Projets

Quantum Electrodynamics (QED) is the theory that unifies electromagnetism and quantum mechanics to describe how light and charged particles interact. Considered as one of the most accurately tested theories, it led Richard Feynman to call it “the jewel of physics”. Yet, in its strong-field (SF) regime, when the light fields E are ultra-intense and close to the so-called Schwinger limit (ES>10^18V/m) in the charged particles rest frame, QED has so far remained ‘terra incognita’ in experiments and the developed SF-QED theory has never received an accurate experimental validation. When the electric field is well above the Schwinger limit (E>1600 ES) in the particles rest frame, QED enters the so-called ‘fully non-perturbative regime’ (NP), for which there is currently no accepted theory to describe how light interact with charged particles. Due to the extreme fields values required, the SF and NP regimes of QED are out of the reach of all experiments envisaged so far with current high-power laser technology, that currently offers the most intense source of electric field on earth. To break this barrier, we propose a new approach based on so-called Doppler-boosted lasers, than rely on plasma optical devices dubbed 'plasma mirrors' to considerably boost the intensity of current lasers by orders of magnitude. By colliding such Doppler-boosted lasers with relativistic electron beams produced by laser-plasma accelerators, it could in principle be possible to reach the fully NP regime of QED. The implementation of such experiment is very ambitious, requires many complementary expertise (strong-field quantum electrodynamics, Doppler-boosting with plasma mirrors, high-intensity laser-matter modelling, laser-plasma acceleration and electron beam manipulation, laser and electron beam spatio-temporal characterization) and considerable funding. In this context, we plan to apply for an ERC synergy grant for the upcoming call. We recently set-up an international consortium of three principal investigators and are in the phase of writing the proposal. The present ANR project would help us support our consortium (on-site meetings and brainstorming) as well as finalizing the writing of our proposal (external ERC expert consultant).

L'objectif du projet PAS-AGRO-PAS est d'augmenter la productivité, l'adaptabilité et la durabilité des systèmes agro-pastoraux méditerranéens, en valorisant toutes les dimensions de leur multifonctionnalité. L’approche systémique mobilisée dans ce projet favorisera l’identification des contraintes qui affectent actuellement la viabilité de ces systèmes pour mettre en œuvre des stratégies adaptées, leur permettant d’évoluer de systèmes agro-pastoraux vulnerables vers des systèmes résilients plus orientés vers la valorisation commerciale de leurs produits. Pour atteindre cet objectif, PAS-AGRO-PAS explorera 10 cas d’étude issus du Portugal, d'Espagne, de France, d'Italie, de Chypre, du Maroc, d'Egypte et de Tunisie, couvrant ainsi un large éventail de caractéristiques et de défis environnementaux, agro-écologiques, économiques, socioculturels et institutionnels; et appliquera une approche systémique de la ferme à l'échelle globale, mettant en interaction trois niveaux d’organisation: (i) Le niveau “agro-écosystème”, avec des interventions sur la productivité et la diversification des cultures, des pâturages et des ressources animales (telles qu'une meilleure valorisation des résidus de cultures, l’utilisation de nouvelles surfaces pâturées, l'utilisation de semences de prairies biodiversifiées, y compris les légumineuses fourragères en rotation avec les cultures, fourrages et variétés de cultures tolérantes à la sécheresse, traitement efficace du fumier, adéquation du cycle de production du bétail aux ressources alimentaires, etc.) favorisant la réduction des intrants, le maintien/l'augmentation de la biodiversité, l'amélioration de la fertilité des sols et la conservation de races locales adaptées – à court terme, et la réhabilitation des parcours et la réduction de la vulnérabilité au changement climatique – à long terme; (ii) Le niveau “composantes socio-économiques de l’agro-écosystème”, avec des interventions valorisant mieux les produits agro-pastoraux (en assurant la qualité, la sécurité et la typicité, ainsi que la création de cahiers de charges visant des signes officiels de l'origine ou de la qualitéde ces produits), favorisant leur intégration dans les marchés et une poussée vers une “vision plus orientée vers la commercialisation” des agro-pasteurs, afin de leur assurer de meilleurs revenus et faciliter le renouvellement générationnel; et (iii) Le niveau "système d'information", où les connaissances traditionnelles des agropasteurs seront sourcées et intégrées aux résultats du projet, dans le cadre d'un processus de co-construction multi-acteurs. La numérisation collaborative, fer de lance de l’Agriculture 4.0, permettra de gérer efficacement à la fois les ressources stockées et l'accès aux outils numériques d'aide à la décision. Par ailleurs, la réussite de PAS-AGRO-PAS, avec des impacts attendus aux échelles ferme, régionale et globale, s’appuiera sur deux piliers: (i) des "activités de renforcement de capacités" des agro-pasteurs basées sur les stratégies alimentaires, l'atténuation et l'adaptation au changement climatique, la qualité des produits, la durabilité économique, la commercialisation et l'entrepreneuriat, le développement inclusif mettant l’accent sur les femmes, les jeunes et les nouveaux arrivants; et des “activités de diffusion et communication” avec les principaux acteurs et décideurs politiques pour fournir des orientations facilitant des cadres structurels, économiques et institutionnels plus favorables aux systèmes agro-pastoraux; et (ii) le développement de la plateforme électronique PAS-AGRO-PAS Méditerranée qui fournira des éléments essentiels à la prise de décision des agro-pasteurs et des décideurs politiques, grâce à la mise à disposition des données, des rapports, des modèles et des applications Web pour l'allocation des ressources, la formulation des rations et la gestion des aliments, la prédiction optimale du poids à l'abattage et le commerce par internet.

Les progrès dans la manipulation quantique d'atomes froids ont déjà conduit au développement de capteurs ayant un impact industriel important (gravimètres appliqués à l'hydrologie ou au génie civil, déjà commercialisés; capteurs inertiels pour la navigation, en phase avancée de développement), mais les capteurs reposant sur des systèmes quantiques solides à base de semi-conducteurs n’en sont encore qu’à leurs balbutiements, malgré des atouts remarquables. Parmi ces systèmes, le centre NV- (azote-lacune) dans le diamant est apparu comme un capteur très polyvalent, permettant de mesurer des paramètres physiques tels que les champs magnétiques et électriques, la tension, la température, et ceci à des échelles allant du nanomètre au millimètre, offrant ainsi des capacités d'imagerie avec des performances de résolution et de sensibilité exceptionnelles. Le développement rapide de ces capteurs à centres NV tient à leur capacité à fonctionner à température ambiante, à celle d’initialiser et de lire optiquement leur état quantique et à la stabilité du diamant. Cependant, à l’exception des magnétomètres à pointes et des détecteurs sensibles de bio-analytes, les transferts technologiques d'autres modalités de détection à base de centres NV sont encore freinés par le développement insuffisant de procédés de mise en forme micro- et nanométrique du diamant. L'ambition de SINFONIA est d’établir une chaîne de valeur nationale de nouveaux capteurs NV, de la croissance des films de diamant de « qualité quantique », à la préparation de membranes plane ou nano-structurées ayant de fortes concentrations en NV, jusqu’à leur intégration dans un magnétomètre industriel permettant le contrôle non destructif de matériaux et dans un imageur de l'activité électrique de neurones en culture. Une méthode de détection originale sans micro-ondes sera également mise en œuvre pour la stabilisation optique du champ magnétique à champs faibles. Le projet s'appuie sur des installations de pointe récemment acquises ou mises à niveau grâce à l'Equipex+ e-Diamant, et sur un savoir-faire internationalement reconnu dans la fabrication de diamant de qualité quantique. Le consortium rassemble toutes les compétences requises en nanotechnologies, physique du NV, métrologie appliquée et électrophysiologie neuronale pour répondre aux applications envisagées. La participation de deux industriels garantira la commercialisation rapide des produits viables, et les partenaires académiques bénéficieront de matériaux de qualité quantique et mis en forme pour tester de nouveaux concepts et dispositifs de détection. Ces recherches fondamentales préparent à la prochaine génération de capteurs à centre NV du diamant.

Acute cardiovascular syndromes (ACS) are the main cause of death in Western society and are caused by atherosclerosis. Intraplaque hemorrhage is a key characteristic of an unstable atherosclerotic plaque at risk for rupture. We propose here that therapeutic approaches to prevent the incidence of intraplaque hemorrhage is a powerful strategy to limit the incidence of ACS and reduce overall disease burden. Intraplaque hemorrhage is caused by leakage of intraplaque microvessels. We hypothesize that mast cells, a potent immune cell type, induce microvascular instability in advanced atherosclerosis and is causally involved in the incidence of intraplaque hemorrhage. We aim to a) elucidate how mast cells in atherosclerosis contribute to microvessel instability and hemorrhage and b) develop therapeutic strategies inhibiting mast cell induced vascular leakage to prevent intraplaque hemorrhage and subsequent ACS. To address these aims, we envision the following strategy: 1) Identify atherosclerosis specific mast cell phenotypes and druggable targets using human atherosclerotic plaque cells. 2) Fate mapping of mast cells in atherosclerosis: to understand the underlying processes of mast cell accumulation in atherosclerosis, we will assess the origin of the mast cells in the plaque. 3) Characterize mast cell dependent intraplaque angiogenesis and hemorrhage: to establish a causal role between mast cells, atherosclerosis, intraplaque angiogenesis and hemorrhage, we will perform mast cell activation and inhibition studies will be performed in apoE-/-Fbn1C1039G+/-, a unique mouse model that presents all these features. 4) Provide therapeutic strategies to prevent plaque instability using human ex vivo atherosclerosis models and experimental models of advanced atherosclerosis. Together, we will gain novel insights in mast cell-induced intraplaque hemorrhage, and novel therapeutic intervention strategies to improve plaque stability and to limit the incidence of ACS.

Pour créer une société durable, nous devons cesser d'utiliser le carbone d'origine fossile pour produire des produits chimiques et des carburants, afin de ne plus augmenter les niveaux de dioxyde de carbone (CO2) dans l'atmosphère. Une alternative consiste à traiter le CO2 non pas comme un simple déchet, mais à l'utiliser comme une matière première neutre en carbone pour la synthèse chimique. Le recyclage du CO2 de cette manière est un défi car sa transformation nécessite un apport énergétique important et de nombreux produits différents peuvent être obtenus, généralement sous forme de mélange indésirable. En combinant l'électricité renouvelable comme source d'énergie et des matériaux catalytiques pour aider à stimuler les voies de réaction souhaitées, l'approche électrochimique est une technologie émergente prometteuse pour la conversion du CO2. Mais des défis fondamentaux persistent lors de l'utilisation de dispositifs électrochimiques dans des conditions de fonctionnement constantes, notamment des barrières énergétiques importantes et des gradients de concentration préjudiciables qui limitent l'efficacité et la vitesse de réaction. Nous proposons une stratégie basée sur l'activation pulsée des réactions de conversion électrochimique du CO2, stimulée par l'entrée de lumière pulsée, qui peut fournir des stratégies pour minimiser les barrières de réaction et régler avec précision les voies de réaction. En combinant des semi-conducteurs absorbant la lumière et des catalyseurs organiques ou inorganiques, nous étudierons la photoélectrochimie par lumière pulsée sur des dispositifs hybrides dans le but d'acquérir une nouvelle compréhension des mécanismes de conversion du CO2, de démontrer une meilleure sélectivité des produits et d'établir une nouvelle frontière dans la catalyse de résonance.

