acquisition de la parole humaine et au cours duquel un oisillon apprend à imiter le chant d’un adulte (un tuteur). Les oiseaux chanteurs possèdent un réseau de noyaux cérébraux dédiés au chant, dont une boucle BG-thalamo-corticale, et qui partage des analogies avec les aires cérébrales impliquées dans le langage humain. Le sommeil de ces oiseaux présente de plus des caractéristiques semblables à celui des mammifères et semble jouer un rôle important dans l'apprentissage du chant. Les oiseaux chanteurs sont donc un modèle particulièrement adapté pour comprendre les bases neurobiologiques de l'apprentissage moteur et le rôle du sommeil. Nous émettons l'hypothèse que le sommeil joue un rôle essentiel dans la réorganisation dynamique du réseau BG-cortical et la consolidation du chant. Nous supposons que des événements durant l'apprentissage (chants produits par le jeune, exposition aux chants du tuteur) ont un impact sur l'activité hors ligne (phases de sommeil et/ou de repos) dans le réseau BG-cortical. L'activité hors ligne, sous forme d’ondes lentes synchronisées, d’oscillations à haute fréquence ou de réactivation de bouffées de potentiels d’action dans l'ensemble du réseau, pourrait consolider l'adaptation des chants par les BG dans les noyaux prémoteurs. On s'attend donc à d’importants changements de coordination d'activité dans les assemblées neuronales du réseau BG-cortical pendant l'apprentissage. Nous réaliserons des expériences longitudinales, en analysant les changements quotidiens de dynamiques dans le réseau BG-cortex au niveau neuronal et en les mettant en relation avec les paramètres acoustiques et les performances d'apprentissage du chant. Nous effectuerons des enregistrements extracellulaires simultanés à grande échelle des BG et noyaux corticaux. Nous mènerons des expériences pour établir des relations de cause à effet entre les périodes d'activité des BG et les performances d'apprentissage du chant en perturbant de façon chronique les oscillations à haute fréquence chez des oiseaux endormis et en évaluant leur impact sur l'apprentissage du chant. Nous révélerons ainsi comment la synchronisation pendant le sommeil entre différentes aires cérébrales impliquées dans l'apprentissage sensorimoteur sous-tend la consolidation de l'apprentissage des tâches motrices. La recherche proposée se situe à l'interface entre des questions fondamentales pertinentes pour la compréhension des processus neurobiologiques liés au sommeil et mis en jeu lors d’apprentissage moteur complexe et des questions pathologiques pour l'évaluation de l'impact, tant au niveau neuronal que comportemental, d’une altération de ces processus.

Le cervelet est une région cérébrale historiquement connue pour son rôle moteur. Cependant les données cliniques et expérimentales convergent vers l’idée que cette structure intervient également dans certaines fonctions cognitives et émotionnelles. Le cervelet a une organisation anatomique particulière, le subdivisant en 10 lobules distincts qui sont anatomiquement connectés, via les noyaux profonds, à de nombreuses régions corticales motrices et non motrices tels que les cortex moteur et préfrontal, la VTA et l’hippocampe, expliquant ainsi son influence à la fois motrice et cognitive. Au-delà de cette organisation lobulaire, il existe au sein de chaque lobule des clusters de cellules de Purkinje (CP) activées de manière synchrone et formant ainsi des microdomaines fonctionnels. Ainsi, la participation du cervelet à des fonctions motrices et cognitives s’effectue de manière adaptée au contexte et reposerait sur l’activation sélective de microdomaines particuliers. De manière intéressante, les études modélisant ce fonctionnement modulaire par microdomaines suggèrent que les afférences monoaminergiques du cervelet pourraient sous-tendre de telles activations sélectives et épisodiques. Cependant, ces afférences ne présentant pas de structure synaptique bien définie et présentant un mode de transmission volumique, il est peu probable que leurs activations seules permettent de définir des microdomaines fonctionnels avec exactitude. Le cortex cérébelleux présente une forme unique de cellule astrogliale, les cellules de Bergmann (CB), en forte interactions avec les CP, seule sortie neuronale du cortex cérébelleux. Les CB représentent un type cellulaire majeur du cervelet, et sont connues pour leurs rôles dans le support métabolique et le maintien des homéostasies ioniques et hydriques. De plus, il a été démontré qu’outre ces fonctions de support, les CB sont capables de contrôler l’efficacité des entrées synaptiques glutamatergiques sur les PC. Nos données montrent que les CB expriment le transporteur vésiculaire de monoamine VMAT2 et le transporteur de monoamine (dopamine et noradrénaline) DAT, atypiques dans les astrocytes. Notre hypothèse est donc que via cette propriété unique, le réseau dense de CB module finement l’homéostasie monoaminergique et contrôle ainsi la précision de recrutement de microdomaines appropriés permettant une implication du cervelet adaptée au contexte. Nous examinerons donc la contribution des CB dans la modulation monoaminergique des CP et ses conséquences sur les processus moteurs et cognitifs. Pour se faire, notre projet implique 4 équipes ayant des expertises complémentaires : l’Equipe 1, CNRS/Université Paris 6, Cervelet Navigation et Mémoire, pionnière de tests comportementaux de la fonction cognitive du cervelet auxquelles elle associe des enregistrements électrophysiologiques pendant le comportement ; l’Equipe 2, CNRS/Université Paris-Saclay, NeuroPSI,Astrocytes et Cognition, expert des interactions neurogliales dans le cervelet et des modulations monoaminergiques astrocytaires; l’Equipe 3, Inserm, Institut de Génétique Fonctionnelle Montpellier, Circuits Neuronaux et Transduction du Signal, hautement spécialisée dans l’analyse moléculaire de la signalisation dopaminergique et dans le développement des approches Ribotag permettant d’isoler les ARNm gliaux ; enfin l’équipe 4, CNRS/Université Paris-Saclay, Laboratoire de Neuropharmacologie, apporte son expertise à la fois dans les aspects neuropharmacologiques du comportement et dans l’imagerie calcique sur animal libre de ses mouvements. L’alliance de ces 4 équipes permettra de 1/ identifier quels protagonistes monomaminergiques sont exprimés dans les CB et leurs influences sur les niveaux extracellulaires de monoamines, 2/caractériser le rôle des CB dans la plasticité des circuits neuronaux du cortex cérébelleux et 3/ déterminer le rôle des CB dans des fonctions cognitives et dans le recrutement de microdomaines fonctionnels associés.

La spectroscopie est une technique largement utilisée pour identifier les molécules grâce à leurs longueurs d'onde d'absorption, qui, chacune associée à une largeur de raie donnée, constituent une empreinte unique et reconnaissable des molécules. Le signal d'absorption peut être amélioré si les molécules sont placées près d'une surface métallique ou d'une nanostructure résonante qui augmente localement le champ électrique d'éclairage, une technique connue sous le nom de Surface Enhanced InfraRed Absorption (SEIRA). Toutefois, il existe encore plusieurs inconvénients qui entravent son utilisation pratique : 1) l'augmentation de l'absorption infrarouge reste encore faible. 2) L'amélioration est obtenue sur une bande passante limitée et ne cible pas toutes les bandes d'absorption du résonateur. 3) Ces démonstrations reposent sur un spectromètre infrarouge à la fois encombrant et coûteux. Le projet Dartagnan vise à relever ces défis en introduisant d'abord l'utilisation d'un nanorésonateur optique, basé sur une géométrie simplifiée du résonateur optique de Helmholtz. Il est simple à concevoir, et lorsque les molécules ciblées sont prises en compte dans son optimisation, leur absorption infrarouge caractéristique est améliorée de plusieurs ordres de grandeur sur une large gamme spectrale. Ensuite, un ensemble de résonateurs de géométries diverses peut être utilisé comme système matriciel fonctionnant en émission thermique ou en transmission avec un éclairage filtré dont la signature capturée par un imageur IR à faible coût permet l'identification des molécules par comparaison avec une base de données. Ce système matriciel joue le rôle d'un spectromètre simplifié, bien que ses performances soient dégradées, il permettra d'obtenir un capteur autonome et peu coûteux. Le projet Dartagnan est divisé en deux phases. Tout d'abord, la démonstration du signal SEIRA de haute sensibilité dans la gamme 5-12 µm sur diverses molécules intervenant soit dans la dégradation des explosifs et des stupéfiants, soit comme réactifs dans leur fabrication. Dans la seconde partie du projet, l'objectif est de développer une preuve de concept de capteur optique capable d'identifier les molécules d'explosifs et de narcotiques et de les distinguer sélectivement les unes des autres, ainsi que de molécules tierces, grâce à leur signature infrarouge, et qui soit en même temps simple à mettre en œuvre et à déployer (coût, compacité, portabilité, consommation d'énergie). Les nanorésonateurs développés dans la première phase, couplés à un détecteur infrarouge matriciel, constitueront la partie principale du dispositif de détection qui fournira des informations spectrales sur un nombre limité de longueurs d'onde. Le capteur matriciel développé au cours du projet aura une sensibilité de l'ordre du picogramme, avec la capacité de distinguer plusieurs familles de molécules et avec un faible taux de fausses alertes. Les critères de réussite du projet DARTAGNAN sont les suivants : 1) Démonstration expérimentale d'un résonateur de Helmholtz non polarisé en transmission (T>80% à la résonance). 2) Démonstration expérimentale d'une augmentation de l'absorptivité (signal SEIRA) supérieure à 0,8 sur un résonateur unique. 3) Détection sensible de moins de 10 picogrammes de molécules sur un seul résonateur. 4) Preuve de concept du capteur (TRL 4) avec une détection sensible de 1 nanogramme de molécules, et une détection sélective de 10 molécules différentes. Le développement de ce capteur, capable d'identifier des molécules chimiques grâce à leur signature infrarouge, a de nombreuses applications qui vont bien au-delà des applications aux menaces NRBC-E et de la lutte contre la criminalité : biologie, détection des intoxications alimentaires, médecine, surveillance de la pollution. À terme, le projet ouvrira la voie à un transfert de technologie du capteur optique développé.

Omniprésents dans notre quotidien, les systèmes mobiles et les objets connectés sont les cibles de nombreuses attaques. En particulier, les attaques par canaux auxiliaires basés sur l'observation du champ électromagnétique ou la consommation, sont extrêmement dangereuses car quasi-impossible à détecter. De plus, on constate que les systèmes endurcis pour faire face à ces attaques restent vulnérables à cause des effets de la micro-architecture qui sont mal connus et complexes à modéliser. Le projet IDROMEL propose de concevoir de manière ascendante un ensemble de méthodes et outils pour la conception de systèmes mieux sécurisés. Ainsi, à partir de méthodes de caractérisation et de modèles adéquats de la micro-architecture, IDROMEL propose de mettre au point des outils d’analyse de sécurité par simulation et par vérification formelle, une sécurisation automatisée à la compilation ainsi que des protections matérielles permettant une sécurisation logicielle plus légère.

