Projets

Au sein des territoires urbains, la gestion de la mobilité, tant la mobilité des personnes que la logistique urbaine et la gestion de l'énergie, de sa production à sa consommation, en passant par sa distribution et son stockage, ne peuvent plus être pensées indépendamment, dans une logique de silos, si ces territoires veulent atteindre les objectifs de maitrise de l'impact énergétique, environnemental et social qui sont ceux des Smartcities. C'est en particulier le cas pour le déploiement d'infrastructures et d'équipements de transport électriques alimentés par des réseaux électriques territoriaux de type Smartgrid où chaque acteur a plusieurs rôles (consommation, production, stockage). Dans ce but, le projet scientifique du futur laboratoire HYPHES est de proposer et de valider des modèles systémiques de Smartcities et des algorithmes de gestion conjointe de ces réseaux. Le territoire urbain est considéré ici comme un ensemble d'acteurs (habitations, entreprises, administrations, ...) interconnectés par un ensemble de réseaux de différentes natures (réseaux et infrastructures de mobilité et de transport, réseaux énergétiques et de distribution de fluides, réseaux de déchets). Ces réseaux supportent des flux (énergie, mobilité des personnes, flux logistiques) et doivent atteindre des qualités de service propres à chaque domaine. Cette qualité de service doit être considérée avant tout du point de vue de l’usager (délai, coût, confort, santé, inclusivité, …), mais aussi de façon transverse en termes de coûts de maintenance et d’impact environnemental. L'aspect systémique est induit par l'interaction de ces différents réseaux entre eux, et avec les différents acteurs du territoire. Un exemple d’interaction entre Smartgrids et véhicules électriques est d’une part la mobilité des véhicules électriques pour atteindre les lieux de distribution d'énergie, et d’autre part l'utilisation possible des batteries de ces véhicules comme stockage d'énergie électrique temporaire pour les acteurs qui en assurent le stationnement sans dégrader le service de mobilité qu’ils assurent. Le cœur du projet scientifique du laboratoire HYPHES est donc une vision systémique des réseaux urbains. De plus, les collaborations existantes avec des acteurs territoriaux et privés de DAVID et DCBrain permettront une définition des métriques et objectifs à retenir et des cas d’usage et expérimentations qui permettront de valider et de valoriser les travaux du projet scientifique du laboratoire. Enfin, le projet scientifique sera bâti sur une vision réaliste de la disponibilité de données industrielles et territoriales, considérant la nécessité des méthodes proposées à pouvoir s’adapter à la quantité, la qualité et l’hétérogénéité des données disponibles en maitrisant la qualité et la fiabilité des résultats obtenus. Le premier objectif du projet scientifique du laboratoire sera ainsi de proposer et de valider une modélisation systémique de l’interaction des réseaux urbains mobilisés, et de leurs usages. Cette activité de modélisation sera continue et évoluera au cours des différents projets réalisés. Le laboratoire se consacrera initialement aux réseaux concernant l’énergie, la mobilité et la logistique. Il mènera l’étude théorique et analytique de ces problèmes et leur résolution par la coopération de différentes approches : théorie algorithmique des graphes et des jeux, optimisation combinatoire, IA et Machine Learning. Ces travaux seront validés sur les cas d’usage retenus, et par l’expérimentation au sein de territoires partenaires. La conception et la réalisation de premiers prototypes de solutions logicielles seront finalement produites. Le programme de recherche consistera en la modélisation systémique de réseaux urbains et la définition de cas d’usage réels, l’intégration de données territoriales, des méthode de résolution IA et RO pour la gestion et la résilience de ces réseaux, et enfin l’implémentation de prototypes logiciels innovants.

Les matériaux électromécaniques convertissent une énergie mécanique en énergie électrique et vice-versa. Ces matériaux connaissent actuellement un développement considérable : - ils jouent un rôle majeur dans différents domaines technologiques critiques : Santé, Défense, Aérospatiale, - ils constituent un élément clé de la nouvelle « électrification de la société » (capteurs embarqués et autonomes, récupération d’énergie, actionneurs), - enfin, ils sont de plus en plus étudiés comme une alternative possible aux éléments Terres Rares dans les Energies Renouvelables pour la conversion des mouvements naturels (vent, courants, vagues) en électricité. Ces enjeux inédits créent des besoins nouveaux par rapport à l’état de l’art actuel (piézocéramiques PZT et copolymère PVDF) qui sont autant de verrous technologiques qu’il faut lever pour améliorer les dispositifs de demain. Ces verrous sont autant d’axes de recherche : • Nouvelles formulations visant à améliorer les performances électromécaniques (Anti-Ferroélectriques, Électrostrictifs géants), • Nouvelles formulations à impact environnemental réduit (sans plomb : KNN, BNT-BT, BCTZ), • Nouveaux procédés de fabrication permettant de nouvelles géométries et une réduction des coûts (céramiques texturées, impression 3D, moulage par injection). L’approche originale de ce LabCom est d’adresser ces trois thématiques sur l’ensemble de la chaîne de conception, de la physique du solide et la caractérisation/compréhension fine du matériau à sa mise en œuvre au sein d’un dispositif industriel. Le LabCom réunissant le laboratoire Structures, Propriétés et Modélisation des Solides (CNRS, CentraleSupélec, Université Paris-Saclay) et la société PYTHEAS Technology a donc pour objectif principal de mettre en commun leurs expertises, moyens et savoir-faire pour développer de dispositifs électromécaniques innovants mettant en œuvre des matériaux non conventionnels respectueux de l’environnement et des procédés de fabrication de pointe. Le programme de recherche adressera spécifiquement les thématiques suivantes : 1) matériaux électrostrictifs géants pour la récupération d’énergies renouvelables, 2) matériaux antiferroélectriques pour des dispositifs piézohydrauliques; 3) développement de nouvelles méthodes de synthèse pour une sonde biomédicale