Le projet FLORES propose l'élaboration d'un système de (re)connaissance des plantes et de leur milieu, en lien étroit entre partenaires académiques pluridisciplinaires, associations de naturalistes, collectivités locales et autres communautés impliquées en faveur de la biodiversité. Le système conçu est celui de flores (livres numériques ou papiers) adaptées à un écosystème ou un milieu en particulier (du jardin agroécologique au milieu régional), co-construites avec les actrices et acteurs locaux concernés. Ces flores comprendront d'une part, une description morphologique précise et uniforme des espèces présentes dans le milieu considéré, permettant de les connaître ; et d'autre part de clés de détermination, produites automatiquement à partir des fiches, permettant de les reconnaître. Évolutifs et fondés sur un renseignement participatif d’informations, ces outils représenteront la diversité des formes à tous les niveaux d’organisation, plants, population, espèces, et seront résilients aux erreurs et incertitudes grâce à une modélisation probabiliste des caractères morphologiques et à un fonctionnement bayésien. Simples, compréhensibles, et déployables par des petites communautés, ils seront conçus pour garantir l’autonomie des actrices et acteurs vis-à-vis de la technologie et des groupes sociaux qui la possèdent. Nous comptons ainsi accompagner l’établissement d’un rapport entre les humains et les plantes basé sur l’attention et la (re)connaissance plus que sur la domination et l’éloignement, qui ont leur part de responsabilité dans le franchissement de plusieurs limites planétaires.

Le verre est un matériau très polyvalent qui est omniprésent dans la vie quotidienne depuis des millénaires et qui joue un rôle clé dans les futures technologies avancées neutres en carbone. Toutefois, les modèles actuels de production de verre ne sont pas particulièrement respectueux de l'environnement et entraînent d'importantes émissions de CO2. Pour répondre aux exigences d'une chaîne d'approvisionnement neutre en carbone d'ici le milieu du 21e siècle, le défi pour le verre réside dans les matières premières et les processus de fusion neutres en CO2. Actuellement, la quasi-totalité du verre, tant à l'échelle industrielle qu'artisanale, est fabriquée dans des fours à gaz qui émettent de grandes quantités de CO2, car les fours à gaz permettent une grande flexibilité et une adaptation constante du volume de production, de la température et des conditions d'oxydoréduction, qui ont tous un impact significatif sur les propriétés physiques et chimiques du produit final. Pour limiter au plus vite les émissions de gaz à effet de serre dans tous les secteurs de l'industrie du verre, des alternatives sans carbone doivent être développées tant pour les matières premières que pour les technologies de fusion. En ce qui concerne les émissions de CO2 et la consommation d'énergie, plusieurs options d'amélioration ont déjà été explorées, telles que l'augmentation de la proportion d'hydrogène dans le mélange gazeux, l'utilisation de fours électriques et l'utilisation de calcin comme matière première dans l'industrie du verre et du ciment. L'utilisation de matériaux recyclés dans l'industrie est déjà très répandue et des protocoles avancés existent déjà pour les deux premières solutions. Ce qui n'a pas encore été exploré, c'est l'ajout de différentes proportions de lave volcanique au calcin de verre (max. 50 % en poids) pour produire de nouvelles compositions de verre, ce qui permettrait d'éliminer complètement les carbonates, l'une des principales sources d'émissions de CO2 dans l'industrie du verre. En combinaison avec le verre recyclé, cela permettrait de réduire considérablement la consommation d'énergie du processus de fusion. Un facteur limitant à l'utilisation de ces matériaux naturels est la plage de travail en température du verre dans les limites de ses propriétés physiques et chimiques. Ces restrictions s'appliquent aussi bien aux verriers de l'Antiquité (et aux artisans verriers d'aujourd'hui) qu'à la fabrication industrielle à l'échelle d'une tonne. Plus précisément, les différents processus de travail du verre, tels que l'assemblage, le soufflage et la trempe, sont les mêmes, indépendamment de l'échelle, et sont limités par la plage de travail du verre à haute température. 3Ver s'attaque à tous ces facteurs et vise à développer de nouvelles recettes de verre pour la production sans carbone d'objets de tous les jours dans des fours électriques. Ces nouvelles compositions seront basées sur l'utilisation de calcin en combinaison avec différentes proportions et types de lave volcanique pour éviter l'utilisation de carbonates. L'objectif est de formaliser et d'adapter les nouvelles compositions aux différents processus de fabrication du verre, puis d'optimiser les nouvelles compositions dans un four électrique et enfin de traduire la recherche de laboratoire en une application industrielle. En complément du développement de nouvelles compositions de verre, nous apprendrons aux futures générations de maitres verriers à travailler ces nouveaux matériaux et pouvoir s'adapter à de futures évolutions. L'ensemble du travail de recherche sur les nouvelles compositions et leur adaptation aux gestes verriers sera réalisé avec l'ensemble des partenaires et notamment les enseignants et élèves du Lycée.

Actuellement, le vieillissement de la population représente un défi majeur social et de santé publique. Il est caractérisé notamment par une augmentation de la vulnérabilité des seniors à des troubles physiologiques et métaboliques qui peuvent être dus à une mauvaise alimentation. Différents facteurs peuvent être liés à cette malnutrition : contexte socio-économique, déficit sensoriel, perte d'appétit, problèmes bucco-dentaires ou encore diminution de la mobilité. Si une nutrition préventive tout au long de la vie est essentielle pour limiter la survenue des maladies liées au vieillissement, il est également essentiel de pouvoir proposer une alimentation spécifique et adaptée aux seniors (enrichissement sensoriel et nutritionnel, textures modifiées, portions adaptées, etc.) afin de prévenir et de lutter contre ces troubles. Dans ce contexte, ce projet vise à développer une nouvelle approche intégrant l’implication d’acteurs clés (des agriculteurs aux séniors) lors des phases de conception et développement de produits alimentaires adaptés aux séniors. L’objectif sera de tenir compte de multiples contraintes liées aux produits alimentaires à concevoir (agronomiques, nutritionnelles, technologiques, économiques ou sensorielles), mais également liées aux différents acteurs impliqués. Une recherche participative sera alors menée avec les acteurs de ce système alimentaire : agriculteurs, chercheurs en science des aliments, chefs culinaires, sociologues, diététiciens et seniors non dépendants, afin de mieux comprendre et intégrer leurs comportements, besoins et préférences et identifier des leviers pour développer des aliments adaptés. Différentes associations seront impliquées dans le projet : Alim50+ pour les séniors, Institut Paul Bocuse pour les chefs cuisiniers et Terre et Cité pour les agriculteurs. Cette étude sera ainsi une preuve de concept de mise en œuvre de recherche participative pour concevoir des produits alimentaires sains, durables et appréciés, en intégrant les étapes d’idéation et de co-création multi-acteurs, la construction et la mise en place d’un plan de diffusion et communication des résultats, ainsi que la validation d’acquisition des connaissances par les différents acteurs impliqués.

Le projet MASOC est proposé par deux équipes d’île de France (LSCE et IMPMC) et vise à acquérir des sondes pour la mesure du champ magnétique axial (ou gradient de champ selon l’orientation des sondes) et du dispositif électronique associé. Ces sondes sont d’un usage quasi-quotidien dans un laboratoire de paléomagnétisme et servent à qualifier nombre d’expériences. En particulier, elles servent à s’assurer très régulièrement de la très faible valeur de champ (2-3 nT) régnant dans les fours de désaimantation dits « champ nul » et à bien définir la zone utile dans laquelle les échantillons ne pourront pas être perturbés par un champ résiduel. Elles servent également à mesurer avant et après toute étape thermique le champ de quelques μT (valeur décidée par l’expérimentateur en fonction des échantillons) dans les fours utilisés pour l’obtention de la paléointensité du champ magnétique terrestre à partir des produits archéologiques et des laves. Enfin, elles servent à mesurer le champ magnétique induit dans tout solénoïde en fonction de son diamètre, des caractéristiques de son enroulement et du courant appliqué. Les solénoïdes sont relativement nombreux au laboratoire et utilisés notamment pour l’acquisition de l’aimantation rémanente anhystérétique et de son anisotropie, méthodes très largement utilisées dans les études paléoenvironnementales sur les sédiments marins. Ces sondes sont donc un élément de base pour les mesures magnétiques en laboratoire. Elles sont très robustes, leur utilisation est extrêmement simple et accessible à tous, sans rajout de prix pour la maintenance et les consommables (hormis les piles électriques) et elles ont une durée de vie de quelques dizaines d’années.

Les sédiments marins, lacustres ou continentaux permettent de reconstruire l’histoire des environnements et climats passés et d’établir des chronologies précises pour ces variations. Ces reconstitutions et leur chronologie sont basées sur des analyses géochimiques et/ou statistiques de certains constituants de ces sédiments. Afin d’améliorer ces reconstitutions et d’optimiser l’utilisation des échantillons issus de ces archives sédimentaires, il est nécessaire de séparer les différentes fractions. Cette séparation nécessite un tamisage en phase humide pour préserver les composants fragiles de ces sédiments (foraminifères, radiolaires, verres volcaniques…). Nous proposons pour ce projet d’automatiser ce tamisage en phase humide. Il s’agit de développer une ligne de tamisage automatique qui permettra de tamiser de 6 à 8 échantillons en parallèle au lieu d’un par un actuellement. Le développement de cet équipement bénéficiera notamment des possibilités de réalisation de la plateforme PANOPLY, plateforme analytique adossée aux laboratoires LSCE et GEOPS.

La caractérisation géochimique des matériaux géologiques et archéologiques est primordiale pour comprendre leur nature, origine, interactions avec l’environnement et leur évolution chimique au cours du temps. D’un point de vue analytique, cela nécessite la capacité de mesurer une grande variété d’éléments, qu’ils soient majeurs (abondance >1%), mineurs (0.1–1%) ou traces (<0.1%) avec précision et rapidité sur des échantillons relativement petits. Dans cette optique, ce projet vise à acquérir un ICP-OES (spectroscopie d’émission optique à plasma à couplage inductif) de dernière génération, permettant d’analyser en solution jusqu’à 70 éléments simultanément, en quelques minutes, avec des concentrations de quelques μg/L, sur quelques millilitres d’échantillon, quel que soit le nombre d’éléments mesurés. Cet instrument permet de mesurer des échantillons de nature variée, aussi bien liquides que solides (après digestion multi-acides ou par fusion alcaline). Il est donc bien adapté à l’analyse d’échantillons géologiques (roches, sédiments, sols, coquillages, coraux, concrétions, eau douce et salée), ainsi qu’aux matériaux archéologiques ou patrimoniaux (ossements, poteries, bijoux, peintures). L’ICP-OES sera installé au laboratoire GEOPS où il remplacera un AAS en fin de vie. Il sera géré par des personnels techniques ayant déjà une grande compétence sur les analyses de type ICP-MS et AAS et sur la préparation d’échantillons variés en salles propres. L’instrument complètera le parc instrumental existant à GEOPS et dans la plateforme PANOPLY. Ce projet est soutenu par un large consortium de partenaires franciliens, comprenant des laboratoires actifs en reconstructions paléoenvironnementales, géologie du Quaternaire, archéologie et géoarchéologie (GEOPS, LSCE, LGP, LAPA/IRAMAT, ArScAn et TEMPS). L’utilisation mutualisée de l’instrument ouvrira de nouvelles collaborations entre ces laboratoires et permettra à plusieurs laboratoires d’archéologie de développer davantage l’archéométrie et la géoarchéologie.