Afin d’évaluer le niveau de sécurité des composants utilisés dans les cartes à puces ou passeports en conservant toujours leur avance sur les fraudeurs, les ingénieurs et chercheurs sont en recherche constante de nouvelles techniques d’attaques. Récemment, les chercheurs du CESTI-LETI ont exploré une nouvelle approche pour perturber des circuits électroniques avec un faisceau de rayons X nano-focalisé au synchrotron. Ils ont montré qu'il est possible d'effacer l’information contenue dans une cellule mémoire unique de type Flash de technologie 350nm ou SRAM de technologie 45nm. L’objectif de ce projet est de démontrer la pertinence des attaques de circuits intégrés par rayons X sur des technologies plus avancées soit en utilisant un rayonnement synchrotron soit avec des moyens d’attaques plus accessibles tels que des sources de rayons X de laboratoire (CESTI, LSOSP et le SIMAP). La simulation et la modélisation des mécanismes mis en œuvre (à TIMA et ONERA) permettront dans le cadre de ce projet le développement des contre-mesures logicielles et matérielles adéquates qui seront testées expérimentalement. Ces nouvelles méthodes d'attaques pourront peut-être un jour faire partie du schéma de certification Critères Communs pour les composants utilisés dans le domaine de la cybersécurité.

Le but principal du projet est l'application de techniques d'équations aux dérivées partielles, d'analyse microlocale et de théorie de la diffusion à l'étude de la matière quantique en interaction avec la géométrie d'espace-temps. La dernière décennie a vu des progrès spectaculaires dans la description mathématique des phénomènes en physique relativiste. Cependant, l'un des grands défis qui persiste est de comprendre comment la présence de la matière quantique modifie les équations d'Einstein (et donc la géométrie), et comment la dynamique des espace-temps induit des effets quantiques. Le programme sera d'explorer des sujets tels que la théorie de la diffusion des champs de jauge, la quantification de la gravité linéarisée ainsi que les problèmes de renormalisation en relation avec les EDP et la géométrie lorentzienne, avec l'objectif final d'établir une formulation rigoureuse des théories où les degrés de liberté quantiques interagissent avec la gravité.

Le but de ce projet est de développer une théorie pluripotentielle parabolique inspirée du programme des modèles minimaux (MMP) dont le but est la classification des variétés projectives. Suite à un travail célèbre de Birkar-Cascini-Hacon-Mckernan montrant l'existence de modèles minimaux pour les variétés de type général, Song et Tian ont proposé une approche analytique analogue utilisant le flot de Kaehler-Ricci. Les modèles en question étant nécessairement singuliers, la construction de solutions faibles au flot de Monge-Ampère s'impose. Les premiers éléments d'une théorie pluripotentielle parabolique ont été élaborés par Guedj-Lu-Zeriahi et permettent de traiter le cas des singularités kawamata log terminales. Dans ce projet on cherche à développer plus avant cette théorie en l'étendant au cas des singularités plus générales rencontrées dans le MMP, et en étudiant la convergence géométrique des flots de Monge-Ampère.

En géométrie complexe, on distingue trois grandes classes de variétés selon le signe du fibré canonique. Parmi celles à fibré canonique trivial, les variétés hyperkählériennes sont les moins bien comprises, notamment faute d'exemples. Cependant, des liens subtils ont été découverts avec certaines variétés de Fano, dont la géométrie est plus accessible. L'objectif du projet est d'approfondir ces liens. Au niveau géométrique, via l'étude des variétés de Fano de type K3 : on espère leur associer des variétés hyperkählériennes construites comme espaces de cycles, ou comme espaces de modules d'objets dans la catégorie dérivée. Au niveau catégorique : la catégorie dérivée d'une variété de Fano contient parfois une sous-catégorie semblable à celle d'une variété hyperkählérienne. Au niveau des cycles algébriques : les anneaux de Chow des variétés hyperkählériennes devraient posséder de remarquables propriétés, que nous souhaitons mieux comprendre via les variétés de Fano associées.

La prévision est une tâche majeure des statistiques dans de nombreux domaines d'application. Elle prend souvent la forme d'une prévision probabiliste où la distribution dite prédictive représente l'incertitude des résultats futurs compte tenu des informations disponibles aujourd'hui. La prévision de la répartition des événements rares et extrêmes, par exemple les risques environnementaux tels que les inondations ou les vagues de chaleur, qui peut avoir des conséquences socio-économiques majeures mais pour lesquelles les prévisions actuelles sont souvent inexactes et insatisfaisantes, est particulièrement intéressante. En météorologie et prévisions météorologiques, les modèles de prévision numérique du temps actuels sont plutôt satisfaisant pour les événements météorologiques non extrêmes mais échouent souvent à fournir des prévisions précises sur les événements météorologiques extrêmes. L'un des objectifs est de proposer de nouvelles méthodes statistiques de post-traitement qui sont adaptées à la sortie des modèles de prévision numérique utilisés en météorologie afin d'améliorer la prévision des conditions météorologiques extrêmes. Une méthode basée sur les arbres comme la forêt aléatoire généralisée pour les extrêmes sera développée. Les ensembles de données nécessaires à l'élaboration et à la validation des nouvelles méthodes proposées seront fournis par le Centre National de Recherche Météorologique (CNRM). Dans les prévisions de consommation d'énergie et d'électricité, l'équilibre entre la production et la demande est une préoccupation majeure et la prévision de la demande et surtout de ses pics est cruciale. Electricité de France (EDF) a développé une forte expertise où un outil clé est la possibilité de combiner différents modèles pour améliorer la prédiction. L'agrégation d'experts est une autre direction principale du projet T-REX avec un accent sur les experts spécialisés qui se concentrent sur les régimes extrêmes. EDF fournira des ensembles de données pertinents pour les prévisions de consommation d'électricité. La théorie des valeurs extrêmes fournit un cadre théorique pour l'évaluation des risques et l'estimation mathématiquement justifiée des probabilités d'événements rares. Le projet T-REX est ancré dans cette théorie et tissera des liens entre différents domaines de recherche pour améliorer les prévisions probabilistes des extrêmes pour les systèmes complexes et de grande dimension.

Le projet "Symétries et espaces de modules en géométrie algébrique et physique" (SMAGP) est un projet de recherche interdisciplinaire entre la géométrie algébrique, la théorie des formes automorphes et la physique théorique. L'objectif principal du projet est la description des propriétés géométriques, algébriques et arithmétiques des espaces de modules d'objets géométriques ou physiques liés par la présence de même type de symétrie. Notre étude passera par la découverte de symétries cachées et par l'exploitation de l'interaction entre la géométrie et la physique. Les symétries peuvent se manifester de différentes manières. Il peut s'agir d'un groupe d'automorphismes d'une variété préservant une certaine structure, par exemple, un groupe d'automorphismes symplectiques, ou le groupe de monodromie d'un espace de modules, ou le groupe des symétries d'un système intégrable. En physique théoriques, il peut s'agir, par exemple du groupe de transformations d'une fonction de partition dans une théorie quantique des champs. Tous ces groupes apparaissent dans la théorie des formes automorphes comme groupes modulaires ou paraboliques, ou comme leurs sous-groupes d'indice fini, bien que la preuve d'une telle réalisation puisse être totalement non triviale. Le projet comprend trois classes d'objets issus des trois domaines susmentionnés: (a) variétés spéciales à des symétries prescrites en géométrie algébrique, (b) réseaux indéfinis et formes automorphes associées, et (c) théories quantiques des champs, cordes, systèmes intégrables et intégrales de Feynman en physique. Les trois domaines sont interconnectées de plusieurs manières. Premièrement, les espaces de modules d'objets en (a) et (c) sont en même temps des quotients arithmétiques associés à des réseaux indéfinis en (b). Deuxièmement, les objets les plus intéressants de (c) sont construits à l'aide de la géométrie algébrique - en tant que variétés algébriques avec des structures supplémentaires. Troisièmement, les symétries entre les objets physiques de (c) se traduisent par des correspondances entre les espaces de modules de (b) ou par des automorphismes spéciaux agissant sur des variétés algébriques de (a). Une manifestation spectaculaire de cette correspondance est la symétrie miroir. Les variétés concernées en (a) comprennent les surfaces K3, abeliennes, d'Enriques ou de Del Pezzo, les espaces de modules de faisceaux, ainsi que les variétés hyperkähleriennes, irréductibles symplectiques, variétés de Calabi–Yau et de Fano. Les espaces de modules associés à ces variétés sont des quotients arithmétiques de la boule complexe ou de domaines symétriques de Siegel. Certains de ces quotients sont des espaces de modules de théories quantiques de champs ou des espaces des paramètres de certains types de systèmes intégrables. D'autres qui n'ont toujours pas d'interprétation claire comme espaces de modules peuvent être considérés comme attendant la découverte d'une telle interprétation. Cela justifie l'intérêt que suscitent de tels quotients. Les formes automorphes apparaissent également dans la description des amplitudes de diffusion de cordes, ce qui les relie avec l'outil classique d'étude des amplitudes de diffusion, les intégrales de Feynman. Du point de vue de la géométrie algébrique, les intégrales de Feynman sont des périodes de variétés algébriques avec des propriétés géométriques, algébriques et arithmétiques très riches que l'on étudie avec des outils très divers comme formes automorphes, variations de structures de Hodge mixtes et la théorie des motifs. Le projet SMAGP vise à concentrer les efforts de chercheurs ayant des perspectives différentes sur ces objets à l'interface des trois domaines - géométrie algébrique, formes automorphes et physique théorique - ce qui ouvrira de nouvelles voies de recherche et de nouveaux points de vue. La recherche proposée aura un impact fondamental et débouchera sur des progrès significatifs dans ce domaine interdisciplinaire.

La dynamique d'aimantation à l'échelle du temps électronique (femtoseconde et picoseconde) reste un domaine de recherche intense vingt ans après les premières études novatrices. Les efforts visant à comprendre et à contrôler ces dynamiques sont non seulement d’un intérêt fondamental, mais également technologiques: de grandes entreprises telles que Seagate investissent massivement dans la R&D afin de développer des dispositifs de stockage de données basés sur les effets magnéto-optiques et des technologies utilisant des lasers ultra-rapides dans le but d'optimiser les technologies actuelles pour des fréquences de travail de l'ordre du GHz. Dans ce contexte, le développement d’une métrologie capable d’accéder à la structure de spin dans des matériaux magnétiques avec une résolution spatiale nanométrique aux fréquences du GHz est d’une importance stratégique primordiale.