La réparation de l’ADN est un ensemble de mécanismes biologiques complexes très dérégulés dans les cancers et responsables de toxicité et résistance à différents traitements. L'unité INSERM U1030/Institut Gustave Roussy et la société LXRepair ont des expertises complémentaires et des intérêts communs dans ce domaine et souhaitent s’associer pour valoriser sur le long terme ce savoir-faire, au service des patients et du monde économique. Côté clinique, la personnalisation des traitements en oncologie est une nécessité ; elle se base sur des marqueurs objectifs et mesurables permettant d’adapter le traitement au profil spécifique du patient. La radiothérapie (RT), second traitement curateur après la chirurgie a fait des progrès remarquables au niveau technologique permettant un très haut niveau de précision mais reste en retard par rapport aux autres champs de l’oncologie en termes d’adaptation à la biologie des patients. En particulier la radiosensibilité individuelle à l’origine de toxicités pouvant être délétères n’est pas prise en compte. Au niveau sciences fondamentales, une meilleure appréhension globale des mécanismes de réparation est indispensable pour mieux comprendre leur relation au cancer et à ses traitements. Le laboratoire RADIOCARE s’appuie sur l’excellence d’IGR en radiothérapie, le savoir-faire commun et la plateforme disruptive de tests de LXRepair pour 1. Développer des biomarqueurs cliniques améliorant la pratique médicale et 2. Générer de nouvelles connaissances autour de la biologie du patient. Le programme se divise en 2 axes. L’axe 1 vise à confirmer de façon prospective les premiers biomarqueurs fonctionnels de radiosensibilité des tissus sains pour une série de cancers épidermoïdes. Ces biomarqueurs permettront de prédire la survenue d’effets secondaires graves à la RT. Une gamme de tests diagnostiques sera déclinée (toxicité, puis résistance). Les marqueurs biologiques seront à terme intégrés aux logiciels d’optimisations de la radiothérapie. Les résultats de l’axe 1 seront valorisés par des kits diagnostiques et des algorithmes prédictifs. L’axe 2, comporte une série de projets exploratoires apportant des connaissances nouvelles sur la relation tissus sain/tumeur/réparation de l’ADN. Il intègrera d’autres paramètres biologiques clés (statu HPV, hypoxie..) et cliniques, et sera complétés par des analyses moléculaires (cfDNA, ARN…). Les résultats de l’axe 2 seront valorisés sous forme de publications, augmenteront les débouchés des tests « recherche » de LXRepair. L’approche intégrative de RADIOCARE répond à un besoin clinique fort, et s’appuie sur une innovation technologique de rupture, dont le potentiel médico-scientifique et de valorisation est important. RADIOCARE est basé sur une interaction étroite entre service hospitalier, une unité de recherche, un laboratoire de biologie médicale et de pathologie, avec une entreprise de biotechnologie constituant une opportunité forte pour la génération de preuves de concept cliniques et pour permettre des innovations à fort potentiel. La parfaite maîtrise par la structure hospitalière du cadre réglementaire et administratif nécessaire à ce projet sera un atout majeur pour le succès de RADIOCARE.

En agriculture, les stress abiotiques sont des causes majeures de perte de rendement. Dans le contexte du réchauffement climatique, il est prédit que les stress chaleurs diminueront les rendements des plantes cultivées de 3 à 7,4 % pour chaque augmentation de degré Celsius. Un des défis urgents du secteur semencier est d’améliorer la résilience des espèces cultivées aux stress chaleur. Les agriculteurs sont en attente de variétés résilientes pour garantir le niveau de production en quantité et qualité face aux aléas climatiques. La tomate est l'un des principaux produits agricoles de l'Union européenne. Cultivée dans toute l'Europe en plein champ, sous abri et sous serre, elle représente une culture modèle sur le plan biologique et agronomique. Les stress abiotiques sont des problèmes majeurs pour les producteurs de tomates et des solutions sont nécessaires pour stabiliser les rendements. Malgré sa capacité à pousser sous des climats variables, la production de tomates est très impactée entre autres par les stress chaleur. En particulier, les stresses chaleurs affectent le système reproductif, le développement des racines et la croissance des jeunes pousses. Les protéines de choc thermique représentent une classe largement conservée de protéines impliquées dans la réponse aux stress et la croissance et le développement des plantes. Bien qu'ils aient été découverts pour la première fois dans le contexte de la réponse au choc thermique, la plupart des réponses aux stress biotiques et abiotiques nécessitent l'action concertée des protéines de choc thermique pour réguler la réponse au stress et l'acclimatation. L'élucidation des mécanismes moléculaires responsables de la régulation des protéines de choc thermique est essentielle pour améliorer la tolérance des plantes cultivées aux stress biotiques et abiotiques. L’équipe FloCad et la société Gautier Semences ont mené plusieurs études qui ont permis d’identifier des régulateurs de l’expression des protéines de choc thermique comme cibles d’amélioration des plantes cultivées aux stress abiotiques. L’association des deux entités propose la création du laboratoire commun BioAdapt qui vise à utiliser ces gènes régulateurs pour améliorer en premier lieu la résilience de la tomate aux stress chaleur.