La microscopie de cathodoluminescence est une méthode rapide et efficace pour détecter des variations chimiques dans les minéraux et identifier différentes générations de cristallisation. L’installation actuelle disponible à Sorbonne Université (plus de 25 ans) est une cathodyne couplée à un microscope optique et à un appareil photo numérique reflex Nikon. Le nouvel appareillage visé améliorera significativement la facilité d’utilisation de la technique ainsi que les conditions et les performances analytiques. Par exemple, la réalisation d’images mosaïques de l’échantillon analysé sera très aisée et plus précise. Le phénomène de cathodoluminescence permet d’observer un objet différemment du microscope optique en lumière polarisée ou de la loupe binoculaire en mettant en évidence (i) la présence de défauts ou d’impuretés dans la structure du solide ; (ii) la présence d’éléments chimiques excitateurs appelés activateurs en quantités traces, des stries de croissances cristallographiques ou biologiques, des zonations, des processus de dissolution/recristallisation, de distinguer des cristaux polymorphes (par exemple calcite/aragonite) etc. Cette technique analytique apporte ainsi des informations complémentaires quant à la structure et à la composition d’un objet naturel ou anthropique. C’est aussi une étape préalable clé et nécessaire pour des déterminations chimiques ciblées et des datations radiométriques. Les objets analysés se présentent généralement en lame mince non couverte. La chambre d’analyse permet aussi d’introduire tout échantillon de surface centimétrique et d’épaisseur millimétrique. Cette technique est non destructive. Depuis très longtemps utilisée en géosciences, cette technique a montré un fort potentiel en archéométrie notamment pour la caractérisation des matériaux d’origine comme les marbres antiques et pour la reconnaissance des processus de fabrication des céramiques et des verres.

Ce projet a pour objectif l’automatisation de deux étapes significatives qui doivent actuellement être réalisées manuellement lors de la mise en place d’une expérience utilisant le tomographe de la ligne PSICHE du synchrotron SOLEIL. La première étape sera l’implémentation d’un système de porte filtres automatique équipé avec une sélection de filtres optimisée pour différentes configurations de faisceau rose. La deuxième étape sera la motorisation du réglage d’inclinaison de la table en granite sur laquelle l’instrument est installé. La motorisation de ces deux éléments va réduire significativement la durée de mise en place d’une mesure et rendre l’instrument plus facile à utiliser et plus sûr pour des utilisateurs non-experts. Le temps gagné lors des passages entre les différentes configurations pourra être utilisé pour réaliser des mesures test pour la communauté du DIM PAMIR, contribuant ainsi à la préparation et à la réussite de projets demandant du temps de faisceau.

Des acquisitions photogrammétriques et un échantillonnage précis sur un analogue de terrain au réservoir géothermique carbonaté du Jurassique moyen du Bassin de Paris ont récemment été réalisées et sont disponibles à GEOPS. Ces acquisitions ont été effectuées sur des carrières de carbonates du Jurassique moyen de la bordure de plateforme du Bassin aquitain, considérées comme analogue des réservoirs géothermiques exploités vers Evry-Grigny. Le travail de stage consistera à utiliser ces modèles photogrammétriques déjà disponibles pour construire un modèle sédimentologique 3D d’une bordure de plateforme oolithique. La démarche se propose de caractériser les microfaciès, le cadre stratigraphique, la paragenèse ainsi que l’évolution spatiale des paléoenvironnements de dépôt et des propriétés pétrophysiques. Ces résultats seront replacés dans l’affleurement virtuel 3D à l’aide de Virtual Reality Geological Studio (VRGS). Ils permettront d’intégrer différentes échelles d’observations, de l’échantillon à l’affleurement, et d’évaluer la variabilité spatiale des environnements de dépôt. Enfin, les géométries obtenues seront transposées vers le logiciel Petrel© afin de construire un modèle statique 3D habillé en faciès/diagenèse et d’établir des cartes paléoenvironnementales. Ce modèle géologique hautement résolu est un pré-requis à la compréhension des facteurs de contrôle de l’hétérogénéité pétrophysique des bordures de plateforme carbonatée, une des cibles privilégiées pour l’exploitation géothermique en France.

La mission du stagiaire s’inscrit dans le cadre du projet Datatière SHS (en collaboration avec l’URFIST Occitanie) qui rassemble des enseignants-chercheurs, des ingénieurs et des bibliothécaires. Le projet, ancré sur un Fab lab (le DLab SHS, co-porté par le CHCSC), aboutira à la réalisation d’un podcast en sept épisodes sur le cycle de vie des données, la constitution d’un jeu de données 3D et la mise en ligne d’une plateforme de veille et de partage des pratiques quant à l’usage des outils Omeka S et Heurist. Le stagiaire travaillerait sur deux livrables : (i) La participation à la constitution d’un jeu de données 3D. Le stagiaire et le tuteur utiliseront les données d’une numérisation déjà effectuée par le DLab SHS et le musée de la ville de Saint-Quentin-en-Yvelines labellisé « Musée de France » : le scan de l’ensemble architectural des Arcades du Lac (Montigny-le-Bretonneux) et la commanderie templière de La Villedieu (Élancourt). Il s’agirait de déposer et documenter un jeu de données sur Zenodo et le Conservatoire National des Données 3D. Le stagiaire participerait également à l’écriture d’une documentation pédagogique (sous la forme d’un retour d’expérience) déposable sur HAL et la plateforme Callisto de l’URFIST ; (ii) La participation à la mise en place d’une plateforme de veille informationnelle ayant pour but le signalement des bases de données et expositions de collections déployées grâce aux outils Heurist et Omeka S. Ce recensement se concentrera sur les bibliothèques numériques d’institutions patrimoniales. Le tuteur s’assurera des bonnes conditions de travail du stagiaire durant la mission. Ce dernier inscrira sa pratique dans le cadre d’un laboratoire de recherche et des formations lui seront proposées pour monter en compétences : prototypage 3D, données de la recherche, documentation. La création des contenus, la démarche pédagogique et l’encadrement du stagiaire reposeront sur l’usage d’outils numériques éthiques, libres, décentralisés et solidaires.

Ce stage s’inscrit dans un programme de recherche mené au laboratoire PPSM de l’ENS Paris-Saclay, visant à proposer de nouvelles sondes fluorescentes à haute résolution spatiale et temporelle des phénomènes de complexation – réaction – diffusion en jeu dans les couches de peinture historiques, sous-jacents de leur altération. Dans ce cadre, des études détaillées des mécanismes de formation des savons métalliques indiquent que la question de la détection de l’eau dans ces systèmes [pigment inorganique / liant organique] est cruciale. Des travaux récents ont montré que la présence d’eau régit la concentration relative de différents états de coordination de carboxylates métalliques, et exerce une influence capitale sur leur réactivité. La répartition hétérogène de l’eau dans les couches de peinture, résultat de mécanismes de transport complexes pourrait expliquer pourquoi certains mécanismes réactionnels sont eux-mêmes localisés de manière hétérogène à la micro-échelle. Cependant, les méthodes analytiques employées pour sonder spatialement les réactions et les structures chimiques (micro-faisceaux synchrotron, microscopie infra-rouge) atteignent leurs limites lorsqu’il s’agit de sonder la présence d’eau liquide dans ces milieux hétérogènes complexes. Dans ce cadre, le développement de nouvelles sondes moléculaires hautement sensibles et sélectives apparait particulièrement intéressant pour appréhender la réactivité, voire l’altération des couches picturales. Ce stage propose de mettre en œuvre des molécules fonctionnelles dont les émissions de photoluminescence (PL) varient en fonction de leur solvatation. L’étudiant/e implémentera ces molécules dans des systèmes modèles représentatifs de couches picturales, et sondera ces systèmes en utilisant l’instrumentation de microscopie de PL développée au PPSM. L’objectif est d’étudier le comportement PL de ces sondes dans des milieux huileux complexes, et de cartographier la présence de potentielles micro-poches aqueuses dans des couches de peinture. Au cours du stage, l’étudiant/e acquerra des compétences aussi bien d’un point de vue analytique que théorique. D’une part, il/elle sera formé à un panel étendu de techniques spectroscopiques et microscopiques de pointe. D’autre part, il.elle assimilera également des connaissances sur la chimie de phénomènes dynamiques (complexation ionique, diffusion, cristallisation) dans des milieux hétérogènes [pigment inorganique + liant organique], et sur les liens entre microstructure locale et mécanismes physico-chimiques de réactivité.

Le projet ParisRegionPhD « MUSETEX3D » a porté sur la mise au point de nouveaux modes d’études de textiles archéologiques fortement altérés par des méthodes innovantes d’imagerie 3D de rayons X. Au cours du projet, il est apparu que plusieurs équipes françaises avaient développé ces dernières années des axes très originaux de recherche, souvent en partenariat avec des équipes étrangères. L’objectif de cette journée d’étude, qui se déroulera au musée du Louvre, est (i) de faire le point sur la recherche la plus actuelle portant sur les textiles minéralisés, (ii) de partager des travaux d’archéologie, renouvelés par l’étude approfondie de matériaux jusqu’alors déconsidérés, peu accessibles et peu étudiés, et enfin (iii) d’explorer de nouvelles voies de scénographie et de muséographie permettant aux scientifiques et au public de partager les enjeux liés à ces précieuses collections patrimoniales.

Créé le 17 novembre 2003, le Laboratoire de mesure du carbone 14 (LMC14) réalise les mesures de carbone 14 pour la communauté scientifique nationale. Les activités du LMC14 sont implantées sur 2 sites de l’Île-de- France : à St Aubin pour la préparation des échantillons et au CEA Saclay pour la production de cibles de carbone et la mesure du carbone 14 par spectrométrie de masse par accélérateur (SMA ARTEMIS). Deux laboratoires satellites réceptionnent et préparent également des échantillons : le CDRC à Lyon pour l’archéologie et le C2RMF à Paris pour les musées nationaux.