La (photo)électrolyse est un moyen pour produire de l’hydrogène ou réduire le CO2. Dans ce dispositif, la réaction chimique se produit à l’interface entre l’électrode et l’électrolyte. Pour améliorer les performances il est nécessaire de caractériser cette interface en conditions réelles. Dans le projet OPTYMAL nous développerons trois spectroscopies complémentaires pour étudier in situ ou operando la réactivité d’électrodes solides avec un électrolyte aqueux pour différentes conditions expérimentales (pH, lumière, champ électrique, champ magnétique, taux de CO2 dissous…). Ainsi nous pourrons caractériser la structure électronique et la structure cristallographique de l’électrode pour les différents stades d’exposition à l’électrolyte: surface post mortem, surface avec l’électrolyte et surface operando. Les résultats expérimentaux seront comparés à des calculs théoriques de façon à proposer une description fine de l’interface liquide/solide à l’échelle moléculaire.

Le rayonnement électromagnétique aux fréquences moyen-infrarouge (MIR) et térahertz (THz) (0,1 à 100 THz) adresse une grande variété d'interactions lumière-matière. Cependant, la diffraction limite la résolution spatiale des microscopes classiques en champ lointain à la moitié de la longueur d'onde du rayonnement, typiquement 1 µm à 1 mm pour les longueurs d'onde THz. Dans ce contexte, la proposition HYPSTER vise à instrumenter au-delà des limites en proposant un nouveau microscope optique en champ proche. Cet outil intégrera i-une nouvelle technologie de sondes microsystèmes (MEMS) et ii-une chaîne de signal avec une source synchrotron à large bande et une sensibilité en détection améliorée d’un ordre de grandeur (méthode de détection électro-optique). Dans le cadre de la recherche sur les nanomatériaux liée aux défis de la spintronique moderne (mémoires ultra dense set ultra rapides), les avancées instrumentales seront appliquées à la physique de couches minces antiferromagnétiques.

La physique des spin-vallées dans monocouches de dichalcogénures de métaux de transition (TMD) a suscité l’attention en raison de son éventuelle application. Dans les TMD deux vallées distinct existent, ou des excitations peuvent être créées par un laser et peuvent être suffisamment estables pour être manipulées. Le rôle des défauts atomiques et du confinement dans la décroissance de l'excitation fait l'objet de débats. La compréhension de la désintégration est limitée de résolution spatiale des techniques optiques. SpinE comblera cette lacune en concevant de nouvelles approches de spectroscopie associant des techniques d'électrons et de photons dans un microscope électronique. Les impulsions laser seront utilisées pour créer des états excités qui seront détectés par spectroscopie électronique à résolue temporellement. La résolution atomique du microscope électronique permettra d'étudier le rôle des défauts, des interfaces et du confinement dans la décroissance de l'excitation.

L'une des alternatives prometteuses pouvant substituer les ressources fossiles est l'utilisation des huiles microbiennes. Parmi les stratégies pouvant réduire leurs coût de production, on peut citer l’ingénierie d’acides gras à haute valeur ajoutée, la fermentation sur un substrat bon marché, et la transformation des huiles en produits de plus haute valeur ajoutée. Dans ce contexte, le projet YaLiOl vise à proposer une nouvelle voie en oléochimie à base d’acides gras à chaîne impaire (AGCI) produits par la levure Yarrowia lipolytica. Les objectifs de ce projet consistent en 1) l’ingénierie de Y. lipolytica pour la production d’AGCI, 2) la mise au point d’un milieu de fermentation basé sur la mélasse de betterave à sucre, et 3) la récupération des AGCI, leur caractérisation et leur transformation en dérivés oléochimiques comme modificateurs de viscosité de lubrifiants et pour le stockage de l’énergie thermique. La production à l'échelle pilote d'huile et d’esters d’acides gras impairs contribueront à compléter l'étude financière.

Il est vital d'identifier de nouveaux médicaments pour faire face aux agents pathogènes résistants aux antibiotiques actuels. Les microalgues sont des organismes eucaryotes valorisables pour la production de composés d’intérêt, en particulier pour l’alimentation humaine ou animale. Elles sont traditionnellement cultivées en suspension dans des photobioréacteurs ou des raceways. Pour améliorer leur productivité et réduire les coûts environnementaux, une approche innovante, qui consiste à les cultiver dans un biofilm attaché à un support en mouvement, a été brevetée par trois des partenaires du projet. La start-up Inalve, née de cette technologie, a remporté plusieurs prix. Un biofilm est un assemblage de microorganismes insérés dans une matrice de polymères extracellulaires excrétés. Étonnamment, la plupart des espèces testées par Inalve sont capables de former des biofilms très résistants à la contamination biologique. Même en ajoutant du glucose, le rapport bactéries/microalgues reste faible, ce qui suggère que certains des composés libérés par les microalgues (et/ou les bactéries natives associées au biofilm) sont capables d'inhiber les envahisseurs et de jouer un rôle significatif dans la résilience et la stabilité du biofilm. Ces composés sont connus pour atteindre des concentrations telles qu’elles peuvent aussi impacter les micro-organismes planctoniques au voisinage du biofilm. Une vaste famille de substances allélopathiques a déjà été identifiée, lesquelles possèdent des bio-activités uniques à très fort potentiel en santé animale et humaine. Le premier objectif de ce projet est de valider notre hypothèse de résistance associée à la production de substances allélopathiques. Le second est de caractériser et de produire ces nouveaux bio-composés valorisables pour la santé humaine et animale. Nos cibles principales sont les antibiotiques, mais d'autres activités seront testées, en particulier antivirales. La découverte de ces molécules naturelles aura un impact considérable en termes de valorisation, notamment sur la protection des poissons et des crustacés d’aquaculture (principal marché d'Inalve), et en pharmacologie grâce à la découverte d’antibiotiques et de composés antiviraux. Photobiofilm Explorer est organisé en six volets techniques. Des biofilms de quatre espèces de microalgues marines à fort potentiel de production de composés allélochimiques seront cultivés et étudiés en même temps que leur phycosphère bactérienne. Le WP1 se focalisera sur l’effet de stress azotés sur la production de composés bioactifs. Le WP2 examinera le rôle des bactéries associées aux microalgues. Des outils de microscopie seront développés dans le WP3 pour évaluer la structure 3D des biofilms et leur relation avec la production de composés allélopathiques. L'activité antimicrobienne, la concentration et la nature des molécules allélochimiques seront étudiées dans le WP4 conjointement à un large screening de virus et de bactéries pathogènes pour l’homme et le poisson, inhibés par ces molécules. Les conditions favorisant la production allélochimique, une fois optimisées à l’aide des outils de simulation du WP5, seront testées avec les procédés pilotes d'Inalve dans le WP6. Le consortium réunit des équipes reconnues pour leurs expertises: interactions algue-bactérie (MARBEC), physiologie des microalgues (LOV), caractérisation 3D multi-spécifique des biofilms (INRAE & CS), modélisation mathématique (INRIA & CS), ingénierie des bioprocédés (CS), culture industrielle de biofilms (Inalve). Les acteurs ont déjà efficacement collaboré entre eux avec de nombreuses réussites. Le projet est coordonné par O. Bernard, spécialiste mondialement reconnu des microalgues et de l'optimisation des bioprocédés, avec une solide expérience de la coordination de projets.

La diversité moléculaire des alcaloïdes repose sur une machinerie enzymatique complexe amenant la formation de structures uniques, responsables de propriétés pharmacologiques spécifiques. Depuis quelques années et en particulier durant cette période, l’utilisation médicamenteuse de ces alcaloïdes est sérieusement affectée par des limites d’approvisionnement causées par leur faible synthèse in planta et par la surexploitation des ressources naturelles dont ils sont issus. Elucider les voies de biosynthèse correspondantes pourrait apporter des solutions en permettant le transfert de ces voies dans des organismes hétérologues pour un approvisionnement alternatif d’alcaloïdes d’intérêts par ingénierie métabolique. A l’heure où les principales voies de biosynthèse ont été identifiées, il apparaît indispensable de se concentrer maintenant sur les réactions plus originales assurant la formation d’alcaloïdes moins emblématiques mais dont le potentiel reste important. MIACYC propose ainsi de développer une procédure efficace d’élucidation de voies via l’identification des enzymes impliquées dans une cyclisation atypique de trois alcaloïdes majeurs (pléiocarpamine, vincamine et strychnine) puis d’assurer leur synthèse en levure et à terme celle de leur dérivés. Cette procédure d’élucidation originale repose sur la combinaison d’approches d’étude à l’échelle « single cell » de l’accumulation des alcaloïdes et des transcrits spécifiquement exprimés dans chaque type cellulaire pour tirer profit des compartimentations spatiales spécifiques existantes chez les plantes accumulatrices d’alcaloïdes et en particulier Alstonia sp. Le transfert en levures des gènes ainsi identifiés par CRISPR/Cas9 au niveau de hot-spots du génome permettra la création de « cellules usines » facilement cultivables pour la production d’alcaloïdes en bioréacteurs. Enfin, enrichir et combiner le panel d’enzymes de synthèse permettra de synthétiser de nouveaux composés aux propriétés variées.

Dans ce projet, nous étudierons un nouveau concept en catalyse hétérogène basé sur des structures « core-shell » où la phase active (nanoparticules métalliques) est recouverte d'un oxyde qui sert de support. Ce système contraste fortement avec la plupart des matériaux typiquement étudiés. Nos résultats préliminaires soulignent que les catalyseurs de type TiO2@Au@SiO2 montrent des performances supérieures en production d'hydrogène par photocatalyse (activité 10 fois supérieure) et en oxydation sélective du furfural (3 fois supérieure). INGENCat a pour objectif de fournir une compréhension fondamentale et d'identifier les sites actifs correspondants. Notre ambition est de résoudre le mystère qui entoure l'activité catalytique de ces catalyseurs par rapport aux matériaux classiques supportés. Nous avons également l'intention d’élucider leurs propriétés polyvalentes en photocatalyse et en oxydation sélective du furfural. L'analyse DFT de ces matériaux sera également effectuée.