L'épidémie de SRAS-CoV-2 (COVID-19) est apparue en Chine, fin 2019, et s'est rapidement propagée dans le monde entier, entraînant une pandémie toujours en cours et constituant un lourd fardeau pour la santé mondiale. La manifestation du SRAS-COV2 va des infections asymptomatiques au syndrome de détresse respiratoire aiguë sévère (SDRA) et aux complications cardiovasculaires graves avec un risque élevé de décès. Plusieurs études ont confirmé que l'infection par le SRAS-COV2 est associée à l’augmentation d'un composé vasoactif connu sous le nom d'angiotensine II (ANGII) associé à des résultats cardiovasculaires indésirables chez les patients prédisposés tels que ceux atteints d'insuffisance cardiaque (IC). De plus, il a été démontré précédemment que la signalisation ANGII augmente la réponse inflammatoire mais également interfère avec le métabolisme et la signalisation énergétique, notamment par le biais du coenzyme Nicotinamide Adénine Dinucléotide (NAD). Les inhibiteurs de l'enzyme de conversion de l'angiotensine (IECA) et les antagonistes des récepteurs de type 1 de l'Ang II (ARA) prescrits aux patients en IC pourraient jouer un rôle crucial dans le pronostic de la COVID-19. L'enzyme de conversion de l'angiotensine II (ACE2) membranaire est l'un des sites de liaison du SRAS-CoV2. L'ACE2 s’oppose à l'action de l’enzyme de conversion de l'angiotensine (ACE) qui produit l’ANG II en convertissant cette dernière en ANG 1-7. Les données des patients COVID-19 montrent une diminution du rapport ACE2/ACE. En revanche l’expression de ACE2 est élevée dans le système cardiovasculaire après le traitement par les IECA/ARA. Des études récentes ont associé les IECA et les ARA à un risque réduit développer une COVID, après ajustement à différentes variables. Ces résultats appuient les données préliminaires générées à l’hôpital de l’Université Américaine de Beyrouth à partir de 66 patients hospitalisés par le SRAS-COV2 atteints d'IC aux stades A à C, suggérant que les traitements par les ECA et ARA diminuent le risque de décès, les besoins en ventilation et les niveaux de troponine comme marqueurs de lésion myocardique (protocole approuvé par l'IRB). Par conséquent, nous émettons l'hypothèse que les patients libanais atteints de COVID-19 et d’IC de stades A-C sous IECA/ARA, présentent des résultats cliniques cardiovasculaires bénéfiques pendant la phase symptomatique avec un meilleur pronostic trois mois après la guérison. Il existe un lien direct entre la signalisation ANGII et l'inflammation détectée dans les cellules immunitaires mononucléaires du sang périphérique (CMSP). Le NAD est une coenzyme majeure pour le métabolisme énergétique mais aussi une molécule de signalisation impliquée notamment dans la régulation de la réponse inflammatoire et s'opposant aux effets délétères de l'ANGII sur les cellules vasculaires et cardiaques ainsi que sur les macrophages. Par conséquent, nous émettons également l'hypothèse que la protection observée avec les IECA/ARA est due en partie à la modulation du profil inflammatoire des CMSP en empêchant leur activation excessive et l’induction d’un choc cytokinique associé à un très mauvais pronostic chez les patients atteints du SRAS-COV2. Un stimulant de la voie de signalisation NAD, le nicotinamide riboside (NR), une nouvelle forme de vitamine B3, sera utilisé sur des CMSP isolées de patients atteints du SRAS-COV2 pour tester l'importance de la signalisation NAD dans la modulation du profil inflammatoire des PBMC en tant que thérapie d’appoint aux ACEI/ARB. Le NR pourrait contribuer améliorer la respiration mitochondriale et réduire le stress oxydant dans les CMSP, atténuant ainsi une réponse immunitaire agressive. Les chercheurs impliqués dans cette étude combinent une solide expertise dans la gestion cardiovasculaire clinique des patients atteints d’IC, la recherche cardiovasculaire fondamentale sur les voies inflammatoires et NAD et l'analyse biostatistique clinique et fondamentale.

The environmental impact from maritime traffic is a growing concern of researchers as well as of marine environment managers. Within the framework of the EU Marine Strategy Directive (MSFD) identifies marine noise as one of the descriptors of the environmental state of the seas. In addition, the Report of the Subgroup Commission on Submarine Noise and Other Forms of Energy (2012) cites "a better understanding of the impacts of noise on biota is needed, in order to help Member States better identify the good ecological state of the seas ", this item being one of the most relevant topics. Whereas scientists have traditionally considered sudden and unusual noise impacts in the ocean caused by anthropogenic activities, today more attention is paid to the all noise in the marine environment, including regular maritime traffic and other maritime activities. In this sense, the MMSUV (Marine Monitoring with Sailing Unmanned Vehicle) project aims to develop a technologically advanced sailboat, autonomous by integrating low-cost, efficient and environmentally friendly technologies that provide versatile solutions to surveillance needs. of maritime traffic, marine and coastal management, industrial or military activities and for scientific purposes. The main task of the project is to develop an unmanned surface vehicle (USV), equipped with a series of sensors, in particular hydrophones, and to test / demonstrate its use for marine noise monitoring. The possibility of placing hydrophones in a place of interest without sending a manned vessel allows a low-cost response to the problems or needs of the scientific community and managers of marine areas, especially those far from the coast. The project is made up of different entities, public and private from France and Spain that have come together to cover this proposal, ranging from ship development to data collection solutions and sending them to the processing and management center.