Cet atelier international, accueilli au Centre Pompidou, structuré autour de conférences données par des spécialistes internationaux aux expertises complémentaires, est organisé au terme du projet de recherche ParisRegionFP « Palette de Robert Delaunay ». Il vise à offrir au public un croisement de regards (chimistes, historiens de l’art, restaurateurs, etc.), afin de fournir collectivement une meilleure vision de la problématique de la pratique picturale de Delaunay et de ses contemporains. Une attention particulière sera accordée aux axes de recherche portant sur : (i)– Les matériaux artistiques modernes et leur mise en oeuvre dans les oeuvres picturales : recherches récentes visant à décrypter leur origine (identification dans les oeuvres, marqueurs des différents modes de synthèse et de traitement des pigments, identification des fournisseurs…) et leur utilisation (gestes artistiques, préparation par les artistes de leurs propres formulations picturales…) ; (ii) L’évolution des peintures modernes dans le temps et les défis posés par leur conservation : Nouvelles connaissances chimiques sur les mécanismes d’altération actifs dans la couche picturale moderne, ainsi que les tendances actuelles des procédures de restauration mises en oeuvre dans les collections d’art moderne au niveau international ; (iii)– Le contexte historique de la production de peintures modernes : investigations visant à suivre l’utilisation des pigments selon les théories de la couleur du début du XXe siècle, à un moment clé de l’histoire matérielle de la peinture. La question de l’interaction entre les peintres modernes tels que Delaunay et leurs contemporains sera également abordée. L’atelier s’inscrit dans une démarche de diffusion vers le grand public : les espaces de conférence du Centre Pompidou sont en effet obligatoirement ouverts à l’ensemble des visiteurs du musée. En plus des conférences scientifiques, un documentaire tourné dans le cadre du projet « Palette de Robert Delaunay » sera projeté pour la première fois au public.

L’« association des chercheurs francophones en géochimie organique », ou « FROGs » (French Researchers in Organic Geochemistry), organisera la sixième édition de son congrès à Paris du 8 au 10 juillet 2024. Le congrès est avant tout un lieu d’échange entre étudiants, chercheurs, enseignants-chercheurs, acteurs du secteur privé, spécialistes en matériel analytique, etc. La philosophie de l’évènement est restée la même au fil des ans, puisqu’il repose sur des communications orales et des posters présentées exclusivement par des jeunes chercheurs non-permanents : étudiants (licence, master 1, master 2), doctorants et post-doctorants. La présente demande vise à couvrir une partie des frais du congrès, dont l’inscription est gratuite pour tous. Les thématiques de recherches abordées au cours du congrès sont très vastes et couvrent tous les aspects liés à l’étude des Matières Organiques (organismes vivants, systèmes aquatiques océaniques et continentaux, sols, sédiments, archéologie, exobiologie, climat, polluants organiques, microplastiques, ressources, isotopes stables, etc.). Les recherches menées sont basées sur la caractérisation, à l’échelle globale ou moléculaire, de la matière organique naturelle ou anthropique via les outils de chimie analytique dans l’ensemble des matrices géologiques, environnementales ou patrimoniales, qu’elles soient liquides, solides ou gazeuses. Elles concernent des champs thématiques prioritaires identifiées par le DIM PAMIR. Les besoins en caractérisation des matières organiques et les questions liées à la préservation et la modification des matériaux concernent tout autant les archives sédimentaires que d’autres objets patrimoniaux, en particulier les œuvres d’art. Des présentations en lien avec l’ensemble de ces thématiques sont attendues et à même d’intéresser l’ensemble du réseau du DIM PAMIR.

Le projet ANGELSHARE a pour but d’étudier avec l’imagerie par spectrométrie de masse la croissance et l’interaction du champignon opportuniste, Baudoinia compniacensis, avec le bois de barriques très anciennes, de plus de cent ans d’âge. Ce microorganisme, qui pousse dans les chais de vieillissement des eaux-de-vie dans la région de Cognac, mais aussi près des distilleries et dans d’autres régions viticoles et de production d’alcools, est responsable du noircissement des murs intérieurs et extérieurs. Il est réputé croître en présence des vapeurs d’alcool toujours présentes, lesquelles sont communément appelées la Part des Anges. Il est dit qu’il n’interagit pas avec les bois de chêne jeunes, cependant les bois très vieillis sont toujours tous trouvés noircis, comme leur environnement. Cette interaction, si elle a lieu, peut avoir à long terme une influence sur les qualités gustatives des alcools contenus. Ce projet vise donc à mieux connaitre et préserver un patrimoine matériel (les barriques anciennes de cognac) mais aussi à enrichir un patrimoine immatériel, le savoir-faire traditionnel de la filière de production du cognac.

L’orseille, appelée également pourpre française, est un colorant d’origine végétale, généralement de couleur rouge-violette, employée en substitution de la pourpre de Tyr aussi bien en teinture qu’en peinture. Cependant l’analyse des matières colorantes des manuscrits du XIe siècle du Mont Saint-Michel a révélé une palette de couleur bien plus large pour ce colorant allant du rose au marron en passant par le violet. La teinte marron est source de questions : s’agit-il de la couleur initialement souhaitée ou d’une dégradation de la couleur originelle ? Dans le cas des manuscrits du Mont Saint-Michel, les deux hypothèses semblent vraisemblables selon les enluminures. Ce projet porte sur trois questions relatives à la couleur de ce colorant. Un premier axe abordera le mode de fabrication de ce colorant au cours duquel on cherchera à identifier les paramètres permettant d’obtenir les différentes teintes observées et à relier la couleur à la composition moléculaire du colorant. Un deuxième axe sera centré sur l’étude de la dégradation de ce colorant à la lumière en s’attachant à déterminer la cinétique et les mécanismes de sa dégradation. Finalement, l’impact de la dégradation sur les signaux obtenus par les principales techniques non-invasives sera examinée afin de s’assurer de la fiabilité de l’identification de ce colorant malgré l’altération. L’essentiel de ce travail sera réalisé sur des palettes modèles fabriquées selon les techniques traditionnelles par une enlumineuse professionnelle en utilisant les équipements d’analyse et des enceintes de vieillissement disponibles en laboratoire. Une partie du projet sera toutefois dédiée à l’analyse de ce colorant sur une sélection de manuscrits enluminés de la BnF afin d’élargir le corpus et voir si un lien peut être fait entre teintes, état de conservation et signaux enregistrés. L’ensemble de ces données permettra de mieux comprendre les facteurs à l’origine de la gamme de couleur observée pour ce colorant encore trop souvent sous-estimé, ainsi que d’assurer une identification fiable indépendamment de sa teinte.

Cette thèse vise à améliorer les connaissances actuelles sur les natures et rythmes des changements culturels et comportementaux ayant eu lieu au cours du Paléolithique inférieur en Basilicate dans le sud de l’Italie (de 780 000 ans à ~ 350 000 ans). Pour cela, ce projet ambitionne d’obtenir des données géologiques, géochimiques et chronologiques robustes pour plusieurs sites archéologiques majeurs et séquences géologiques de cette période. Alors que l’obtention de chronologies fiables pour des sites associés à l’émergence en Europe de la culture dite « acheuléenne » (industries de façonnage dont l’outil emblématique est le « biface ») constitue toujours un obstacle majeur à la compréhension des changements évolutifs du Paléolithique européen dans sa globalité, la région de la Basilicate de par sa géologie, constitue un laboratoire unique à l’échelle européenne, propice au développement d’approches multidisciplinaires. Cette zone, fortement tectonique et associée à une forte activité volcanique, est propice à la conservation des vestiges (enfouissement rapide) mais aussi à leur datation. Les objectifs de la thèse sont les suivants : 1) Améliorer la datation de plusieurs sites majeurs de cette zone (Cimitero di Atella, Notarchirico et Loreto) par une approche muti-méthodes incluant des datations 40Ar/39Ar, de la téphrochronologie, des datations ESR et ESR-U/Th. 2) identifier et étudier par sédimentologie et géochronologie) d’autres localités du Paléolithique inférieur à fort potentiel archéologique mais également paléo-environnemental dans la région ; 3) caractériser d’un point de vue géochimique et géochronologique l’histoire éruptive du volcan Vulture, principale source des dépôts volcaniques datables dans cette zone et retrouvés dans les séquences archéologiques et paléo-environnementales.

Au début du IIe millénaire de notre ère, durant l’Anomalie Climatique Médiévale et la transition vers le Petit Âge Glaciaire (ACM-PAG, 1100-1450 CE), la culture thuléenne, formation archéologique à l’origine directe des Inuit1, se développe sur les côtes du détroit de Béring et de l’Alaska. Malgré de nombreuses études archéologiques dans la région, les indicateurs climatiques locaux restent rares ce qui limite notre compréhension des interactions complexes humains-environnement à cette période clef de l’émergence de la culture Inuit. La conservation exceptionnelle des bois d’architecture thuléens dans les sols gelés de la région est pourtant propice aux études dendro-chronologiques et -climatique mais ces bois sont longtemps restés inexploités. Récemment, deux chronologies isotopiques du carbone et de l’oxygène ont été réalisées sur des bois alaskiens (935 à 1157 CE). Elles ouvrent la voie vers une interprétation paléoclimatique locale et fournissent des résultats très encourageants pour dater des bois indatables en dendrochronologie conventionnelle. Cependant, ces chronologies sont courtes (222 ans) et reposent sur un faible nombre de bois (1 à 5). Le projet IsotOk est une approche interdisciplinaire innovante pour renforcer et poursuivre dans le temps ces chronologies isotopiques en appliquant la dendrochronologie conventionnelle et la dendroisotopie à l’une des rares collections dendroarchéologiques d’Alaska : les bois d’architecture du site thuléen de Nukleet (Nord-Ouest de l’Alaska) collectés en 1949. Hébergée à l’University of Alaska Museum of the North, ces bois sont demeurés inexploité. Après un nécessaire inventaire, nous proposons de mener l’analyse dendrochronologique de 70 bois, et l’analyse isotopique de 8 d’entre eux au Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (CEA-Saclay). Ces chronologies renouvelées permettront d’exploiter le potentiel chronométrique et paléoclimatique de ces bois d’architecture et d’affiner à une résolution annuelle notre compréhension de l’environnement changeant des « premiers » Inuit du littoral alaskien.

Le projet PASSÉ-Référentiel, proposé par les équipes expérimentales du LSCE, a pour objectif l’optimisation et la sécurisation des espaces de stockage des séries sédimentaires dans la carothèque du LSCE. Il est soutenu par plusieurs équipes de recherche d’Ile de France, françaises et internationales. La carothèque du LSCE située à Gif-sur-Yvette, non réfrigérée artificiellement, est la plus grande carothèque « naturelle » de France et d’Europe. Cette carothèque d’environ 800 m2 est un lieu tout à fait unique, car les conditions d’humidité et de température y sont naturellement optimales pour la préservation d’un patrimoine scientifique inestimable. En effet, environ 27 000 demi-sections d’1,50 m à 2 m de carottes sédimentaires marines ou lacustres y sont entreposées. Ce nombre s’accroit à chaque mission, depuis plus de 50 ans. L’étude de ces carottes joue un rôle important dans la compréhension des changements climatiques et contribue ainsi aux rapports du GIEC. De ce fait, cette carothèque a une visibilité nationale et internationale dans la communauté scientifique travaillant sur les archives climatiques et environnementales. De nombreuses équipes (chercheurs, doctorants, personnel technique) y viennent régulièrement pour échantillonner en vue de la réalisation de nombreux projets scientifiques de pointe dans les études des variations passées du climat et de l’environnement. Cet espace demande à être optimisé et sécurisé. En effet le matériel, (notamment les étagères) qui permet de stocker ces carottes s’est fortement dégradé au fil des années et donc devenu dangereux pour la sécurité des utilisateurs. L’acquisition de nouvelles étagères et la manutention associée sont donc indispensables à la bonne organisation, conservation et utilisation de cette collection unique d’archives.