Le projet ANISOFILM vise à développer un procédé d’ultrafiltration tangentielle combiné à la réticulation sous rayonnement ultraviolet (UV) afin de produire des films composites cellulosiques innovants avec des textures anisotropes contrôlées allant des échelles nanométriques à micrométriques. Bien que les nanocelluloses aient un potentiel élevé en tant que briques élémentaires dans les composites biosourcés, il demeure difficile d'atteindre une performance optimale pour ces matériaux. Ceci est lié à la nécessité d'obtenir une organisation quasi-parfaite sur une gamme d'échelle étendue. Au cours des procédés de fabrication actuels (extrusion, couchage, déposition, électrospinning, spin coating), l'une des principales difficultés est le contrôle de l'orientation des nanoparticules cellulosiques et l'obtention d'une homogénéité de leur organisation sur des domaines étendus. Actuellement, cette homogénéité est limitée car ces procédés sont couramment mis en œuvre à la concentration finale en nanoparticules des composites fabriqués. Le niveau de concentration est si élevé que les interactions colloïdales prédominent, les forces de pression, de cisaillement ou capillaires appliquées, empêchant un contrôle efficace des orientations sur une large gamme d'échelles. Cette limitation peut être dépassée à l'aide de la séparation membranaire. En effet, ce procédé permet de démarrer la mise en forme à partir de concentrations initiales dans le domaine dilué, où les forces de cisaillement et de pression sont suffisamment élevées vis-à-vis des forces d’interactions colloïdales pour induire un fort degré d'alignement des nano-objets près de la surface de la membrane. Il a été récemment montré que ce procédé, suivi par un séchage à l'air libre, permettait de générer des structures stratifiées avec une uniformité d'orientation au sein des couches sur des distances jusqu'à plusieurs dizaines de micromètres. (Semeraro et al. Colloids Surf. A 584, 124030 (2020) - doi.org/10.1016/j.colsurfa.2019.124030). Néanmoins, nos études ont aussi montré que des phénomènes de relaxation partielle pouvaient se produire en fin de filtration. (Rey C. et al. J. Membrane Sci. 578, 69-84 (2019) - doi: 10.1016/j.memsci.2019.02.019). Par conséquent, la méthode innovante de fabrication proposée dans ce projet est d'organiser tout d'abord la matière sous filtration tangentielle puis d'imprégner un polymère photopolymérisable et de le réticuler par rayonnement UV afin de fixer les structures générées. Les films minces composites seront conçus à partir de nanocelluloses (nanofibrilles ou nanocristaux) combinées à des particules induisant des propriétés fonctionnelles de conductivité, comme les nanotubes de carbone multicouches, ou barrière, comme les argiles naturelles. Les polymères réticulables sous UV seront de type résine acrylate combinée avec un photo-initiateur. Afin de comprendre les mécanismes organisationnels impliqués, nous mettrons en œuvre des caractérisations in situ par diffusion de la lumière et des rayons X aux petits angles (SAXS-USAXS et SALS) lors de l'ultrafiltration et de la photopolymérisation, et ex situ par observation directe par microscopie électronique (MEB et MET) et diffraction des rayons X (WAXS). Par ailleurs, les propriétés fonctionnelles seront aussi caractérisées et reliées à la texture des composites fabriqués. Cette nouvelle méthode de traitement permettra l'émergence d'activités industrielles pour la conception de nouveaux matériaux cellulosiques composites nano- à microstructurés et possédant des propriétés fonctionnelles améliorées, à savoir: i) des propriétés diélectriques et de conductivité, ii) des propriétés barrières à l'oxygène ou à la vapeur d'eau, iii) des propriétés mécaniques renforcées, ou iv) des propriétés optiques de transparence ou de réflectivité (iridescence).

Les peptides ribosomaux et modifiés post-traductionnellement (RiPPs) forment une classe émergente de produits naturels, principalement produits par les bactéries. Ces peptides sont caractérisés par la présence d'une grande diversité de modifications post-traductionnelles qui leurs confèrent une large diversité structurale et des propriétés biologiques majeures (i.e. activité antibiotique, anti-cancéreuse etc.). Parmi la multitude d'enzymes catalysant des modifications post-traductionnelles sur les RiPPs, les enzymes à radical SAM sont récemment apparues comme étant des biocatalyseurs majeurs. Ces enzymes, qui constituent l'une des plus grandes superfamilles d’enzymes du vivant, sont impliquées dans un très grand nombre de transformations chimiquement difficiles, souvent sans précédent. Dans le cadre du projet SAM4RiPP, nous avons pour objectifs d’explorer le mécanisme et le potentiel biosynthétique de nouvelles enzymes à radical SAM afin (i) de mieux comprendre comment ces enzymes interagissent et modifient leurs substrats peptidiques et (ii) de développer de nouveaux RiPPs hybrides aux propriétés améliorées. En effet, grâce aux particularités liées à leur biosynthèse, les RiPPs sont des composés extrêmement prometteurs pour développer, grâce aux approches de biologie synthétique, des antibiotiques innovants et moduler le microbiote humain.

Le peptidoglycane est un composant essentiel et spécifique de la paroi des bactéries. Constitué de longues chaînes glycanes pontées par de courts motifs peptidiques, ce polymère semi-rigide entoure la membrane cytoplasmique, conférant ainsi à la cellule une résistance vis-à-vis de la pression osmotique interne et déterminant la forme caractéristique de chaque espèce bactérienne. Le peptidoglycane constitue un véritable talon d’Achille pour les bactéries comme l’atteste l’existence d’un très grand nombre d’agents antibactériens qui le dégradent ou interfèrent avec sa biosynthèse. La majorité des enzymes de biosynthèse du peptidoglycane sont regroupées au sein de complexes multiprotéiques permettant de coordonner et de réguler leurs activités à la fois spatialement et temporellement. Ces complexes, appelés élongasome et divisome, présentent ainsi une organisation et une dynamique très précise au cours du cycle cellulaire. Leur formation et leur progression sont principalement contrôlées de l’intérieur de la cellule par des protéines filamenteuses formant un cytosquelette bactérien. Les éléments constitutifs du peptidoglycane sont synthétisés dans le cytoplasme, puis greffés sur l’undécaprényl-phosphate, un lipide spécifique qui permet la translocation de la sous-unité disaccharide-peptide à travers la membrane avec l’aide d’une flippase. La polymérisation du peptidoglycane est alors assurée par différentes enzymes catalysant les activités transglycosylases et transpeptidases qui libèrent le lipide porteur sous la forme undecaprényl-pyrophosphate du côté externe de la membrane. Le recyclage de l’undécaprényl-phosphate est essentiel à la biosynthèse du peptidoglycane du fait de son faible nombre de copies par cellule et de son utilisation pour la synthèse d’autres polymères de paroi. Il est recyclé par l’action de phosphatases de type BacA ou PAP2, qui agissent immédiatement après l’action des polymérases du peptidoglycane et dont la pluralité dans une même bactérie pose la question de leurs rôles respectifs. Le lipide est ensuite transloqué du côté interne de la membrane par un mécanisme inconnu afin d’entrer dans un nouveau cycle de biosynthèse. Le recyclage du lipide porteur représente un point critique dans le contrôle de la biogenèse de la paroi bactérienne qui n’a été que partiellement élucidé. En particulier, le lien entre les enzymes de recyclage du lipide et les machineries élongasome et divisome de biosynthèse du peptidoglycane n’est pas encore établi. Le projet BacWall vise à comprendre dans sa globalité le recyclage de l’undécaprényl-phosphate chez la bactérie modèle Escherichia coli. Ainsi, le rôle des protéines BacA et PAP2 dans la formation de l’enveloppe sera précisé par des approches complémentaires et multidisciplinaires (génétiques, biophysiques, biochimiques et microscopiques). Nous étudierons leur potentielle activité flippase, analyserons leur localisation et leur dynamique au cours du cycle cellulaire et identifierons leurs partenaires protéiques. De par son rôle essentiel, cette voie métabolique ouvre la voie vers de nouvelles stratégies antibactériennes. Par conséquent, le recyclage de l’undécaprényl-phosphate sera également étudié chez le pathogène multi-résistant Enterococcus faecalis. Nous mesurerons l’impact d’une atteinte de ce métabolisme, par des agents antibactériens ou par l’inactivation de gènes, sur le fitness et la virulence de ce pathogène en utilisant des modèles murins d’infection et de colonisation. Nous étudierons également le mécanisme d’action d’une bactériocine récemment identifiée qui cible la protéine BacA d’E. faecalis. Ce dernier point ouvrira la voie à l’exploitation de cette bactériocine comme agent antibactérien dirigé contre les entérocoques, ainsi qu’à des expériences d’ingénierie visant à étendre ou spécifier son spectre d’action vis-à-vis d'autres espèces pathogènes.

La N-myristoylation (MYR) est une modification lipidique N-terminale essentielle des eucaryotes. La MYR est catalysée par les N-Myristoyltransferases (NMT) et consiste en l'ajout d'un d'acide gras en C:14 à la glycine N-terminale (N-Gly) de la protéine cible. Le N-Gly est souvent démasqué après élimination de la première méthionine. La chaîne acyle ajoutée aiguille les protéines cibles vers divers compartiments cellulaires, comme les membranes plasmiques et internes, mais aussi le noyau et les mitochondries, où les protéines myristoylées (MYRées) interagissent avec des partenaires et déclenchent des signaux spécifiques. Des travaux récents de l'équipe 1 ont permis (i) d'identifier toutes les cibles putatives (Myristoylome) chez A. thaliana et chez l'homme et (ii) d’y confirmer la MYR réelle de dizaines d'entre elles en utilisant des approches structurales et protéomiques. Les données indiquent que (i) un pourcentage non négligeable de protéines subit une MYR partielle et (ii) MYR et N-acétylation (NTA) - une modification des protéines largement répandue – affectent les mêmes cibles. Ceci conduit à des espèces (protéoformes) avec différents N-termini. Comme la caractérisation de ces protéoformes est difficile et que moins de 10% du pool de protéines MYRé prévu a pu être directement identifié jusqu'à présent, aucune information n’existe sur la dynamique de ce sous-protéome ou sa réponse aux signaux externes. Une meilleure compréhension de la façon dont MYR influence les cibles cellulaires nécessite des données qualitatives et quantitatives précises de chaque protéine. De nouvelles stratégies protéomiques doivent être développées. L'objectif du projet est de valider trois approches complémentaires impliquant (i) la protéomique ciblée, avec fractionnement cellulaire et protéases alternatives, (ii) la libération de Myr-Gly par IpaJ à partir des protéines MYRées et (iii) l'étiquetage des protéines avec des rapporteurs sur les acides gras d'alcyne combiné avec détection bioorthogonale améliorée et analyse par spectrométrie de masse. Chaque stratégie apportera des données complémentaires. Enfin, l'imagerie des cellules entières couplée à une analyse du marquage métabolique des acides gras d'alcyne permettra de diagnostiquer l'impact global d'un stress spécifique sur le myristoylome dans les compartiments subcellulaires ou sur les tissus de l'organisme entier. Ces approches combinées augmenteront la connaissance de l'ensemble complet des protéines MYRé d’un organisme. En outre, elles apporteront des informations qualitatives et quantitatives sur le type et l'étendue de la modification que la cible MYRée peut subir: MYR, N-Acétylation ou non modifiée. Avec ces outils, nous testerons la dynamique d'un Myristoylome soumis à des stress abiotiques. Comme nous avons constaté que de nombreuses protéines MYRées sont impliquées dans la réponse à la carence au nitrate et à la sécheresse, nous caractériserons la contribution de ces deux stress spécifiques sur la plasticité de l'ensemble du Myristoylome et / ou des familles de protéines MYRées spécifiques. Cela comprend les protéines kinases et phosphatases calcium-dépendantes, qui sont des cibles majeures de MYR dans les plantes. Pour vérifier nos données et déclencher un déséquilibre NMT/NatA, nous utiliserons également des mutants de NatA et NMT1 d’Arabidopsis où la réduction du niveau de protéines correspondantes peut être induit. Ainsi, une réduction de l’expression de NatA mime l'adaptation au stress de la sécheresse. Enfin, la compilation des données individuelles résultant de diverses conditions de stress permettra de déchiffrer la réponse de chaque protéine MYRée et s'il existe un indice reliant la dynamique MYR à la réponse physiologique. Ce projet fournira de nouvelles méthodes permettant d'étudier à grande échelle la MYR, sa dynamique et son dialogue avec le NTA dans les cellules. Ces méthodes pourront être appliquées au-delà de la recherche sur les plantes.