L’internet of things (IoT) nécessite une gestion intelligente, rapide et efficace des données inhomogènes fournies par de capteurs qui va au-delà les capacités actuelles de stockage et de traitement. Dans une architecture traditionnelle, le transfert de données entre la mémoire et le processeur, appelé le goulot von Neumann, constitue le principal obstacle à une computation rapide à basse consommation d’énergie. Ces transferts consomment jusqu’à 90% des ressources en énergie de la computation. La solution est un changement radical de paradigme vers la computation à l’edge, c’est-à-dire là où les données sont acquises et stockées. Cette approche, la computation dans la mémoire (CiM), pose de nouveaux défis pour les dispositifs et des circuits. Le processeur doit être rapide et fiable, par exemple dans la reconnaissance d’image nécessaire pour la conduite automatique et aussi économiquement viable. Les éléments de mémoire et de logique ferroélectriques offrent ces possibilités. La polarisation peut être utilisée pour définir des états logiques dans les transistors ferroélectriques à effet de champ (FeFETs) et des états binaires dans les cellules de mémoires non-volatiles (NVMs). La commutation de la polarisation ferroélectrique est intrinsèquement de faible puissance, rapide et compatible aux technologies de silicium actuelles, donc de bas coût. Des réseaux neuraux profonds ont déjà été utilisés pour la computation rapide dans des domaines divers tels que la vision par ordinateur. Cependant, la complexité computationnelle élevée nécessite la conception d’architectures spécifiques pour l’edge. Dans les deux scénarios technologiques « Front end » (FEOL) et « Back end » (BEOL), l’approche basée sur la logique ferroélectrique permet le découplage entre la programmation (qui peut être lente) et le traitement de donnés (qui doit être rapide). Par exemple, les FeFETs peuvent être configurés une fois, ensuite ils opèrent à haute cadence dans les fonctions de multiplication e accumulation telles que le filtrage d’image. Nous proposons un démonstrateur d’un accélérateur reconfigurable et non-volatile, à basse consommation d’énergie, basée sur les technologies ferroélectriques, pour des réseaux neuraux profonds, avec un niveau de granularité et combinaison d’éléments de calcul et de stockage non-volatile sans précédent. Le projet optimisera les matériaux et les technologies pour les composants critiques d’un processeur CiM à basse puissance utilisant des circuits neuromorphiques et des NVM embarquées. Une fois ces objectifs réalisés, le projet développera des solutions pour deux applications vedettes: le filtrage d’image rapide et la logique sécurisée pour les MCUs. Les objectifs fondamentaux du projet sont bien définis mais le projet a besoin de l’intégration de compétences additionnelles afin de pouvoir les atteindre : un service de microscopie électronique en transmission, des modélisateurs de dispositifs électroniques, des concepteurs de champs de cellules de mémoires, des ingénieurs de circuits neuromorphiques, des experts en imagerie et une fonderie européenne pour la partie FEOL. La recherche des partenaires, experts dans ces domaines, et leur inclusion dans le consortium seront rendus possible grâce au financement MRSEI. Le financement permettra l’accès aux bases de données et aux études de marché payantes pour pouvoir détailler les impacts économique et industrielle du projet. Il soutiendra l’organisation de réunions en présentiel et de participation aux conférences pendant la période intense de rédaction du projet. La structuration du réseau (10-11 partenaires) par le financement MRSEI, préfigure le collectif de travail opérationnel pour le projet lui-même. Enfin, le financement MRSEI permettra au CEA de faire appel à une société de consultance dans le montage du projet qui va améliorer de façon significative la forme et l’organisation du proposal et donc les chances d’évaluation positive par la commission européenne.

La neurofibromatose de type 1 (NF1) est une maladie rare (incidence de 1/3000 naissances) dûe à des mutations du gène NF1 qui prédisposent les patients à développer des tumeurs bénignes des gaines nerveuses appelées neurofibromes. Le gène NF1 code pour la neurofibromine (GTPase) dont la principale fonction est de réguler négativement l’activité de RAS. Les mutations de NF1 affectent directement la signalisation RAS-MAPK. L’altération de la voie de RAS-MAPK conduit à des maladies appelées les RASopathies dont NF1 fait partie. Les mutations de NF1 dans des cellules de Schwann entraînent le développement de neurofibromes cutanés (cNF), qui apparaissent généralement à la puberté et dont leur nombre augmente tout au long de la vie pour, dans certains cas, atteindre des milliers. Bien que de caractère bénin, les cNF défigurent et induisent souvent des démangeaisons et des douleurs, qui affectent de manière très importante la qualité de vie. Il n’existe à l’heure actuelle aucun protocole de prise en charge des patients pour limiter ou prévenir le développement des cNF. Dans le cadre d'un essai clinique récent, l'administration systémique d’un inhibiteur de MEK, le Selumetinib, à des enfants atteints de NF1 qui présentaient des NF plexiformes (atteintes nerveuses) non-opérables a montré une régression tumorale significative chez 70% des individus. En raison des effets secondaires sévères du Selumetinib, son utilisation pour traiter les cNF reste exclue et des approches plus efficaces et moins toxiques sont nécessaires. L'objectif de ce projet est de concevoir des nouveaux traitements pour les cNF. Ce programme de recherche comprend quatre parties complémentaires mais non interdépendants (WP1-4). Il est constitué d’un consortium de huit partenaires (P1-8), issus de cinq pays de l'UE, avec une grande expertise dans le criblage des molécules à haut débit, l'optimisation des molécules à usage médical, le développement de véhicules pour l'administration topique de médicaments, la génétique et les modèles animaux de NF1. P1 a développé un modèle murin unique Nf1-KO qui reproduit fidèlement la physiopathologie des lésions NF. Le WP1 sera dédié à l'évaluation de l'efficacité de deux nouveaux inhibiteurs de RAS, conçus par P2 (Boehringer Ingelheim, Autriche) pour bloquer le développement des cNF. Ces molécules seront administrées en topique par P1 (coordinateur, Inserm U955, France) aux souris Nf1-KO. Dans le WP2, P3 (EuLeadFactory, Pays-Bas) effectuera un criblage in vitro à haut débit d'une librairie de 50 000 composés en utilisant un système de culture de cellules tumorales isolées de NFs cutanés de souris mises au point par P1. Pour les composés les plus prometteurs (environ 50), les protéines cibles seront identifiées, puis la stabilité et la spécificité de l'inhibition de ces composés seront optimisées grâce à un pipeline de chimie médicale mise au point par P4 (CNRS 7311, France). L'efficacité des molécules issues de ce deuxième criblage sera évaluée au moyen d'un système de culture de cellules tumorales des NFc des patients par P6 (Espagne) et in vivo par P1 en utilisant les souris Nf1-KO. Des véhicules seront développés par P5 (ESPCI, France) pour permettre une application topique des inhibiteurs de RAS (WP1) et des nouveaux composés (WP2), Le WP3 sera consacré à l’évaluation de la thérapie génique pour compenser la mutation de Nf1 et prévenir le développement des NFc, chez les souris Nf1-KO. Le WP3 sera réalisé par P7 (Inserm U1051, France) pour optimiser le ciblage in vivo des cellules Schwann mutantes avec des vecteurs adénoviraux véhiculant le système d’expression de NF1. Enfin, le WP4 sera consacré à l'analyse multi-omique des cNFs issus des souris et de patients NF1 pour comprendre les mécanismes régissant leur développement et identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Cette dernière partie sera réalisée par P8 (Pologne) en collaboration avec P6 et P1.