DUAL-CLUMPED vise à doter la région d’un équipement pour les premières analyses de clumping isotopique double (Δ47+Δ48) en France, où seulement deux équipes maîtrisent la mesure du clumping simple Δ47 (dont l’IPGP). Ce couplage permettra un diagnostic ferme, sans hypothèse et longtemps attendu, sur la température de formation des carbonates et phosphates des enregistrements sédimentaires. Ce paramètre est déterminant pour contraindre l’évolution des environnements et climats de la Terre au cours des temps géologiques, et ainsi mieux fixer les conditions d’apparition et d’évolution de la vie, ou appréhender l’évolution climatique actuelle. Ce nouveau traceur Δ47+Δ48 permet également, par analyse de la phase minérale uniquement, de caractériser d’autres conditions de formation ou d’altération de ces minéraux, centrales à d’autres questions scientifiques où la température n’est pas le premier paramètre d’intérêt (e.g., origine du fluide minéralisateur, origine des matériaux biologique ou abiotique, préservation du signal isotopique originel, identification des mécanismes de bio-carbonatation jouant un rôle majeur dans le contrôle du cycle du carbone, potentiel d’identification des traces de vie primitive). Toutes ces questions pourront être abordées notamment grâce à l’étude d’échantillons provenant des collections de Géologie et de Paléontologie du MNHN en collaboration avec quatre laboratoires membres du DIM PAMIR (GEOPS, IMPMC, ISTEP, CR2P). DUALCLUMPED prévoit l’acquisition d’un spectromètre de masse de rapport isotopique pour analyser les abondances des molécules multi-substituées rares 13C18O16O et 12C18O18O des carbonates ainsi que la construction et l’interfaçage d’un système de préparation automatisé des échantillons. Ceci permettra: (i) d’augmenter la rapidité (ie., mobilisation réduite de personnel) et la facilité d’acquisition de ces données (avec analyse et traitement user-friendly) ; et (ii) de caractériser une grande diversité des matériaux carbonatés à très haute précision (± 1°C). L’équipement sera ouvert, via la plateforme PARI, à de nombreux utilisateurs/applications en collaboration ou prestation.

Beams est une medtech, spin off du CNRS, créée en 2021 développant des solutions d’imagerie intelligentes pour améliorer le traitement du cancer. La première gamme de produits développée par Beams vise à améliorer la chirurgie oncologique. Cette stratégie thérapeutique est née d’un besoin clinique. La chirurgie est en effet la modalité la plus utilisée en première intention lors du traitement d’un cancer. Or, le nombre de ré-interventions pour une récidive locale reste encore important aujourd’hui, touchant en moyenne entre 20 et 50 % des patients opérés, selon le type tumoral considéré. Pour limiter les récidives locales, l’enjeu consiste à retirer le plus de tissus tumoraux possible, sans endommager les tissus sains adjacents afin de préserver la qualité de vie des patients. La solution proposée par Beams intègre la technologie TRIOP (Tumor Resection IntraOperative Probe), brevetée et développée dans le laboratoire du CNRS IJCLab à Paris Saclay. Utilisée par le chirurgien en per-opératoire, la sonde couple deux fonctionnalités : - La détection in-situ de radiotraceurs émetteurs de particules β, qui présente l’avantage de localiser les tissus cancéreux radiomarqués avec une sensibilité élevée ; - L’aspiration de tissus mous, sécrétions ou sang qui viendraient altérer la performance de détection. À terme, ce dispositif pourra également être couplé à d’autres outils d’aide à la chirurgie (navigation chirurgicale, microscope opératoire, robotique) ou adapté à d’autres usages (endoscopie, outil d’exérèse). Quelle que soit son association, la sonde permet au chirurgien de déterminer, précisément et en temps réel, la localisation d’éventuels résidus tumoraux de l’ordre du millimètre. Mieux guidé, le geste opératoire est plus précis, entraînant une diminution du nombre de récidives, la réduction potentielle de traitements adjuvants lourds et l’amélioration de la durée et la qualité de vie des patients. Ces bénéfices pour le patient auront également un impact économique fort, en limitant le nombre de chirurgies de ré-intervention, complexes et coûteuses.

Le projet AM3L développe des métamatériaux par la combinaison de la fabrication additive métallique et de l’ingénierie de surface. Ces métamatériaux sont élaborés dans une démarche d’éco-conception et offrent des solutions sur-mesure pour des applications d'amortissement de choc et de filtration haute performance. L'innovation AM3L, issue de plusieurs années de recherche au CEA et protégée par un portefeuille de brevets, accroit les performances de ces nouveaux matériaux architecturés et multifonctionnels.

Le projet CYCLES vise à utiliser une source plasma innovante et des catalyseurs de chimie classique pour recycler du dioxyde de carbone CO2 en méthane CH4 en utilisant de l’hydrogène H2 et ainsi produire du gaz de ville neutre en CO2.

Augmenter l'autonomie des Dispositifs Médicaux lmplantables Actifs (DMIA) représente un enjeu majeur pour le suivi des patients. La limitation principale des DMIA demeure liée à la durée de vie de la batterie, dont la taille peut représenter jusqu’à 90% du volume de l'implant. Cela restreint les applications des DMIA, notamment lorsqu'ils ont besoin d'être implantés en profondeur dans le corps humain. Le projet BIOMMS (BIOMedical MicroSources) vise à la création de micro-sources d'énergie pour télé-alimenter une nouvelle génération de DMIA sans batterie.

In the CORSAIR project, I propose to study and control subradiance, namely the suppression of collective spontaneous emission, in sub-wavelength arrays of two-level atoms, using a new atomic physics platform. Understanding and controlling how an ensemble of quantum emitters collectively emits or absorbs light is vital in several areas of science and technology. However, the description of this problem is a challenge since it amounts to a dissipative quantum many-body problem. This is why I propose to develop a new experimental research direction towards the following specific objectives: (i) The building of an experimental platform able to create ordered 1D and 2D arrays of atoms with sub-wavelength spacing, and high-fidelity detection of excitations in the arrays. (ii) The selective excitation of subradiant excitations, i.e., where collective spontaneous emission is strongly suppressed. I will develop an addressing scheme to populate a subradiant state with high fidelity and perform experiments demonstrating tailored light storage and retrieval, and metrological enhancement by subradiance. (iii) The understanding of how atomic correlations can be dissipatively engineered via subradiance. I will strive to observe the fermionic correlations that are predicted to emerge from collective decay in arrays, and I will map the phase diagram of a driven two-level atomic array. These objectives will be reached by developing dedicated new tools. I will use dysprosium, an atomic species with properties that allow novel cooling and trapping schemes that I propose to use. In the rich spectrum of Dy, I will isolate a two-level system with a narrow linewidth. I will further develop a novel addressing tool, that allows to drive an array with an alternating phase profile which directly excites a subradiant excitation. I will rely on a broad transition to perform time- and position-resolved high-fidelity measurements of excitations and correlations in the two-level arrays.

Economic ideas play a vital role in public decision-making. The energy sector is an emblematic case: competition policies (e.g. anti-trust laws, deregulation), taxation, emission permits and sustainable-growth programmes all have origins rooted in economic reasoning. Today, more than 80% of the world's primary energy comes from fossil fuel combustion, contributing strongly (75% of CO2 emissions) to climate change. To understand the historical developments that led to this situation, an in-depth examination of past economic discourses, concepts, theories, models and policy recommendations is essential. This has not been done to date. ETRANHET's ambition is thus to write the first ever history of energy transitions in economic thought, on a global scale. ETRANHET will analyse how economics has dealt with energy issues and transitions since the early 19th century, in diverse market-economy contexts (5 areas: Continental Western Europe, the British Isles, North America, Latin America, Japan). Deliberately going beyond the English-speaking literature, it will perform an unusual decentring of the history of economic thought. ETRANHET aims to characterise the context-dependency of past economic views of energy. It seeks to uncover forgotten, yet relevant, ideas that could enrich current research into the energy transition. And it intends to precisely determine how the economic discipline has been able to influence decision-making in energy matters. ETRANHET is a multidisciplinary project mobilising historiographical and science studies methods to study past economists and economic thinking. Digital humanities and archival research will be key, including the creation of electronic repositories, making new valuable material available to historians. By taking a fresh look at today's challenges in relation to the low-carbon transition, ETRANHET will contribute to show that the history of ideas has a role to play in contemporary debates on sustainability.

Negative curvature features of Artin groups, surface mapping class groups and outer automorphisms of free groups have been the subject of intense study in geometric group theory. I propose to confront this viewpoint with recent developments in measured group theory and operator algebras. The focus is on obtaining structural and rigidity theorems in measure equivalence, and for von Neumann algebras associated to these groups and their ergodic actions. A first goal is to pursue the classification of right-angled Artin groups up to measure equivalence, describe the class of groups that are measure equivalent to a given one, and tackle the question of their rigidity for integrable measure equivalence. Beyond the right-angled case, I aim for new superrigidity theorems, both for quasi-isometry and measure equivalence, for many Artin groups (of hyperbolic type, of FC type); this will require describing lattices in the automorphism group of their Cayley complex. A second goal is to prove the proper proximality of Out(Fn) in the sense of Boutonnet, Ioana and Peterson, which would yield strong rigidity results for von Neumann algebras associated to its compact actions. This will require developing an analogue for Out(Fn) to the Masur-Minsky theory for mapping class groups. These new tools, as a by-product, are likely to be helpful to tackle some of the most challenging questions on Out(Fn), like the Farrell-Jones conjecture. The biggest challenge will be to investigate the group von Neumann algebra L(G), when G is an Artin group, a mapping class group, or Out(Fn). I will start with the W*-classification of right-angled Artin groups with finite outer automorphism groups. Ultimately, I aim at proving structural properties of L(G), like primeness, when G is as above and, as a long-term goal, establish rigidity phenomena.

Polynomial equations and inequalities raises fundamental theoretical issues, many of which have been answered by algebraic geometry. As of applications, nonlinearity is also a formidable computational challenge. Based on recent proof-of-concept works, I propose new foundational methods in computational nonlinear algebra, motivated by the need for reliability and applicability. The joint development of theoretical aspects, algorithms and software implementations will turn these proof-of-concepts into breakthroughs. Concretely, I will develop a theory of transcendental continuation for the numerical computation of a wide range of multiple integrals, based on a striking combination of algebraic geometry, symbolic algorithms and numerical ODE solvers. This would enable the computation of many integrals (e.g. volume of semialgebraic sets, or periods of complex varieties) with rigorous error bounds and high precision, more than thousands of digits. Building upon transcendental continuation, I propose to design algorithms to compute certain algebraic invariants of complex varieties related to algebraic cycles and Hodge classes, far beyond the current reach of symbolic methods. This surprising application is backed by a recent success on Picard group computation. Applications include algebraic geometry, with the development of computational tools to experiment on concrete examples and build databases that document the largest possible range of behavior. Besides, I propose applications to Diophantine approximations, Feynman integrals, and optimization.