La résistance aux antibiotiques devient un problème mondial de santé publique majeur. La tuberculose tue 1,5 millions de personnes par an, et le nombre de cas de multirésistance augmente. Les infections nosocomiales font 25 000 morts par an en Europe. Le développement de nouveaux traitements nécessite une compréhension profonde des mécanismes moléculaires de la résistance. L’ARN polymérase bactérienne est une enzyme essentielle pour l’expression des gènes et c’est une cible thérapeutique. Notre projet vise à comprendre le mécanisme moléculaire par lesquels l’ARN polymérase influe sur l’activité de la antibiotique fidaxomicine, et concevoir de nouvelles molécules antibactériennes analogues.

L’agriculture est actuellement confrontée à de nouveaux défis pour répondre à la demande croissante d’approvisionnement mondial en nourriture dans un contexte de changement climatique fort et de déclin des ressources naturelles en eau et en sol. Elle doit faire face à des bouleversements majeurs et s’adapter aux nouvelles conditions, en particulier environnementales, en relevant de nombreux challenges. Pour mieux appréhender cette adaptation, il est nécessaire de mieux comprendre des notions clés comme la variabilité génétique des plantes et les interactions entre la plante et son environnement. Dans ce contexte, des approches prédictives basées d’une part sur les connaissances génétiques et écophysiologiques des plantes et d’autre part sur la modélisation mathématique sont très prometteuses. Le projet Stat4Plant vise à développer de nouvelles méthodes statistiques et de nouveaux outils algorithmiques pour modéliser et analyser la variabilité génétique et les interactions entre la plante et son environnement dans un contexte de changement climatique. Le consortium regroupe des chercheurs en modélisation et en statistiques appliquées ayant une grande expérience de collaborations interdisciplinaires en sciences du végétal et des biologistes spécialistes des relations phénotypes-génotypes chez les plantes. Le projet est décliné en quatre axes de recherche principaux, portés par des collaborations étroites entre statisticiens et biologistes et motivés par des questions concrètes en lien avec des données biologiques. Le premier axe de recherche vise à développer des méthodes permettant d’identifier les processus biologiques clés du développement de la plante qui sont à l’origine de la variabilité génotypique observée. Les travaux de cet axe combinent des modèles mécanistes écophysiologiques complexes fortement non linéaires du développement de la plante, des modèles statistiques à effets mixtes pour la modélisation de la variabilité génotypique et des outils de tests statistiques, en particulier adaptés aux petits échantillons de données, pour l’identification des dépendances génotypiques des paramètres clés. Ces approches permettront d’identifier des leviers d’action en sélection variétale. Le deuxième axe est consacré à la modélisation conjointe d’un temps d’intérêt comme la floraison ou la récolte et d’un trait phénotypique dynamique qui dépend du temps comme la biomasse aérienne ou la présence de ravageurs. Les modèles joints considérés combinent un modèle de survie à effets aléatoires intégrant des covariables de grande dimension et un modèle non linéaire à effets mixtes pour le trait phénotypique dynamique. L’objectif est de sélectionner les covariables les plus influentes, d’estimer les paramètres du modèle et de prédire le temps d’intérêt. Ces méthodes permettront en particulier de prédire la date de floraison ou de récolte optimale. Le troisième axe de recherche consiste à proposer des méthodes permettant d’identifier parmi un grand nombre de covariables les plus influentes pour un trait phénotypique, seul ou conjointement avec un temps d'intérêt. Des modèles non linéaires à effets mixtes combinant des modèles mécanistes de développement et des modèles génétiques intégrant un grand nombre de covariables serviront pour la modélisation de la variabilité génotypique du trait d’intérêt. Des méthodes de sélection de variables adaptées au cadre non linéaire seront développées. Ces méthodes permettront d’identifier les facteurs génétiques importants influençant le trait. Enfin, le dernier axe de recherche a pour objectif de construire de nouveaux critères de sélection variétale, qui intègrent les aléas des conditions environnementales et prennent en compte simultanément plusieurs objectifs, comme par exemple maximiser le rendement et minimiser la variabilité du rendement. Des méthodes d’optimisation adaptées seront proposées. Ces critères seront des outils nouveaux d’aide à la décision pour les agriculteurs.

La magnéto et l'électroencéphalographie (M / EEG) sont des modalités d'imagerie cérébrale utilisées pour mesurer l'activité électrique du cerveau. Grâce à leurs résolutions temporelles très élevées, ce sont les seules techniques qui permettent un suivi direct de l'activité neuronale dans le temps. L'imagerie cérébrale M / EEG est utilisée en clinique pour les patients souffrant de crises d'épilepsie. Les problèmes de reconstruction de source à partir de mesures EEG (électro-encéphalographie) et MEG (magnéto-encéphalographie) sont des problèmes fortement mal conditionnés. Les approches actuelles souffrent de limitations sévères, parmi lesquelles une mauvaise résolution spatiale, l'absence de modélisation de la dynamique temporelle et la difficulté de fusionner les modalités. De plus, celles-ci ne fournissent que des estimations des sources (ou de cartes statistiques à partir desquelles est déduite l'activité), alors qu'une description probabiliste plus complète de l'activation des sources serait souhaitable. L'objectif principal du projet BMWs est de développer et de combiner pour la première fois plusieurs techniques de l'état de l'art pour estimer la dynamique spatio-temporelle fine de réseaux cérébraux avec une précision sans précédent, associée à une quantification des incertitudes, et de mettre en œuvre l'approche développée au sein d'une plate-forme logicielle open source commune. Au sein de BMWs, nous développerons des cadres bayésiens pour le traitement conjoint des données EEG / MEG dans une formulation spatio-temporelle commune, et pour obtenir non seulement des estimations quantitatives de sources spatio-temporelles mais aussi des probabilités d'activation et des mesures d'incertitude pour les régions cérébrales d'intérêt. Pour cela, nous nous appuierons sur des modèles de l'état de l'art (Bernoulli-Gauss et variantes) qui ont prouvé leur efficacité dans les applications de traitement du signal et de l'image. Nous combinerons également des développements en ondelettes en temps et en espace avec des a priori de parcimonie et parcimonie généralisée pour obtenir de meilleures estimations de sources localisées. Alors que les ondelettes temporelles sont couramment utilisées dans l'analyse de données EEG / MEG, l'utilisation d'ondelettes spatiales, à savoir des ondelettes définies sur la surface corticale (conçues spécifiquement à cet effet) est originale et devrait améliorer significativement la pertinence des modèles de sources. Enfin, nous exploiterons des mesures combinées de surface (EEG et MEG) et intracérébrales (SEEG). Ces dernières fourniront une vérité terrain d'une précision sans précédent, qui sera utilisée pour comparer les a priori des modèles Bayésiens et, si possible, pour contraindre la reconstruction basée sur l'EEG / MEG et ainsi obtenir de meilleures estimations de source. Pour la validation, nous bénéficierons d'enregistrements uniques de MEG, EEG et SEEG effectués chez des patients en évaluation préopératoire d'épilepsie. Les résultats du projet seront mis à la disposition de la communauté de neuroimagerie grâce à leur intégration dans la plate-forme logicielle open source MNE-Python, et un "data challenge" sur la reconstruction de sources spatio-temporelles basé sur des données conjointes EEG / MEG / SEEG obtenues dans le cadre du projet sera mis en place.

Le Square Kilometer Array (SKA) nécessitera des supercalculateurs à fortes contraintes techniques. Le Science Data Processor (SDP) chargé de produire les images multidimensionnelles du ciel devra exécuter en temps réel une chaîne d'algorithmes complexes à partir de données provenant de télescopes ayant un débit de plusieurs Tb/s sans aucune capacité de stockage. Le SDP devra également être le plus écologique possible avec un budget énergétique de seulement 1 MWatt pour 250 pétaflops. De telles exigences en matière d'énergie et de calcul impliquent que le SDP soit une architecture innovante orientée flux de données et hétérogène, basée sur un système HPC standard combiné à un FPGA ou à une architecture manycore de type GPUs ou MPPA de Kalray. Un défi crucial consiste à évaluer les performances, tant en temps qu'en énergie, des nouveaux algorithmes de flux de données scientifiques complexes sur des infrastructures de calcul complexes qui n'existent pas encore, ce qui est difficilement possible sans des méthodes de co-conception efficaces et des outils de prototypage rapide. SimSDP est l'outil de prototypage rapide pour les applications en flux de données de type SKA développée par Dark-Era. Grâce à une approche mixte originale basée sur l'exécution et la simulation, SimSDP a pour but de fournir des analyses précoces en termes d'utilisation de la mémoire, de latence, de débit et de consommation d'énergie. Suivant une approche d’Adéquation Algorithme Architecture, SimSDP s'appuiera sur un modèle de flux de données de l'algorithme et un modèle de l'architecture cible. SimSDP est bâti sur deux outils existants : PREESM et SimGrid. PREESM évalue avec précision les performances d'un seul nœud hétérogène ; SimGrid simule avec précision les communications entre les nœuds. Ainsi, l'association de PREESM et de SimGrid permettra des simulations fiables de systèmes HPC hétérogènes à grande échelle. Via SimSDP, les espaces des algorithmes et des architectures seront explorés dans le contexte de SKA. La nouvelle génération de pipelines d'imagerie en radioastronomie comme DDFacet sera décrite à un niveau d'abstraction élevé, adapté au ciblage de tout système HPC hétérogène multinoeuds que SKA pourrait choisir à l'avenir. Ensuite, plusieurs configurations d'architecture SDP (nombre de nœuds, type d'accélérateurs) et plusieurs configurations d'algorithmes SDP seront explorées conjointement grâce aux simulations à grande échelle offertes par SimSDP. En outre, des prototypes SDP sur MPPA et sur FPGA conçus par synthèse de haut niveau (HLS) et mis en place au radiotélescope NenuFAR de Nançay seront développés et profilés sur des jeux de données à petite échelle en streaming afin d'évaluer le potentiel des accélérateurs à low-power alternatifs à l'architecture GPU classique. Les performances sur GPU/MPPA/FPGA seront transmises au SimSDP via des annotations sur les graphes de flux de données. Les prototypes SDP seront également comparés aux simulations SimSDP sur des ensembles de données à moyenne échelle afin d'évaluer les nouvelles fonctionnalités de SimSDP. Dark-Era sera un consortium regroupant des compétences complémentaires en informatique, traitement du signal et astronomie, avec douze membres permanents provenant des équipes de SimGrid et de PREESM (IETR), du GPI au L2S et de deux équipes de radioastronomie aux Obs. de Paris et de la Côte d'Azur. Les résultats préliminaires obtenus par ce consortium en collaboration avec Atos-Bull dans le cadre du projet CNRS SKALLAS seront poursuivis. Deux doctorants travailleront sur l'association des outils PREESM et Simgrid dans SimSDP, et deux post-docs seront recrutés. Avec le soutien de SKA-France, ce projet de 4 ans vise à promouvoir les contributions françaises à SKA telles que DDFacet et à être une force de proposition pour SKA computing. Enfin, Dark-Era entend être le terreau de nouvelles collaborations internationales notamment à travers le réseau européen et international Rising STARS.