The goal of this proposal is to understand the neuronal basis of turning maneuvers during locomotion. Due to the essential nature of locomotion, the underlying neuronal circuits have been long explored for (mostly hind-) limb movements that support straight-trajectory forward walking. In stark contrast, information on the motor substrates for turning is extremely sparse. We have recently uncovered, in the mouse, a population of reticulospinal neurons in the gigantocellular reticular nucleus (Gi) of the brainstem that is defined by expression of the transcription factor Chx10 (V2a neurons) and projects to all segments of the spinal cord. Experimentally activating the V2a Gi population induces the expression of multiple motor actions linked to orientation and results in robust turning movements. We, therefore, suggest that these cells represent a main orchestrator of orienting motor actions, including locomotor turning maneuvers. Importantly, our preliminary results also indicate that these neurons may control turning maneuvers due to their asymmetric control of motor circuits of the neck, upper trunk, and forelimb muscles. We will address here the underlying mechanisms for the generation and control of turning movements using a highly interdisciplinary approach and close interactive collaboration between two groups of investigators with complementary expertise in experimental (Julien Bouvier, CNRS/University Paris-Saclay) and computational (Jessica Ausborn and Ilya Rybak, Drexel University) studies of the neural control of movements. The proposed studies will utilize state-of-the-art electrophysiological, genetic, and viral-based tools in vitro and in vivo and combine them with the development of a neuro-biomechanical model to provide mechanistic explanations and generate predictions that will be tested within the project.

Reinforcement learning and expectation in the fruit fly, Drosophila melanogaster French participants Overview The fruit fly Drosophila melanogaster has been a valuable model for investigating the genetic and neural bases that underlie learning and memory. Early and most current studies use basic behavior conditioning protocols to study learning in controlled laboratory settings. More recently, the ability to transgenically manipulate many of the brain neurons in the fruit fly with exquisite specificity, and the recent knowledge of the synaptic ‘connectome’ of the fruit fly brain, makes these animals almost unique as a comprehensive model for studies of learning, memory and motivated behavior. In fact, the connectome has revealed many types of new connect ions that had until now been overlooked. Within this context, the thesis of this proposal is that studies of learning and memory will be greatly enhanced by using more sophisticated means for evaluating memory representations, such as have been developed in vertebrates, and combining those studies with information from the connectome guided by computational modelling. We propose to push beyond the boundaries of existing conditioning protocols for fruit flies to investigate more complex memory representations. In particular, we will investigate the function of reinforcement pathways in relation to the absence of expected reinforcement. More specifically, we propose a series of experiments designed to investigate the memory representations in fruit flies when an expected consequence of a Conditioned Stimulus (CS) fails to occur. Although studies have evaluated how this failure can establish extinction memory for the CS, our studies will go beyond studying extinction. Specifically, we predict that in Drosophila when a CS is associated with a failed expectation of an appetitive food reinforcement it will acquire aversive value, and vice versa for a failed expectation of an aversive reinforcer. We combine these studies with manipulations of reinforcement pathways in the CNS inspired from the connectome, iteratively knitted in with established computational models. Intellectual merit The concept of reinforcement expectation and incentive contrast have been influential in the development of studies of associative learning in mammals. These questions are particularly challenging to answer in vertebrates because they require exquisite cellular, temporal, and genetic specificity of experimental manipulations. The recent development of work with identified neurons and their connectomes makes the larval and adult fly brains ripe as models for pushing our understanding of neural bases for these higher-order conditioning phenomena. Broader impacts Public health: These analyses and the conceptual framework of prediction error processing underlying them have a profound impact on our understanding of reinforcementrelated behavior in humans, including monetary rewards and the mnemonic consequences of traumatic experiences, and for pathologies of the dopamine reinforcement system. Educational: This project will provide interdisciplinary training for postdoctoral researchers, Ph.D. and undergraduate students. The PIs will act as co-supervisors or mentors of students working in the different labs via face-to-face and internet-based technologies. We will also work with ASU’s award-winning Ask-A-Biologist program. This is an online science program designed to enrich the learning experiences of students of all ages and to provide classroom material for use by K-12 teachers. We will develop an extension of a game developed under a prior NSF award, and the new game will include modules to teach K-12 students about how insects learn. We will also integrate into the AAB site a program developed at the Leibniz Institut für Neurobiologie, Magdeburg, and now in use in schools in Germany, to teach K-12 students how to train animals using the fruit fly larval learning paradigm.