The project explores a new class of silicon photonic devices and circuits in a three-dimensional integration technology for the generation, control, and reception of free-space laser beams. This research is motivated by the surging importance of communication, sensing, and imaging applications exploiting optical beams propagating in the free space and their urgent need for compact and flexible devices. Currently available integrated solutions based on planar integration technologies are fundamentally limited by either narrow operational bandwidth and reduced shaping capabilities or small apertures and limited steering ranges. The original idea of the BEAMS project is to overcome these limitations by developing multi-layer antenna arrays, metasurfaces, and photonic control circuits exploiting an approach based on three-dimensional integration. This multi-pronged concept will enable unmatched performance in aperture size, efficiency, bandwidth, control flexibility, and power which cannot be achieved by currently available scientific and technological solutions, enabling the development of integrated photonic devices for long-range and broadband free-space applications. Exploiting these new capabilities, the project will demonstrate in particular innovative photonic devices for optical communications, targeting a kilometer-long communication link in free space with multiple wavelength channels. Through its research program, the BEAMS project will combine the fields of integrated and free-space photonics, opening a plethora of new possibilities with a large impact on science and society.

The wave/particle duality is one of the counter-intuitive traits of quantum mechanics. The fundamental constituents of matter and light can be either apprehended as corpuscules or waves depending on the choice of the measurement apparatus. In the case of light, one can either decide to measure the quadrature of the electromagnetic field or count the photons impacting the detector. These two modalities come with pros and cons, the first one is sensitive to both the phase and the amplitude of the field but at the cost of a fundamental noise associated to vacuum fluctuations while the latter is only sensitive to the energy of the field but at the Photons lie at the heart of the human experience; they are the most direct way to sense our immediate material environment. A light source irradiates material objects in its surroundings and depending on their composition, materials will re-emit the incident light with slight variations in intensity and color. In the course of the last century, the meaning of imaging has been considerably broadened, scientific and technological advances have enabled the detection of single quanta of light from further away, at smaller scales, and on a considerable enlarge portion of the electromagnetic spectrum. At one extremity of the spectrum, the field of microwave quantum optics (1-10 GHz) has emerged as a powerful tool to probe quantum systems. We have recently demonstrated high-performance single microwave photon detection based on elementary superconducting circuits. Based on this novel method, a new window on new material systems is opened at unprecedented sensitivities. This proposal aims at the improvement of the newly developed single microwave photon detector for the exploration of new luminescent systems in the microwave domain. In particular, the detection of individual paramagnetic electron spins for quantum computing and quantum-enhanced sensing applications; and the search of one of the leading dark-matter candidates, axions.

Forests cover a third of the vegetated surface of the Earth and interact with global climate. These interactions are being altered by human activities at an unprecedented scale, both in their rate and in their geographical extent. At present, Earth system models (ESMs) struggle to predict how these climate-vegetation interactions will evolve in the future because of varied responses of the carbon cycle in their Land Surface Models (LSMs). This long-standing issue leads to widely varying atmospheric CO2 concentrations and hence varying climate projections under the same scenarios. LSM projections of forest biomass and carbon balance increasingly diverge over longer periods, thus limiting confidence in future climate projections. The goal of this proposal is to develop a new cross-disciplinary framework to constrain climate projections by jointly improving the simulation of forest growth and water use efficiency (WUE; the ratio of photosynthesis to transpiration) at long time scales (decades to century) using novel observational standards for historical growth and physiology derived from tree-ring data. The following three objectives are addressed: (1) advance the mechanistic representation of tree-ring growth and stable isotopes in the global LSM ORCHIDEE, the terrestrial component of the IPSL ESM; (2) use tree-ring data together with eddy covariance flux measurements to improve the capability of the model to simulate the effects of changing climate, CO2 and nitrogen on forest growth and WUE; (3) provide the first climate simulations until 2100 constrained by historical forest responses. The constrained projections will reduce uncertainties on the feedbacks of altered tree growth and physiology on climate. The proposed work will bring into Earth System modelling decades of advances made by dendrochronologists around the world, providing at last a critical long-term constraint for the land surface modelling community as ice-cores are for global circulation models.

In the global warming era, heat stress is a major threat for both yield stability and yield increase. Plants have evolved a variety of sophisticated mechanisms to adapt to challenging environments. Epigenetic regulations allow them to dynamically reprogram their transcription machinery to adapt to an ever-changing environment. Both histone marks and the 3D organization of the chromatin are instrumental for this coordinated regulation of gene expression according to environmental cues. Yet, the overwhelming majority of available data on chromatin dynamics in response to stress has been obtained in Arabidopsis, and cannot be directly transferred to crops. Due to the expansion of NGS technologies, we are currently facing a change of paradigm, empowering the development of genome-wide approaches on crops. In this project we focus on wheat. Wheat is the 1st cereal worldwide for trade, and the demand is expected to increase by 60% by 2050. My main objective is a thorough understanding of the priming for heat stress resistance in wheat. To this end, I propose to develop a new tri-dimensional (D) functional genomics approach, integrating epigenomic (1D), transcriptomic (2D) and chromatin architecture (3D) data to elucidate the molecular basis for priming in wheat. Moreover, this project will go beyond addressing the challenge of deciphering epigenetic regulatory processes underlying priming. It also includes the development of innovative tools for novel breeding strategies that will harness epigenetic variability in addition to genetic diversity. We propose to generate a new generation of molecular markers that do not rely on DNA sequence polymorphisms, and that can be readily used in traditional breeding programs as such, or as complementary tools for efficient QTL introgression. Such markers will be used to tag new traits, to follow a new generation of alleles as well as to unveil new types of genetic diversity in existing collections of germplasms.

State-of-the art implantable actuating devices, such as automated prosthetics, have time-limited operational capacities because they are sustained by batteries which, ultimately, rely on external power sources to be recharged. INTEGRATE proposes a radically new way to solve this problem: use metabolic energy from the patient to power implanted devices. To achieve this ambitious goal, INTEGRATE will develop i) new 3D printable soft actuating materials inspired by human muscles whit high performances and low power consumption and ii) an artificial organ capable of harvesting metabolic (biochemical) energy and transform it into electricity. The actuating materials (Bionic Muscles) will be prepared via self-assembly of biocompatible colloidal liquid crystals and stimuli-responsive polymers. A modular design and 3D printability will offer the possibility to manufacture these materials on the basis of patient’s anatomy and needs. The Energy-Harvesting Organ will be capable of converting pH differences within various body fluids (e.g. gastric juice and saliva) in electricity with high efficiency, providing the necessary power to sustain the Bionic Muscles. This research will revolutionize the field of implantable devices and will represent a turning point in robotics, wearable technologies, materials science, energy conversion, and materials engineering.

Particle accelerators are devices of primary importance in a large range of applications such as fundamental particle physics, nuclear physics, light sources, imaging, neutron sources, transmutation of nuclear waste. They are also used every day for cargo inspection, medical diagnostics and radiotherapy worldwide. Electron is the easiest particle to produce and manipulate, resulting in an unequaled energy over cost ratio. However, there is an urgent and growing need to reduce the footprint of accelerators in order to lower their cost and environmental impact, from the future high-energy colliders to the portable relativistic electron source for industrial and societal applications. The radical new vision we propose will revolutionize the use of accelerators in terms of footprint, beam time delivery and electron beam properties (stability, reproducibility, monochromaticity, femtosecond-scale bunch duration), which is today only a dream for a wide range of users. We propose developing a new structure sustaining the accelerating wave pushing up the particle energy, which will enable democratizing the access to femtosecond-scale electron bunch for ultrafast phenomena studies. This light and compact accelerator, for which we propose breaking through the current technological barriers, will open the way towards compact industrial accelerators with an energy gain gradient of more than 100 MeV/m and enlarge time access in the medical environment (preclinical and clinical phase studies). This new accelerating structure will be combined with a conventional femtosecond-scale electron source, to provide a compact layout based on a multi-skill competence (non linear optics, High power optical source, accelerators, dosimetry) secured by industry partners. Its size and weight will for example enable it to be mounted on a robotic arm, to move around a patient for medical applications or material inspection for industrial applications.

The elder wand of telecom wizards would coherently change the color of light. But while the laws of physics do allow mutating the photon chroma, all attempts to date have been very inefficient for large frequency mismatches. PALANTIRI will initiate a technological breakthrough by providing a viable development path for integrating the coherent and efficient interconversion of information between microwaves and light on a chip. We propose a radically new approach building on quadripartite (microwave photon-magnon-phonon-optical photon) hybridization process. The idea is to exploit opto-mechanical effects while inserting a magnetic element that maintains high cooperativity both with a mechanical mode through magneto-acoustic coupling and with the microwave antenna through inductive coupling, while exploiting magnetic texture to achieve perfect matching of the microwave precession profile with the optical mode. This opportunity has recently emerged from progress in material science, which allows the fabrication of freestanding micron-size slabs of ultra-high quality magnetic insulator yttrium iron garnet. The suspension greatly suppresses any leakage of phononic or photonic oscillating energy through the substrate. PALANTIRI’s scientific objectives are to deliver within 42 months a proof of principle on-chip analog coherent frequency converter with efficiency of the order of unity (TRL2). The delivered phase-sensitive device will provide the breakthroughs needed to achieve a radical expansion of the connectivity capacity of a backhaul network for enabling high-speed internet access for everyone from any location. It will also provide the elementary brick to build the quantum-ready internet infrastructure of the future. To achieve these goals, our consortium consists of six academic partners (CEA, MLU, CNRS, TUD, ICN2, MPG) from four EU countries (FR, DE, NL, ES) and one industrial partner (TSST). The global budget of the proposal is 3,3M€.

We propose to deliver a novel technology for the nuclear industry to open the possibility of direct monitoring of nuclear reactions inside nuclear power plant cores. The new technology centres on a radically-new and totally counter-intuitive approach to radiation detection that has arisen from neutrino physics research. As of today, direct and rapid in-situ measurement of nuclear reactor fission activity is not possible. Our technology is expected to make this possible by using the copious neutrinos that stream out of nuclear reactors. Achieving this leap relies on the paradigm shifting nature of our approach. Detection of radiation makes extensive use of light emitting materials known as scintillators. These are nearly always transparent, to allow the light to be seen and measured. Our radically-new approach is to use an opaque scintillator, coupled with a lattice of optical fibres to extract the light. This technique naturally provides high-resolution imaging of anti-matter annihilation plus many other types of radiation (e.g. betas, gammas, neutrons), improving the signal to noise ratio of anti-neutrino detection by a factor >10x. Consequently, our technology would be able to tolerate the high background environment close to a reactor. The civil nuclear industry will benefit in a range of ways from safety and societal reassurance to operational efficiencies with a direct economic return. Our technology will also be able to provide remote monitoring and information on any nuclear processes that emit neutrinos, opening many potential new markets. Examples include spent nuclear fuel containers, fuel pools and waste disposal sites as well as nuclear warheads and fusion reactors such as ITER. Our inter-disciplinary consortium pulls together experts from mechanical and electronics engineering, nuclear and particle physics, chemistry and computing with our major industrial partner in the civil nuclear energy industry to make this radical new technology a reality.