La qualité et la reproductibilité numérique des résultats des programmes est impacté par l’utilisation intensive de l’arithmétique flottante (FP). Or, le problème de la détection, localisation et correction de bugs numériques entre dans une nouvelle aire : celle de l’augmentation de la puissance de calcul utilisée, de l’émergence de nouveaux processeurs et nouveaux formats flottants pour traiter de nouvelles catégories de problèmes. Le projet InterFLOP propose une plate-forme modulaire évolutive, afin d'offrir aux utilisateurs des moyens pour analyser et contrôler le coût associé à l’utilisation des FP dans les programmes actuels en intégrant ces nouvelles dimensions. Elle offrira des méthodes et outils composites, en partant des outils existants développés par les partenaires et complétés par de nouvelles analyses. Il sera ainsi possible de bénéficier des propriétés et informations propre à chacun, afin de construire de nouveaux schémas d’analyse plus précis, rapides et informatifs, inaccessibles autrement.

Pour accroître l'efficacité des processus industriels basés sur la simulation, il faut améliorer les étapes de quantification de l'incertitude et d'optimisation numérique. De telles questions se posent dans la plupart des domaines de l'ingénierie (par exemple, l'énergie, les transports, l'agriculture) et des domaines scientifiques (par exemple, la biologie, la physique). Un problème majeur vient de la nature « boîte noire » du processus d'intérêt qui n'est souvent pas directement accessible : en général, les seules informations disponibles sont les sorties de la simulation « boîte noire ». En particulier, les informations dérivées, qui sont très précieuses dans le contexte de l'optimisation et de la quantification des incertitudes, ne sont pas disponibles. Cette situation est une conséquence directe de la complexité et de la diversité croissantes des problèmes industriels traiter (par exemple, couplage de simulateurs multi-physiques ou multidisciplinaires, modèles économiques, modèles d'apprentissage plus sophistiqués, intégration de variables incertaines ou non euclidiennes). Résoudre ce problème est donc un enjeu majeur avec des retombées industrielles directes et significatives. Au cours des deux dernières décennies, le domaine des méthodes d'optimisation « boîte noire » (BBO) a connu des développements théoriques et pratiques majeurs. Néanmoins, malgré la popularité croissante de ces méthodes, certaines limites fondamentales subsistent : en particulier, la taille des problèmes qui peuvent actuellement être résolus efficacement par les méthodes BBO ne dépasse pas quelques dizaines de variables et les méthodes permettant de traiter des problèmes avec des variables catégorielles sont limitées. Dans les applications réelles, le budget de simulation est souvent très limité. De plus, les algorithmes BBO sont eux-mêmes devenus complexes, ce qui soulève des questions sur leur généralité d'utilisation (choix des noyaux pour les MM) et sur la fiabilité de l'apprentissage des hyperparamètres. Les principaux objectifs du projet sont, conjointement, de développer des méthodes innovantes de simulation et d'optimisation basées sur des MM, tout en repoussant leurs limites actuelles de performance et d'applicabilité, guidées par des applications réelles. Ces applications sont liées à la conception et à l'évaluation des risques de systèmes complexes. Ainsi, les partenaires du projet fourniront des applications complexes et critiques dans les domaines des énergies renouvelables et décarbonées et du transport aérien à faible émission de CO2 afin de démontrer la pertinence et l'efficacité des méthodologies développées. L'ambition des partenaires est de relever les quatre défis suivants: - concevoir des MM adaptés à des problèmes de grande taille (généralement environ 100 variables d'entrée) dans le contexte d'un budget limité de simulations (environ 500); - adapter des stratégies d'enrichissement séquentiel aux problèmes de grande taille dans le contexte de la conception optimale et l’inversion en fiabilité; - développer des méthodes efficaces d'optimisation « boîte noire » capables de traiter des problèmes de conception optimale mélangeant des variables de différents types : variables continues, ordinales et nominales; - d’augmenter les performances du processus itératif (optimisation et construction de MM) en cas d'instabilités, de défaillances ou de résultats non physiques de la simulation : le but sera d'apprendre les contraintes cachées et de les intégrer dans la procédure séquentielle d’optimisation. Ainsi, le projet vise à (i) consolider et étendre les méthodes d'optimisation « boite noire » existantes afin de fournir une réelle amélioration de leur application aux problèmes industriels, (ii) partager les expériences et les méthodologies des partenaires industriels pour la résolution de problèmes industriels, (iii) intégrer les méthodes et les méthodologies développées dans des plateformes open-source développées par les partenaires.

Nous proposons une étude de l'intrication des phonons dans un condensat de Bose-Einstein (BEC) modulé périodiquement. Cette modulation donne lieu à des phonons corrélés et par analogie avec l'électrodynamique, elle est appelée effet Casimir dynamique. L'effet a aussi une profonde analogie la création de particules dans l'univers primitif, où il est appelé préchauffage. Les travaux de l'équipe théorique du partenariat montrent qu'une BEC modulée, produit des paires de phonons intriqués, mais qu'en raison des processus de dissipation, l'intrication n'est observable que dans certaines circonstances et pour une courte période. Nous proposons une des expériences utilisant une détection d'atomes uniques pour explorer cet effet afin d'identifier intrication. Nous pourrons ainsi simuler un système complexe, l'univers primitif, au sujet duquel nous ne sommes pas seulement incapables de faire des calculs détaillés, mais qui n'est expérimentalement que partiellement accessible aux observations.

Le but de ce projet est de controller la dissipation collective d'un ensemble atomic en agissant sur son interaction avec un champ résonant. Ce control sur l'émission spontanée collective nous permettra de construire un nouveau type de simulateur quantique dissipatif. Nous l'utiliserons ce contrôle pour supprimer la dissipation en induisant une forte sous-radiance et explorerons comment celle-ci peut être utilisée comme ressource pour des applications en métrologie quantique ou communications quantiques. Nous explorerons de plus les correlations entre multiples excitations stockées dans le système, et si de l'intrication peut être générée et stabilisée dans un système à N-corps dissipatif piloté.

Comme illustré par la récente refonte du Système International d’unités, les technologies quantiques peuvent apporter beaucoup à la métrologie. Une étape clé pour atteindre une métrologie quantique est de relier les deux standards électriques quantiques : le Standard de Tension Josephson (STJ) et le standard reposant sur la Résistance de Hall Quantique (RHQ). Il a été proposé en 1985 qu’un effet surnommé Oscillations de Bloch (OB), pouvait apparaître dans une jonction Josephson polarisée en courant. Il relierait ainsi fréquence et courant via la charge électrique 2e and permettrait donc de refermer le triangle de la métrologie formé par le STJ, la RHQ et les OB. Malgré de nombreuses tentatives, les OB n’ont jamais été observées. Cependant des résultats récemment obtenus par les membres du consortium TRIANGLE suggèrent qu’il est possible d’observer les OB. En se basant sur cette expertise unique au niveau mondial, TRIANGLE permettra la première observation des OB pour la métrologie.

L'information est aujourd'hui l'une des principales ressources dans le monde. Comme le souligne la crise actuelle de Covid19, notre société repose sur un besoin toujours croissant de traiter et de communiquer des données, avec des répercussions importantes sur la politique, les soins de santé, l'innovation, la vie des individus et l'économie. Grâce à l'amélioration des méthodes de chiffrement à clé publique, les particuliers, les banques, les gouvernements et les industries dont l’activité est stratégique ont atteint un niveau élevé de dépendance à l'égard de la transmission d'informations sensibles par Internet. L'amélioration de la sécurité dans la communication de l’information reste un problème majeur pour toute une variété de cas d’usage, pour lesquels les méthodes de chiffrement à clé secrète sont sûres et peuvent être mises en œuvre via des solutions quantiques. À cet égard, le domaine de la photonique quantique vise à exploiter les états quantiques de la lumière pour réaliser des tâches de communication et de calcul qui ne sont pas réalisables classiquement. Par exemple, la distribution quantique de clés permet d'établir des clés secrètes entre des parties distantes avec une sécurité inconditionnelle. Aujourd’hui, l'une des principales voies d'action réside dans la mise en œuvre de systèmes quantiques pour des applications et des cas d’usage réels, ayant des impacts sociétaux et économiques élevés. Dans ce cadre, l'utilisation d'états intriqués à haute dimension a récemment pris son envol en raison de la densification de la quantité d’information qu’ils permettent de coder sur des paires de photons, répondant ainsi au défi actuel de la communication quantique par fibre optique en termes de capacité de données, de robustesse, ainsi que de véritables preuves de sécurité. D'autre part, la photonique quantique intégrée a désormais atteint un niveau de maturité permettant le développement de solutions concrètes, compactes, flexibles et déployables à grande échelle, pour le traitement et la communication de l’information quantique. Ainsi, le consortium SPHIFA vise à être l’un des principaux contributeurs à cet effort, au travers de la conception et de la réalisation de systèmes quantiques photoniques de nouvelle génération permettant de créer, de manipuler et de détecter des états quantiques photoniques à haute dimension – qudits et clusters - codés dans le domaine des fréquences. SPHIFA abordera ce sujet en plein essor en mariant l'optique quantique et l'optique intégrée pour la mise au point de démonstrateurs de communication quantique multimode pleinement exploitables, autonomes et flexibles. L'ambition est de répondre à la quête visant les réalisations hors laboratoire en proposant des concepts et des choix technologiques nouveaux et stratégiques. Cette ambition s’inscrit dans la construction des futurs réseaux quantiques fonctionnels en renforçant les technologies et les protocoles de communication quantique. Les résultats démontrés dans ce projet devraient donc avoir un impact majeur au niveau international. Sur le plan stratégique, SPHIFA vise à promouvoir un programme de recherche collaboratif dans le domaine des communications quantiques, basé sur la complémentarité des partenaires, afin de permettre à la France d'être hautement compétitive au niveau international et d'occuper une position de leader en Europe, tant pour la technologie que pour les systèmes de communication quantique orientés vers les applications. Les retombées de ce projet seront à la fois scientifiques et sociétales, notamment en termes d'amélioration de la sécurité des échanges de données.