Sepsis and COVID-19 are both placing a major burden on societies and populations worldwide. Deregulated host response to infection is the hallmark supporting the routine use of corticosteroids (CS), a low-cost and highly efficient class of immuno-modulators, in sepsis/COVID-19. Stratifying patients based on individual immune response may improve the balance of benefit to risk of CS treatment. This proposal will integrate different approaches to define the CS sensitivity/resistance of individual patients. The partners will elaborate signatures from different characterizations of biological systems in patients with sepsis/COVID-19. Targeted approaches will define whether characteristics at the level of DNA, RNA, proteins such as cytokines and hormones, or metabolite compounds, support predicting individual patient’s CS responsiveness. Methods of artificial intelligence will integrate the high dimensional multi-level data from previous studies of this consortium and from data to be newly generated. An exploratory adaptive trial will include patients with sepsis/COVID-19 in multiple arms based on novel CS responsiveness signatures to be tested. Within each biomarker-defined cohort, patients will be randomized to receive corticosteroids or placebo allowing the evaluation of the efficiency of signatures elaborated by the partners. Signatures of CS responsiveness will be integrated for predictive enrichment of CS sensitivity and resistance of each individual patient defining personalized treatment rules, and thereby improving their chance to survive in good health. We will test the robustness of the personalized corticotherapy across subsets of patients based on gender, social categories and ethnicity. We will also ensure that the proposed personalized corticotherapy for sepsis/COVID-19 can be accessed for routine care of patients in low- and middle-income countries.

La sécheresse est le principal problème de l'agriculture dans le monde et la situation devrait empirer avec le changement climatique. L'agriculture dans la région méditerranéenne pourrait être particulièrement endommagée et l'une des principales menaces est l'appauvrissement de l'agro-diversité. Le maïs est l'une des cultures les plus importantes au monde et est une culture modèle dans la sélection végétale; Cependant, il est particulièrement vulnérable aux stress abiotiques (chaleur et sécheresse) rencontrés dans un scénario de changement climatique. Les objectifs de DROMAMED sont de: 1) assembler des collections de matériel génétique de maïs adaptées aux zones sèches méditerranéennes, mutualiser et évaluer les variétés résistantes au stress des collections nationales, 2) soutenir des systèmes agricoles innovants en promouvant la qualité et la durabilité des modèles agricoles basés sur des agriculture familiale, 3) étudier les facteurs génétiques impliqués dans l'adaptation du maïs à la sécheresse et au stress thermique, 4) étudier les mécanismes physiologiques et morphologiques impliqués dans les réponses du maïs au stress, 5) établir des modèles prédictifs et des critères de sélection pour les programmes de sélection axés sur la tolérance au stress ( des modèles de sélection phénotypique, assistée par marqueurs et génomique seront conçus pour améliorer la tolérance aux stress individuels et combinés), et 6) libérer de variétés résistantes et nouvel connaissances sur la tolérance au stress à l'usage des parties prenantes; toutes ces réalisations contribueront à la durabilité de la production et à l'atténuation des effets du stress dans les scénarios climatiques actuels et futurs. DROMAMED entend 1) valoriser les collections de matériel génétique conservées dans les pays méditerranéens, avec des entrées qui ont été sélectionnées pour s'adapter à une grande diversité d'environnements stressants, 2) promouvoir des pratiques innovantes de gestion des cultures pour accroître la qualité et la durabilité des systèmes agricoles biologiques et familiaux, 3 ) capitaliser les connaissances actuelles et nouvelles sur les mécanismes de tolérance aux stress abiotiques, et 4) développer des méthodes de sélection qui augmenteront notre capacité à améliorer les approches de sélection améliorant la tolérance du maïs aux stress abiotiques. DROMAMED contribuera au progrès des connaissances au-delà de l'état de l'art en disséquant les mécanismes génétiques, biochimiques, morphologiques et physiologiques sous-jacents à la tolérance au stress, en fournissant des outils et des matériaux utiles pour capitaliser la diversité du maïs à cultiver avec de faibles intrants dans la région méditerranéenne et Menant ainsi à sauver le matériel génétique pour la future agriculture. L'impact social sera encouragé dans DROMAMED en s'appuyant sur des contacts étroits entre les associations qui représentent les besoins des producteurs et des chercheurs pour recueillir des informations précises sur les demandes des parties prenantes, essayer de répondre autant que possible à ces demandes et transférer aux producteurs les connaissances techniques pour faciliter la culture des populations libérées tolérantes à la sécheresse. Ces associations sont la Société espagnole d'agriculture biologique (SEAE), l'Association italienne des producteurs de maïs (AMI), la Confédération italienne des producteurs agricoles (COPAGRI), les Associations d'élevage de bovins de la province d'Antalya en Turquie (BCAAT) et l'Association d'agriculture biologique de Turquie (ETO).