Among the thousands of extrasolar planets discovered, Earth-like objects focus our attention to seek new habitable worlds. Eleven Earth-sized planets have already been discovered in the Habitable Zone (HZ) of their host-star, including three in the TRAPPIST-1 planetary system. Deciphering their atmospheres is the challenge of the next decade in exoplanetary science, stressing out urgent needs in fundamental data for these objects. My aim is to investigate how the atmospheric organic reservoir forms and evolves in the frame of humid exoplanetary atmospheres in Habitable Zone. I will also quantify the impact of theses processes on the climate and on the potential for prebiotic chemistry on these planets. I propose to consider the role of organic aerosols as prebio-signature: those are nanoparticles chemically produced in the atmosphere. I will address the capacity of exo-Earths atmospheres to produce organic aerosols in various oxidative conditions, and their further physical and chemical interactions with atmospheric water. To tackle these questions, I will combine experiments and models to discover the reactivity that occurs in atmospheres within an extensive range of oxidation conditions. I will experimentally determine the physical properties of the aerosols, and then model their radiative impact and their propensity to generate clouds in the atmosphere. I will also experimentally identify the prebiotic molecules composing the aerosols that dissolve into clouds. This transfer from the dry organic reservoir towards liquid water is indeed critical for the emergence of life. The ERC-AdG Oxyplanets project will contribute to interpret and suggest observations for the future NASA-JWST and ESA-ARIEL space missions. Furthermore, it will reinforce our knowledge of the habitability of Earth-like exo-worlds, potentially reappraising the conditions for life to appear on the early-Earth.

Atmospheric chemistry is an essential component of the functioning of the Earth's climate. It determines the atmospheric lifetime of most climatic agents, impacting the nature and concentrations of aerosols, greenhouse gases, cloud formations. Determining how this chemical reactivity has evolved in the past is essential, both for evaluating chemistry-climate models (CCM) and for establishing future climate trajectories. The chemical activity of the atmosphere is driven by highly reactive atmospheric compounds that have a very short lifetime in the atmosphere. Because of this ephemeral nature, they are not archived in the paleoclimate record. Reconstructing this chemical activity over time remains a difficult exercise that has not been successful to date. Using ice cores, the multidisciplinary DOC-PAST project proposes to develop new tracers of this chemical activity by taking advantage of the revolution introduced by clumps and isotopic anomalies. The aim is to use a variety of ice cores covering all latitudes to highlight key elements of the chemical reactivity of the atmosphere. This will be done by 1-determining in the laboratory the isotopic characteristics of key oxidation reactions of atmospheric of compounds preserved in the ice, 2-documenting in the ice archives these isotopic compositions and deducing the associated chemical reactivity of the atmosphere 3-incorporating in the CCM LMDz-INCA these changes and measuring their impacts on climate. These new isotopic proxies will require the development of new analytical approaches based on the retargeting of an orbitrap towards isotopic measurements and the construction of a very high sensitivity infrared spectrometer, paving the way for the use of clumped isotope in broad disciplinary fields using stable isotopes. DOC-PAST will provide for the first time in situ “chirurgical-level” of how atmospheric species are made with unparalleled mechanistic details and set new standards in geochemistry and spectroscopy.

The main objective of the PREFER project is to open the scientific debate on existential risk to empirical enquiry. The PREFER team will identify how lay ethics (the ethics of ordinary people) manifest themselves in non-Western communities faced with extreme threat. Local terminal risks due to the collapse of regional ecosystems will serve as proxies for existential risks. Thus, this pioneering project will obtain, for the first time, empirical evidence on how ordinary humans evaluate and cope with real-life terminal situations. Existential risks concern humanity as a whole: it is essential to add to the variety and number of voices heard in scientific deliberations. A broader discourse on existential risk will contribute to better governance and decision-making around existential risks. The PREFER team will conduct field work in two diverse geographical areas whose inhabitants are experiencing the collapse of life-sustaining ecosystems: the Arctic and the Mekong Delta. Three communities in each area will serve as case studies. Preparatory fieldwork has revealed that members are aware of the terminal threat and have expressed fears that they are facing the end of the life they know. Community transdisciplinary research (the co-production of knowledge with and for local communities) will be accompanied by ethnographic work. Data will be collected in the form of narratives which will be analyzed as sources of information on how local communities appraise the multiple dimensions of local terminal risk, including descriptions, the meanings drawn from these and involvement in impact mitigation actions. These results will then be applied to existential risks, all the while analyzing the appositeness of the PREFER proxy-based approach. Finally, although the main focus is on widening the discourse on existential risks, PREFER will also contribute to the urgent empirical analysis of terminality in the face of collapsing regional ecosystems.

Radical changes in aircraft configurations and operations are required to meet the target of climate-neutral aviation. To foster this transformation, innovative digital methodologies are of utmost importance to enable the optimisation of aircraft performances. NEXTAIR will develop and demonstrate innovative design methodologies, data-fusion techniques and smart health-assessment tools enabling the digital transformation of aircraft design, manufacturing and maintenance. NEXTAIR proposes digital enablers covering the whole aircraft life-cycle devoted to ease breakthrough technology maturation, their flawless entry into service and smart health assessment. They will be demonstrated in 8 industrial test cases, representative of multi-physics industrial design, maintenance problems and environmental challenges and interest for aircraft and engines manufacturers. NEXTAIR will increase high-fidelity modelling and simulation capabilities to accelerate and derisk new disruptive configurations and breakthrough technologies design. NEXTAIR will also improve the efficiency of uncertainty quantification and robust optimisation techniques to effectively account for manufacturing uncertainty and operational variability in the industrial multi-disciplinary design of aircraft and engine components. Finally, NEXTAIR will extend the usability of machine learning-driven methodologies to contribute to aircraft and engine components' digital twinning for smart prototyping and maintenance. NEXTAIR brings together 16 partners from 6 countries specialised in various disciplines: digital tools, advanced modelling and simulation, artificial intelligence, machine learning, aerospace design, and innovative manufacturing. The consortium includes 9 research organisations, 4 leading aeronautical industries providing digital-physical scaled demonstrator aircraft and engines and 2 high-Tech SME providing expertise in industrial scientific computing and data intelligence.

The Green ERA-Hub (GEH) represents 15 currently active EU ERA-Net Cofunds and self-sustained initiatives in the field of Agri-food and biotechnology. Together with already ended predecessor initiatives, they represent 29 co-ordination actions in which more than 1100 Mio Euro funding has been mobilised via 89 transnational calls. The ERA-Net scheme is a success model for transnational co-operation of national research programmes. The partners consider GEH an ideal measure to continue and extend this fruitful co-operation. The aims of GEH are to: - continue to build on previous achievements and further enhance cross-sector collaborations between Agri-food and biotechnology ERA-Nets, through joint transnational funding of collaborative research projects - valorise and implement joint activities supporting the market, regulatory or societal uptake of results after the end of individual ERA-Nets - identify common research and innovation priorities, agreed upon by the participating national programmes, and address them via new joint calls - preserve best practice and managerial competences - contribute to the planning and complement the implementation of the new HEU Partnerships and Missions - broaden the actions and impact of initiatives towards stakeholders and in terms of geographical coverage - contribute to achieve the strategic goals of the SDGs, in particular zero hunger, industry innovation and infrastructure, responsible consumption and production, life on land, partnership for the goals, the farm2fork strategy and EU's Green Deal. GEH will provide clear perspectives for ERA-Net (Cofunds), national research funders and researchers in the Agri-food and biotechnology sector to find dedicated support at the level of information, communication, co-operation, networking and joint transnational funding that best fits their needs. In turn, GEH will contribute to maintaining and strengthening EU's highly competitive position in Agri-food and biotechnology research.

Wetlands cover 5-8% of the world’s land area and have a huge capacity to sequester carbon (C). Healthy wetlands accumulate C effectively due to water-logged conditions promoting highly stable C content. The EU aims to cut GHG emissions by at least 55% by 2030.This ambition requires new GHG mitigation measures within all sectors including LULUCF sector, where wetlands as C rich ecosystem can contribute to efficiently to both EU's climate targets and biodiversity strategy. Currently there is still a high uncertainty prevails of wetlands’ spatial and C sink extent, as well as source estimates and sustainable alternatives in restoration. This hinders the efficient use of wetlands in C mitigation and adaptation in the context of other LULUCF mitigation options. We will advance the state-of-the-art on the geospatial knowledge base on wetlands and their use and degradation in Europe. We will apply a co-creation approach to develop procedural knowledge and find ways for integrating multiple targets, supporting more inclusive, community-based approaches to wetland restoration. Diverse novel experimental data on ecosystems’ responses to wetlands’ management and restoration regimes under different types of land-use and will be acquired and synthesised on biodiversity and other ecosystem services (BES). At the local level, Living Labs (LL) support and integrate interdisciplinary and multi-actor research on ecological, environmental, economic, and social issues. Models will be utilised to scale up experimental data from LLs, to gain an understanding of the potential impacts of upscaled wetland restoration options on BES provision, as well as changes in BES provision at the EU level for various policy-relevant time periods and the most policy-relevant CC mitigation and BD targets. We will assess the societal impacts of wetland restoration, especially on BES benefits and costs of different restoration approaches and wellbeing impacts at local, national, and EU levels.

Wetlands are key biodiversity hotspots that provide numerous ecosystem services such as water purification, flood control and climate change mitigation due to their capacity of sequestering carbon and modulating the atmospheric concentrations of greenhouse gases. Despite their ecological and economic importance, wetlands are disappearing at an alarming rate, and are among Europe’s most endangered ecosystems, with less than 20% remaining in good ecological condition. WET HORIZONS will provide the critical flying start for the challenge of enhancing wetland restoration using a holistic approach. It will boost crucial wetland knowledge and develop sound tools and approaches for fast-tracking large scale restoration action. The project will improve the current data available from pristine, drained and rewetted peatlands, floodplains, and coastal wetlands, model the effects of typical restoration measures under variable conditions, and analyze the potential socio-economic impacts, finally delivering guidelines and best management practices. WET HORIZONS will involve citizen science for data collection and will develop digital tools for upscaling wetland restoration including an app for the visualization of wetland status and a decision support system for policy makers. This will enable to choose best pathways in wetland restoration minimizing trade-offs, including hotspot priority lists where the ecological and biodiversity benefits are greatest with minimum investment. The results will be available in open access repositories to maximize their use and outreach. There will be a constant dialogue with policymakers and stakeholders before, during and after the project, to ground-truth the findings and ensure that the tools support country-specific decision-making processes. The results of the project will be used to promote feasible and more ambitious legislation towards protecting and restoring European wetlands to increase benefits for climate and biodiversity.