Le but de RUBIN-VASE est de concevoir et valider de nouveaux modèles variationnels pour l'évolution des activations neuronales dans les systèmes visuel et auditif, codant naturellement le principe neurobiologique de représentation efficace. En nous concentrant sur des modifications des équations de Wilson-Cowan pour la dynamique neuronale, nous visons à i) valider cette approche pour le cortex visuel primaire, à travers l'étude des patterns hallucinatoires ; ii) développer un cadre neuro-inspiré pour le traitement sonore et la reconstruction vocale, à partir des mêmes principes ; iii) comparer les modèles variationnels proposés à des modèles data-driven. Pour atteindre nos objectifs nous couplerons le développement de théories mathématiques rigoureuses avec leur validation numérique et expérimentale. Cela se fera à travers une interaction originale entre des techniques variationnelles ou issues de la théorie du contrôle et des expériences psycho-physiques.

Dans le projet NICETWEET nous développons une méthodologie à la fois innovante, complète et unifiée pour traiter un problème important qui apparaît dans de nombreux domaines, tels que l'économie, les finances et la politique. Plusieurs décideurs se retrouvent en compétition pour promouvoir leurs produits, services ou idées au sein d’un grand groupe d’agents qui sont connectés via un réseau social physique ou numérique. Les agents sont donc sous l'influence (endogène) de leurs voisins dans le graphe du réseau social mais aussi sous l'influence exogène des décideurs. Ces derniers ont une certaine connaissance du réseau social et de la dynamique d'opinion sous-jacente et l'utilisent pour implanter des mécanismes d’influence ciblés. Pour traiter ce problème intrinsèquement interdisciplinaire, nous avons formé une équipe de chercheurs qui possèdent les compétences dans les domaines suivants: théorie du contrôle et plus précisément dynamique de l'opinion, théorie des jeux, théorie de l'information, réseaux complexes et économie. Contrairement aux travaux les plus proches, nous supposons que le réseau social possède certaines caractéristiques essentielles pour modéliser de manière réaliste les applications économiques d'intérêt qui sont traitées. Il est très important de noter que nous supposons également la présence de multiples décideurs. Nos connaissances préliminaires sur les applications économiques indiquent que certaines caractéristiques clés doivent être prises en compte simultanément. Ces caractéristiques sont les suivantes: le réseau social est très grand est parcimonieux; les agents peuvent rejoindre ou quitter le réseau à tout moment; les décideurs peuvent avoir une connaissance imparfaite des paramètres du réseau social et de la dynamique des opinions; certains agents peuvent échanger non seulement leur opinion mais aussi leur fiabilité; présence éventuelle d'extrémistes. Une caractéristique fondamentale au regard de l’état de l’art est que la dynamique de l'opinion peut être contrôlée et de surcroît par plusieurs décideurs. Pour traiter ce problème de dynamique d'opinion contrôlée en présence de décideurs qui peuvent avoir des intérêts divergents (i.e., des fonctions d’utilités non-alignées), nous aurons recours à l’exploitation de la théorie des jeux et nous contribuerons à établir des passerelles entre la littérature formelle du contrôle et celle de l’économie beaucoup moins formelle. En particulier, un de nos objectifs techniques sera d’élaborer une technique formelle et systématique de conception de stratégies de marketing viral qui soient à la fois efficaces et implantables. Une question importante dans la conception des stratégies de marketing viral est la politique d’allocation spatio-temporelle d’un budget de marketing, publicitaire ou d’influence, le problème étant de savoir comment répartir un budget entre les agents des réseaux sociaux et dans le temps. L’efficacité sera mesurée en termes de qualité d’exploitation de la connaissance disponible pour un décideur ainsi qu’en termes de réaction stratégique. Pour concevoir ces stratégies et manager le risque propre à certaines voies de recherche, nous adopterons pour celles-ci plusieurs approches en parallèle. Une approche sera d’exploiter les théorèmes de caractérisation des performances limites sous information partielle pour des modèles de jeux stochastiques (répétés) comme guide de conception. Une autre sera d’exploiter et d’adapter des règles d’apprentissage multi-joueur telles que celle issues de l’apprentissage multi-agent bayésien. Pour mettre en oeuvre la feuille de route ambitieuse de NICETWEET et mener les recherches correspondantes, les résultats récents et prometteurs obtenus au sein du consortium seront exploités comme base du projet.

Les vingt dernières années ont vu l'avènement des preuves assistées par ordinateurs en mathématiques, et ce phénomène prend de plus en plus d'importance. Elles mobilisent divers niveaux de sûreté numérique, depuis les calculs rapides et stables jusqu'à la preuve formelle des calculs. Cependant, les routines et outils nécessaires sont en général ad hoc, ou peu (voire non) disponibles. La question de la sûreté numérique est aussi devenue critique pour la conception d'algorithmes de guidage et de contrôle, rendus plus complexes du fait de l'autonomie croissante des satellites. Nous proposons de développer un ensemble de théorèmes, d'algorithmes et de développements logiciels qui permettent d'exécuter des calculs au niveau de sûreté désiré. Pour cela, nous concevrons notamment des méthodes spectrales et une arithmétique polynomiale rapides et certifiées, avec les formalisations correspondantes. Il y aura une interaction constante entre le développement de nos outils et le traitement des applications qui la motivent.

Le développement de contrôleurs performants et fiables pour les véhicules connectés et autonomes (CAVs) nécessite la connaissance en temps réel de nombreuses variables. Des exemples de variables nécessaires pour le contrôle sont : distances longitudinales, vitesses et accélérations des véhicules à proximité ; position latérale du véhicule sur sa propre voie ; angle de lacet du véhicule ; angle de glissement ; angle de braquage ; accélération latérale ; et angle de roulis. Il y a aussi des variables environnementales qui doivent être mesurées, comme le coefficient de friction pneu-route, les plaques de neige et la présence d'obstacles inattendus. Mesurer toutes les variables ci-dessous nécessite des coûts très élevés. En effet, certaines de ces variables, telles que les angles de glissement et de roulis, peuvent être très coûteuses, nécessitant des capteurs de plusieurs milliers d’euros. Par exemple, le capteur optique « Datron » qui mesure l’angle de glissement coûte plus de 10k€. De plus, plusieurs variables ne peuvent pas être mesurées en raison de l’absence de capteurs à tout prix. Un CAV nécessite des capteurs et des actionneurs très fiables. La défaillance d’un capteur, la présence de cyber-attaques ou de manque d’information, peuvent mener à des accidents désastreux. Par conséquent, des modules fiables de diagnostic et de gestion des défauts sont nécessaires. De tels systèmes ne peuvent pas utiliser la redondance des capteurs, qui nécessite un coût élevé. Ces systèmes doivent donc s’appuyer sur des algorithmes d’estimation et une redondance analytique. Pour cela, le développement d’algorithmes d’estimation intelligents est très important. Dans ce projet, nous proposerons des idées originales et nous développerons des algorithmes d’estimations efficaces reconstruisant les variables d’état nécessaires pour le contrôle et le diagnostic. Les problèmes considérés sont le suivi de véhicules, l’estimation des défauts de capteurs et d’actionneurs, ainsi que la détection de cyber-attaques. Notre objectif est de proposé une nouvelle approche pour le suivi de véhicules dans les autoroutes ainsi que dans les routes urbaines. L’idée que nous explorerons est le développement d’observateurs non linéaires basés sur l’apprentissage. Plusieurs éléments dans un véhicule (comme les pneus) ont des modèles très complexes dont les paramètres varient dans le temps. Ce projet utilisera une approche de modélisation combinant des équations différentielles physiques et des réseaux de neurones adaptatifs basés sur l’apprentissage en ligne. En particulier, des phénomènes bien connus comme les rapports de force, le mouvement mécanique de Newton, la traînée aérodynamique, la résistance au roulement, la pente, les termes d’accélération combinés pour les accélérations latérale et de roulis et l’influence de l’angle d’inclinaison de la route seront modélisés par des équations différentielles. Les modèles de pneus pour les forces latérales et longitudinales, le cercle de frottement, les moteurs et les caractéristiques de rigidité et d’amortissement de la suspension seront modélisés par des réseaux de neurones dont les pondérations peuvent être initialement obtenus par la méthode de rétro-propagation. Les paramètres du modèle basé sur les réseaux de neurones et une partie des paramètres des équations différentielles physiques seront également mis à jour en ligne lors de l’utilisation régulière du véhicule. Des algorithmes plus sophistiqués et intelligents seront développés pour faire face aux défauts de capteurs, aux cyber-attaques et à la perte de données. Toutes les architectures complexes possibles de cyber-attaques seront étudiées. Bien que ce projet soit axé sur la recherche fondamentale, des développements expérimentaux sont au programme avec notre partenaire industriel FAAR. FAAR mettra à disposition du projet, une plateforme d’innovation haute technologie pour la validation des développements réalisés.

Le projet REPRO vise à: - Approfondir notre compréhension de la structure des programmes informatiques en découvrant des représentations canoniques de programmes, - Explorer leurs applications aux problèmes d'équivalence et de synthèse de programmes. Une représentation canonique est une façon différente de représenter un programme qui capture mieux leur identité : deux formes canoniques différentes correspondent à deux programmes au comportement différent. Nous savons peu de choses des représentations canoniques, à part dans des cas idéalisés restreints (le lambda-calcul simplement typé). Le projet REPRO propose d'étudier les formes canoniques de langages de programmation, en particulier les langagesfonctionnels fortement typés. Cela demande de nouveaux développements théoriques, et pourrait avoir de nombreuses applications pour décider l'équivalence de programmes (vérifier un refactoring) ou la synthèse de programme (deviner le code à partir d'une spécification partielle).

L'objectif de ce projet est de contraindre la composition et distribution spatiale et temporelle des composés organiques volatiles dans l'atmosphère de Titan. Cela sera fait en mettant à profit plus d'une décennie de mesures de la sonde spatiale Cassini-Huygens lors de sa mission autour de Saturne de 2004 à 2017. Les données obtenues sur les concentrations, profils verticaux et distributions spatiales et temporelles des composés organiques volatils seront comparés avec notre compréhension actuelle de l'atmosphère de Titan pour répondre aux questions clefs toujours actives sur le cycle du méthane, la photochimie ou la dynamique de cette énigmatique atmosphère.