Le projet vise à dynamiser la compétitivité des agriculteurs et des PME du secteur agroalimentaire méditerranéen en proposant un menu de solutions innovantes en matière de gouvernance et de commercialisation. Ces solutions tentent de remédier à la fragmentation des producteurs et à l'absence d'une approche orientée vers le client qui pèse sur les étapes amont des filières agr-alimentaires. Pour cela, nous étudions deux principaux moyens d'améliorer la compétitivité des petites exploitations et de renforcer leur position dans la chaîne de valeur. D'une part, nous nous concentrerons sur (WP1) les coopératives et autres organisations de producteurs (OP), (WP2) sur les indications géographiques (IG), comme outil facilitant la coopération entre acteurs des filières. D'autre part, nous intégrerons les nouvelles opportunités découlant de changements technologiques (commerce électronique) et réglementaires (marchés publics) ((WP3) nouvelles opportunités de marché pour les petits exploitants). Les motivations et les objectifs du projet sont les suivants. Premièrement, le succès des coopératives ou des OP diffère selon leurs types, les pays et les secteurs d'activité, et il subsiste des inefficacités importantes dans leur fonctionnement. Le WP1 identifiera et évaluera les défis organisationnels auxquels sont confrontées ces OP, et comparera les performances des coopératives par rapport aux autres types d'organisations. Ensuite, il co-créera, avec les dirigeants de ces structures des solutions opérationnelles à leurs principaux défis et une feuille de route pour durablement renforcer les capacités de changement de leurs organisations. Deuxièmement, l'efficacité des systèmes d'IG pour faciliter l'accès aux marchés et à s'adapter aux défis de durabilité est conditionnée par leurs systèmes de gouvernance interne et leurs environnements institutionnels. Le WP2 cherchera à identifier et à explorer la faisabilité de nouvelles solutions de gouvernance, capables d'améliorer le fonctionnement du système européen d'IG et la compétitivité de leurs membres, en évaluant leur efficacité dans différents cadres institutionnels. Troisièmement, il n'est pas facile pour les petites exploitations agricoles et les OP de tirer parti du commerce électronique ou d'accéder aux marchés publics. Cela s'explique par les risques d'investissement élevés, le manque de connaissance sur les modèles commerciaux et de leurs technologies, l'incertitude réglementaire. Le WP3 étudiera les modèles alternatifs de commerce électronique pour les producteurs agricoles, les moteurs essentiels de leur adoption et la manière dont la commande alimentaire publique peut accroître la participation des PME aux marchés publics et améliorer la durabilité de cet approvisionnement. La méthodologie proposée est multi-approche et multi-acteurs. Au-delà d’enquêtes quantitatives, nous proposons l'étude de cas de réussite afin d'identifier les solutions les plus efficaces et de les co-créer avec différentes parties prenantes de la chaîne d'approvisionnement agroalimentaire (SC agroalimentaire) pour comprendre pourquoi elles fonctionnent, et comment elles peuvent être adaptées et mise en pratique dans les organisations. En outre, ces méthodologies sont transversales dans la mesure où elles seront appliquées dans les trois groupes de travail du projet (WP1, WP2 et WP3). La mise en œuvre est également soutenue par deux autres groupes de travail : diffusion, communication et exploitation (WP4) et gestion (WP5). Le premier est essentiel car les petites exploitations doivent connaître ce menu de solutions et leur efficacité relative afin de pouvoir les mettre en œuvre dans leurs organisations et ainsi améliorer leur position concurrentielle. Le consortium AGRECOMPET est composé de 7 équipes interdisciplinaires (économie, gestion et marketing) de 5 pays méditerranéens (Espagne, France, Italie, Grèce et Turquie) ayant une grande expérience de l'agroalimentaire et des projets de recherche.

In this project, we propose to create an international network of experts and a community of practice that address the residual risk dilemma in relation to the Sustainable Development Goals (SDGs). In this initial pilot stage, we will make emphasis on: SDG 11 Sustainable cities and communities, SDG 13 Climate action, SDG 17 Partnership for the goals. During the second half of the 20th century, physical exposure to the risk of flooding dramatically increased, primarily because of the occupation of flood-prone land, increasing the exposure of human populations to devastating floods. This trend has occurred despite national policies to prevent settlement in floodplains, facilitated in large measure by the false sense of security engendered by flood-control structures, such as dikes. People who live behind protective dikes are considered to be 'out of the official floodplain' and may assume they are safe from flooding. In fact, they are still exposed to floods larger than the design flood, and to flooding from infrastructure failure. Ignoring residual risk of floods beyond the design event or resulting from poor condition of flood control infrastructure can have catastrophic consequences, as Hurricane Katrina in New Orleans in 2005 and the 2011 Tohoku earthquake and tsunami in Japan showed. Such severe flooding can wipe out many years of progress towards SDGs. How do our societies manage these low-probability, highconsequence events? How do we communicate the residual flood risk to the public? And, most importantly, by addressing these issues, how may we foster the achievement of the SDGs by 2030?Our project innovates by creating a network focusing on the interplay between SDGs and residual risk and its management, a topic largely ignored in practice globally. We will collaboratively design a framework to integrate residual risk in local planning efforts, create a platform to facilitate advances in basic knowledge and tools in support of SDGs centered residual flood risk issues, and identify research needs on multiple SDGs that can benefit other countries worldwide.