To reduce climate impact of aviation, decarbonisation is a major challenge. Current combustion chambers are burning hydrocarbon fuels, such as kerosene or more recently emerging SAF products. Hydrogen is also considered today as a promising energy carrier but the burning of hydrogen creates radically new challenges which need to be understood and anticipated. HESTIA specifically focuses on increasing the scientific knowledge of the hydrogen-air combustion of future hydrogen fuelled aero-engines. The related physical phenomena will be evaluated through the execution of fundamental experiments. This experimental work will be closely coupled to numerical activities which will adapt or develop models and progressively increase their maturity so that they can be integrated into industrial CFD codes. Different challenges are to be addressed in HESTIA project in a wide range of topics: - Improvement of the scientific understanding of hydrogen-air turbulent combustion: preferential diffusion of hydrogen, modification of turbulent burning velocity, thermoacoustics, NOx emissions, adaptation of optical diagnostics; - Assessment of innovative injection systems for H2 optimized combustion chamber: flashback risk, lean-blow out, stability, NOx emission minimisation, ignition; - Improvement of CFD tools and methodologies for numerical modelling of H2 combustion in both academic and industrial configurations. To this end, HESTIA gathers 17 universities and research centres as well as the 6 European aero-engine manufacturers to significantly prepare in a coherent and robust manner for the future development of environmentally friendly combustion chambers.

Aviation contributes to about 5% of the total anthropogenic climate change when including non-CO2 effects, e.g., contrail formation and the impact of NOx emissions on ozone and methane. Among various non-CO2 effects, the contrail-cirrus radiative forcing is the largest (~2/3) with large uncertainties. The most critical affecting factor is the huge weather-induced variability of the radiative impact of individual contrails. This is the quantity, BeCoM will predict better since the knowledge of the individual radiative forcing is the basis for avoidance of just those contrails that contribute most to the overall climate impact. Once this is standard, it will be possible to formulate adequate mitigation measures and develop policy-driven implementation schemes. BeCoM will address the uncertainties related to the forecasting of persistent contrails and their weather-dependent individual radiative effects. BeCoM focuses on: 1) obtaining a larger and higher resolution database of relative humidity and ice supersaturation at cruise levels for assimilation into numerical weather prediction (NWP) models; 2) providing more adequate representation of ice clouds in their supersaturated environment in the NWP models; and 3) validation of the predictions to determine and reduce the remaining uncertainties of contrail forecasts. To facilitate the assimilation and validation process, BeCoM will develop a novel hybrid artificial intelligence algorithm. Based on the contrail prediction, BeCoM will develop a policy framework for effective contrail avoidance through a trajectory optimization approach. BeCoM will enable a better understanding of contrail’s climate impact and formulate recommendations on how to implement strategies to enable air traffic management to reduce aviation's climate impact. The BeCoM consortium builds on its knowledge and expertise covering a wide spectrum from atmospheric science and climate research to aviation operations research and policy development.

The Ambition of GreenFeedBack is to enhance knowledge of the GHG dynamics in the ecosystems and link GHG in terrestrial, freshwater and marine ecosystems to provide a solid basis for estimation of regional and global climate feedback processes taking human pressure on ecosystems into account. GreenFeedBack will study the processes in sensitive terrestrial, freshwater, coastal and marine areas of which some are hypothesized to be tipping elements in the climate system. Thus, we will primarily focus on high latitude terrestrial and freshwater systems, marine shelves and ocean areas and thereby advance the process-based representation of ecosystems in Earth System Models (ESM). The analysis will involve co-design between scientists and stakeholders. We will use data from the ICOS and ACTRIS stations in Europe and the GIOS, GEM and SMEAR network in Greenland and Finland as well as data from dedicated field and laboratory studies. The enhanced knowledge will be used to improve descriptions of the GHG processes for implementation in ecosystem models and ESMs. Hence, GreenFeedBack will improve and apply ecosystem- and Earth System models to advance our understanding of GHGs effect on climate variability over different time horizons.

The RESCUE project will improve knowledge and understanding in area c) of this call: “Climate and Earth System responses to climate neutrality and net negative emissions”, by pursuing two overall objectives: 1) Quantify the climate and Earth system responses to pathways achieving climate neutrality by Carbon Dioxide Removal (CDR) deployment with and without temperature overshoot, and 2) Assess the potential role of CDR in reducing net GHG emissions, as well as its potential environmental risks and co-benefits. RESCUE will expand existing knowledge on CDR methods, to design a suite of new global temperature stabilization scenarios at several target values to achieve the first objective. New model developments will deliver improved climate projections with explicit representation of CDR portfolios for these scenarios. The analyses will be devoted to finding suitable pathways to climate neutrality considering multiple aspects of the Earth system response: mean climate and extremes, sea-level rise, global carbon cycling, biodiversity, and ecosystem services. Particular attention will be paid to the reversibility of induced changes by comparing scenarios with and without temperature overshoot. The second objective will be achieved by analyses assessing various factors determining overall effectiveness, impacts and co-benefits of CDR portfolios. These factors include CDR-specific CO2 uptake, CDR-induced biogeophysical climate feedbacks, CDR-derived non-CO2 radiative forcers, and the interaction between socio-economic and environmental impacts (e.g., biodiversity). Moreover, a dedicated analysis will provide key criteria for developing a monitoring system for the effectiveness of CDR portfolio deployments and their potential side effects. Stakeholders will be closely engaged throughout the project to ensure policy relevance and final update of the results which will be made freely available via existing climate services.

Individuals with mental health (MH) conditions and their families, especially those with highly prevalent neurodevelopmental disorders (NDDs), are exposed to high levels of discrimination and stigma, which significantly affects their physical and mental well-being. Our world-leading collaborative group at the forefront of research in NDDs will launch a new project - ?Risk, Resilience and Developmental Diversity in Mental Health? (R2D2-MH). We propose a double paradigm shift to improve the wellbeing of people with MH conditions and their families. We will move (i) from risk-focused studies towards understanding and promoting resilience, and (ii) from a diagnosis-based approach to a developmental diversity approach that will define wellbeing and functioning across the human lifespan. R2D2-MH aims to identify genetic and environmental protective/resilience factors and how they influence developmental diversity and MH. We will investigate at multiple levels two highly prevalent early risks for MH conditions: prematurity and genetic liability for NDDs. Our project has four main ambitions 1. Provide the largest European multi-scale dataset on early human brain development and MH outcomes; 2 Identify biological mechanisms of resilience to the adverse effects of NDD; 3. Co-develop, with the stakeholders, new digital tools to increase participatory research/medicine and reduce stigma; 4. Establish predictive models to guide personalised interventions. R2D2-MH integrates interdisciplinary and complementary expertise across Europe, Israel, and Australia that covers ethics, epidemiology, sociology, genetics, cell biology, neuroscience, computational modelling, Information Technology, psychology, and psychiatry. Our research is highly engaged: it embeds participant and patient involvement in research to ensure that our expected outcomes are truly translational, and will help to reduce stigma and burden for individuals with MH conditions.

Nuclear and High Energy Physics explore at different scales what the universe is composed of and how it functions. Breakthroughs in accelerator and detector technologies combined with innovative experiments represent the key to new discoveries. High Energy Physics, while preparing for the HL-LHC, is pursuing the design of the next generation particle accelerators and detectors, balancing the present and the future. Newly available beams of nuclei far from stability and intense stable beams have opened new avenues, ranging from the production of new elements to the exploration of nuclear properties at extremes of temperature, angular momentum and isospin. It is of vital importance to simultaneously optimize the use of existing and new Research Infrastructures (RIs) to conduct curiosity-driven research addressing fundamental questions and technological challenges, and also advance projects with broad societal impact. This project provides efficient access to the available resources to a large fraction of EUROpean Laboratories for Accelerator Based Sciences (EURO-LABS). It allows the diverse community of users to choose the best state-of-the-art RI or a network of RIs to conduct high impact research, fostering knowledge sharing across scientific fields. The proposal brings together, for the first time, the three communities engaged in Nuclear Physics, Accelerator and Detector technology for High Energy Physics, pioneering a super community of sub-atomic researchers. It allows a synergic implementation of best practices for data management and activities relating to targeted service improvements at these RIs. Joint training activities are foreseen to develop the skills of the next generation researchers to optimally use the RIs services for scientific and technological discoveries. EURO-LABS will create synergies and collaborations between the RIs of the Nuclear and High Energy communities, enhancing Europe's potential for successfully facing future challenges.

Sickle cell disease (SCD) is one of the most prevalent monogenic diseases in Europe. A single amino acid substitution in the beta-globin chain of the adult hemoglobin (Hb) drives red blood cell sickling and multi-organ damage. The clinical severity of SCD is alleviated by the co-inheritance of mutations causing expression of fetal gamma-globin in adult life ? a condition termed hereditary persistence of fetal hemoglobin (HPFH). Transplantation of autologous, genetically modified hematopoietic stem/progenitor cells (HSPCs) is an attractive therapeutic option for SCD patients. To this end, genome editing approaches based on the use of site-specific nucleases or, more recently, base editors have been explored by many groups, including teams in our consortium. These approaches either correct the single point mutation causing SCD or reactivate fetal gamma-globin expression by mimicking HPFH mutations. On the other hand, (pre)clinical data from SCD patients or SCD mouse models, as well as preliminary data from our labs suggest that SCD HSPCs are characterized by a high mutational burden, oxidative stress and expression of inflammatory genes. This can alter HSPC properties as well as their interactions within the bone marrow niche. In the context of gene therapy, it is essential to understand the mechanisms underlying SCD HSPC dysfunction and assess the impact of genome editing approaches on SCD HSPCs. In this proposal, we have assembled a multidisciplinary team to: (i) understand the molecular and cellular mechanisms underlying SCD HSPC autonomous and non-cell-autonomous dysfunctions and (ii) evaluate the impact of established and novel genome editing approaches on SCD HSPC properties and genome integrity. This study will lay the foundation of an improved gene therapy strategy to treat SCD and provide best practice tools and protocols for genome editing-based therapies in HSPCs.

Developing a resilient and sustainable agriculture system, and the agroecological transitions requires a deep understanding of agroecosystems, their interactions with the environment, and management practices. AgroServ features a large consortium of research infrastructures, most of them being on the EU roadmap, and a vast offer of services at all scales, from the molecule to the organism, to the ecosystem, to the society. AgroServ will facilitate a systemic and holistic approach to understand the threats and challenges agriculture is facing, towards the implementation of a resilient and sustainable agri-food system. We propose a transdisciplinary offer of services, integrating the actors of the agriculture system in the research process, of which the farmers are the first, thanks to a wide offer of living labs across Europe. Most of the relevant field of sciences are represented in AgroServ, from natural to social sciences. We will develop a wider catalogue of integrated and customized services, thanks to a specific approach of service pipelines designed from a gap analysis, stakeholder and user demands. A strong community building and training program for access managers and users will be implemented to facilitate multi- and transdisciplinary research with all relevant actors. Results from the research performed under AgroServ will be synthetized to be used in the scope of evidence-based policy making. Data from AgroServ will be open and compliant with FAIR practices, and made available on the long-term to the communities, and be linked with the main European initiatives, as the EOSC. Strong links will be established with existing or future programs under H2020 and Horizon Europe, such as the partnerships agroecology, living labs and research infrastructures, and agriculture of data, as well as the two CSA AE4EU and ALL-READY, and the missions soil and plant health, and waters. AgroServ will collaborate with other relevant initiative in the Pillar II to of HE.