Dans le modèle géodynamique de la Terre, un des événements les plus frappants est la transition du rifting continental à l’expansion océanique, car la plupart des paramètres impliqués changent fondamentalement (rift to drift, source mantellique des magmas, nature de la lithosphère, architecture de la plomberie magmatique, système hydrothermal). Malgré leur importance, les processus qui régissent le début de l’expansion océanique et la production associée de croûte magmatique juvénile restent des questions ouvertes de premier ordre pour la géo-communauté internationale. Il existe peu de contraintes quantitatives sur : la façon dont l’accrétion magmatique s’initie pour former un système stable de ride océanique ? comment et quand les processus magmato / tectoniques typiques de l’expansion océanique sont progressivement mis en place au cours de la phase de Transition Océan Continent (TOC) ? pourquoi, à un certain moment, l'amincissement continental passe à l'accrétion magmatique et amorce la rupture ? Ces questions fondamentales peuvent être abordées soit par la modélisation (numérique ou analogique), soit par la documentation quantitative des processus sur les TOC fossiles et / ou sur des segments de rift actifs matures, qui peuvent être considérés comme des rides naissantes. La région Afar à l'extrémité nord du système de rift est-africain est le seul endroit sur Terre où un rift continental magmatique et les processus de break-up associés sont exposés à terre. Ce système dissèque une grande province magmatique et est connecté latéralement aux rides océaniques de la Mer Rouge et du Golfe d'Aden. Il présente l'avantage clé d'exposer des segments magmatiques caractérisés par des morphologies contrastées, des styles magmato-tectoniques et une maturité qui ont été proposé comme des équivalents de proto-rides océaniques. L'hypothèse de travail de ce projet est donc que l'Afar est actuellement au stade final de la rupture continentale avec un début progressif d’accrétion magmatique. Les trois principaux segments magmatiques actifs, contrastés et complémentaires de l'Afar (Erta Ale, Dabbahu-Manda Hararo, Assal) offrent la possibilité d'étudier les processus mantelliques et crustaux qui contrôlent la focalisation progressive de l'activité tectonique et magmatique jusqu'à la rupture complète de la lithosphère continentale. Le projet MAGMAFAR a donc été conçu pour aborder cette question scientifique fondamentale et de premier ordre qui concerne la fragmentation d’un continent en contexte magmatique, et la transition rift - drift. Notre approche sera focalisée sur : (i) comment les processus magmatiques et tectoniques contrôlent les styles et les morphologies des segments magmatiques ? quels sont les paramètres qui contrôlent les caractéristiques des processus de proto-accrétion ? (ii) pourquoi et comment une production de magma stable et un transfert organisé vers la croûte s’installent et mènent à la rupture ? En Afar, il reste à comprendre précisément : comment les magmas sont générés ? comment est-ce qu’ils sont transférés dans la croûte ? comment sont-ils contrôlés par d'autres paramètres de forçage (en particulier le comportement mécanique de la lithosphère) ? Notre stratégie combinera la quantification à haute résolution des processus tectoniques et magmatiques dans les systèmes naturels (i) actifs et (ii) plio-quaternaires, qui serviront à leur tour à calibrer (iii) une modélisation thermo-mécanique. Une telle approche intégrée et multidisciplinaire, basée sur la combinaison de nombreuses compétences complémentaires (pétrologie / géochimie / géochronologie / télédétection / géologie structurale / modélisation thermomécanique), se concentrera sur la description complète de ces segments actifs uniques. Le projet MAGMAFAR produira un nombre important de livrables qui couvriront progressivement la description et la compréhension de la TOC magmatique, des processus individuels aux modèles généraux, à diverses échelles de temps.

Sur Terre, les minéraux siliceux sont un produit d’altération aqueuse permettant d’accéder à l’histoire de l’eau liquide des environnements de surface. Ils interagissent aussi avec le cycle du carbone et sont des hôtes durables pour la matière organique dont des plus anciens fossiles connus. Ils constituent ainsi d’excellentes cibles exobiologiques. Ces minéraux ont récemment été découverts sur Mars, à distance et in-situ, mais leur mode de formation demeure mal connu. PALEOSILICA étudiera les minéraux siliceux pour 1) déterminer leur mode de formation sur Mars, 2) qualifier leur potentiel exobiologique martien, 3) affiner notre connaissance de la Terre primitive dont l’emprunte minérale est effacée. Le projet implémente une approche multidisciplinaire et coordonnée, réunissant experts en géologie, minéralogie, planétologie, télédétection, géochimie et astrochimie. Il aura recours à des mesures de terrain, travaux expérimentaux, modèles et analyse de données.

Le facteur de transcription p53 coordonne la réponse cellulaire aux dommage sde l'ADN. Le niveau protéique de la protéine p53et son activité sont contrôlés par un réseau de signalisation comprenant entre autres les kinases de réponses de dommages à l'ADN (DDR) ATM/ATR/DNAPK (PIKKs), la E3-ubiquitine ligase Mdm2, la phosphatase Wip1 et la kinase Chk2. L'activité des kinases/phosphatases et les boucles de rétrocontrôle génèrent des pulses d'accumulation de p53, dont la duré et le nombre détermine les réponses transcriptionnelles médiées par p53 et le destin cellulaire. La compréhension actuelle du système est la suivante: i) l'expression constitutive de p53 et la régulation de rétrocontrôle de sa E3-ubiquitine ligase Mdm2 maintiennent des niveaux protéiques basaux faibles; ii) les PIKKs activent p53 et inhibe Mdm2 tant que les dommages de l'ADN ne sont pas réparés; iii) l'accumulation de p53 déclenche l'expression de Mdm2 et Wip1; iv) Wip1 efface les modifications effectuées par les PIKKs. Bien que ces activités expliquent en grande partie les dynamiques observées de p53, de récents résultats, obtenus par des perturbations pharmacologiques ou des expériences de biochimie, ont mis en évidence l'existence de mécanismes de régulation supplémentaires. Nos groupes se sont intéréssés à des mécanismes de phosphorylation du réseau de réponse aux dommages de l'ADN par p53 (p53-DDR) encore non-explorés: i) les protéines de ce réseau présentent des sites de (dé)phosphorylation par les PIKKs, Chk2 et Wip1 abondants et groupés; ii) les pulses répétés de p53 dépendent de l'activité de Chk2 plutôt que de celle des PIKKs. A partir de ces découvertes, nous formulons les hypothèses suivantes: i) les sites de modifications groupés agissent comme des tampons qui établissent des niveaux de seuil et des horloges moléculaires après les dommages de l'ADN; ii) ATM déclenche les pulses de p53 en réponse aux dommages sévères, tandis que Chk2 est responsable du maintien de l'activité de p53 et permet les réponses cellulaires aux dommages prolongés. Nous proposons de valider ce modèle par des expériences combinées aux niveaux biochmique et cellulaire. Nous évaluerons comment la présence de phosphosites groupés modèle les cinétiques des DDR sévères et prolongées. A cette fin, nous nous concentrerons sur les modifications de Mdm2, Chk2 et Wip1 et comment elles affectent leurs activités. Concrètement: i) nous détaillerons les activités compétitives des PIKKs, Chk2 et Wip1 sur p53, Mdm2, Chk2 et Wip1 site par site et quantitativement grâce à la spectroscopie RMN; ii) nous mènerons des études structurales pour comprendre les mécanismes d'inhibition/déstabilisation de Mdm2, Chk2 et Wip1 par leurs phosphorylations; iii) nous examinerons les rôles fonctionnels des sites de phosphorylation par ingénierie génomique utilisant le système Cas9 et en observant des cellules uniques par microscopie de fluorescence de cellules vivantes; iv) nous évaluerons comment la balance entre les activité des PIKKS, Chk2 et Wip1 modèle la DDR dans les cellules. Ceci nous permettra de construire des modèles mathématiques rendant compte des niveaux de seuil de dommages de l'ADN et prédisant les dynamiques de long-terme de la p53-DDR. Ainsi, en intégrant des informations biochimiques et structurales, des données de signalisation cellulaire en temps réel et nue approche de biologie des systèmes, nous aurons accès à une meilleure compréhension de la réponse aux dommages de l'ADN par p53 et nous pourrons ainsi mieux la manipuler dans le contexte des thérapies anti-cancer.

Les chloroplastes fonctionnent principalement comme des bioréacteurs convertissant la lumière en énergie chimique. En outre, ils agissent également en tant que centre de régulation pour la communication intracellulaire et la médiation des impacts environnementaux en régulant l'expression des gènes nucléaires. Les protéines chloroplastes sont codées par les génomes du plastide ou du noyau. Plusieurs complexes multi-protéines chloroplastiques, tels que celui de la RuBisCO (D-ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase / oxygénase - l'enzyme principale du cycle de Calvin-Benson et la protéine la plus abondante sur terre - sont assemblés à partir de sous-unités issues de chacun des deux génomes plastidique et nucléaire. Toutes les protéines localisées dans les chloroplastes, indépendamment de leur origine, subissent de nombreuses modifications co-et post-traductionnelles (CTM et PTM), qui jouent un rôle important dans la stabilité, l'accumulation, l'activité, l'assemblage et la compartimentation de ces protéines. Cependant, les CTM et les PTM des protéines plastidiques et de leurs modificateurs catalytiques n'ont pas été explorées de manière intensive à ce jour et le nombre de modifications identifiées augmente continuellement. Au cours des dernières années, la collaboration entre les trois équipes (Gif, Münster et Berlin) a conduit à une série de résultats préliminaires mettant en évidence les spécificités des systèmes de modifications N-terminales du plastide ainsi que les fonctions modulées. Ces éléments constituent les fondements du projet CANMORE. L'objectif primordial de CANMORE est d'élucider le (s) rôle (s) des modifications N-terminales (NPM) spécifiques des plastes et leur interdépendance réglementaire avec d'autres PTM. Via trois objectifs interconnectés, nous effectuerons une caractérisation structurale et mécanistique des modificateurs plastidiques impliqués dans les NPM et les PTM associés. Une grande importance sera accordée à la maturation N-terminale non conventionnelle et énigmatique de la grande sous-unité RuBisCO. Une compréhension détaillée des modifications des protéines survenant sur RuBisCO, en particulier dans des conditions environnementales défavorables, sera nécessaire pour parvenir à une compréhension et une éventuelle amélioration future de l'activité de RuBisCO et de la photosynthèse en général. Dans ce contexte, nous fournirons une étude approfondie du N-terminome plastidique et de l'acétylome en réponse au stress thermique, qui est particulièrement important pour l'activité de RuBisCO. Collectivement, le projet CANMORE fournira non seulement une analyse complète de la machinerie du MNP plastidique, mais améliorera également considérablement notre compréhension des conséquences des MNP sur des activités plastidiques spécifiques et lors de l'évolution des conditions environnementales. Pour ce projet, une synergie d'approches complémentaires impliquant la protéomique, la biochimie, la biologie structurale, la génétique et la biologie cellulaire sera proposée. Le projet CANMORE réunira trois groupes très complémentaires [Carmela Giglione, Team1 (France); Bernhard Grimm, Team2 (Allemagne); et Iris Finkemeier, Team3, (Allemagne)] avec des intérêts et un leadership mondial à la fois dans les CTM / PTM et la physiologie des chloroplastes.