Le projet APPRENTIS concerne la sûreté de sites industriels ou portuaires présentant des risques, notamment des sites de type SEVESO seuil haut. L’objectif opérationnel est de proposer un outil logiciel d’aide à la décision pour planifier les missions de surveillance et d’intervention. Cet outil minimisera le coût de configuration et de mise en œuvre des missions réalisées par des agents mobiles (drones ou véhicules automatisés). Les questions auxquelles nous souhaitons répondre sont les suivantes : • Combien d’agents mobiles de surveillance sont nécessaires pour réaliser un ensemble de mesures données à des positions fixées ? Combien de capteurs et quels types de capteurs doivent équiper chacun de ces agents ? Comment définir les missions de chacun des agents afin de satisfaire globalement les exigences de la surveillance ? • En cas d’incident comment utiliser ces mêmes agents de surveillance pour obtenir rapidement des informations pertinentes sur le sinistre, les dégâts et d’éventuelles victimes ? Comment transporter et distribuer des moyens de secours à l’aide d’agents d’intervention ? Enfin, comment utiliser conjointement et efficacement les agents de surveillance et d’intervention ? L’originalité de la méthode proposée pour résoudre ces problèmes repose sur une modélisation du problème et une méthodologie de résolution issues des systèmes à événements discrets (SED) et de l’intelligence artificielle (IA). Cette double approche est motivée par la complexité exponentielle du problème qui apparaît dès lors que l’on couple les problèmes de configuration et de planification des missions de chaque agent, ces dernières dépendant de la configuration évaluée. Le résultat attendu du projet est un démonstrateur qui sera proposé pour configurer les missions de surveillance et d’intervention à partir d’un catalogue de matériels, de la description de l’infrastructure, et des spécifications de la mission. Le projet APPRENTIS vise, en particulier, 3 types de publics : 1) Les entreprises possédant des sites classés SEVESO (156 sites en Hauts de France, 86 sites en Normandie, 99 sites en région PACA et 94 sites en région Ile de France) qui sont appelés à renforcer les missions de surveillance de leurs installations ; 2) Les organismes et collectivités territoriales en charge de l’intervention en situation de crise (SDIS, communautés d’agglomération, associations de type ORMES) ; 3) Les groupements d’intérêt économiques qui sont concernés par la production, le transport ou le stockage de produits à risque (Ports du Havre, Rouen et Paris - HAROPA, Grand Port Maritime de Marseille - GPMM). Le consortium de partenaires (ULHN - GREAH - EA 3220, AMU - LIS - UMR 7020, IMTLD, USPN - LURPA - EA 1385) a été constitué sur la base de son expérience dans les outils de maîtrise du risque industriel et la mise en œuvre et l’utilisation des outils SED et de l’IA. L’ULHN en Normandie et l’IMTLD dans les Hauts de France sont situés dans les deux régions ciblées par l’aap SIOMRI. L’AMU et l’USPN sont situés dans deux métropoles de grande taille et densément peuplées pour lesquelles les impacts potentiels des incidents industriels sont particulièrement graves. Enfin la métropole de Marseille offre des similitudes avec la ville du Havre par son activité portuaire, vecteur supplémentaire de risques dus à l’entreposage de matières dangereuses, et par sa concentration de sites industriels SEVESO à proximité de zones résidentielles (Fos-sur-Mer près de Marseille et bassin aval de la Seine entre Tancarville et Le Havre). Le challenge à plus long terme que nous amorçons ici est de coordonner et d’optimiser les moyens de surveillance et d’intervention en combinant des modèles prédictifs et décisionnels, en utilisant des méthodes à base de modèles ainsi que des méthodes à base de données.

The interactions between groundwater (GW) and soil moisture (SM) exert a key role to shape the critical zone (CZ), including soils, water resources, ecosystems, near-surface climate, and social systems. In this project, we focus on several interlinked CZ processes: SM increase by capillary rise from GW that is recharged when SM is abundant; GW depletion or exhaustion by irrigation, 38% of which is GW-fed globally; SM, GW, and irrigation response to but also impact on mean climate and extreme events (droughts, heatwaves, floods), ecosystem productivity (wetlands, croplands) and soil carbon. The relative influence of these coupled processes is difficult to apprehend based on observations, as they exhibit contrasting manifestations in space and time, and are subject to increasing anthropogenic pressures. Thus, we will combine advanced numerical modelling and participatory methods to explore their long-term evolution in the Anthropocene (1900-2100), at two spatial scales: a) Global, with factorial simulations by two Earth system models to compare the influence of anthropogenic warming, land-use and irrigation management, and GW-related feedbacks, on past and future CZ pathways; b) Regional in two "focal areas", metropolitan France and the Mekong River basin, to provide contrasting examples of the studied processes and enable anchored transdisciplinary work with stakeholders, social and natural scientists. The goal is to propose tailored narratives for sustainable management, using participatory approaches to iteratively combine expert knowledge, local surveys, high-resolution Earth system simulations, and integrated assessment modelling of land-use and water management. At both scales, we will consider uncertainties to identify robust responses (likely evolutions and trade-offs, e.g. linked to GW failure to sustain irrigation and ecosystems, or climate change attenuation/amplification). Ultimately, the project will help assess the usefulness of global scenarios and projections at regional scales and frame sustainable CZ management strategies at the global scale.

Permafrost covers 20-25% of the Northern Hemisphere. Recent temperature increase in the Arctic and Subarctic is significantly higher than the global average. Climate simulations predict continuing warming and increased wildfires occurrence. This rapid change is already leading to permafrost degradation, inducing ground subsidence, affecting land usability and stability of infrastructure. An increase in active layer depth leads to increased water retention capacity, alters soil hydrology and groundwater drainage patterns. Besides, large amounts of carbon and other elements, previously trapped in permafrost, are released towards aquatic systems. Microorganisms actively convert newly available highly biodegradable organic carbon into greenhouse gases (CO2, CH4). As permafrost is known to contain vast amounts of frozen carbon, its thawing is a major risk because of the positive feedback on climate. Ultimately, climate change, through permafrost and habitat disturbance, affects local communities built on permafrost. A better understanding of the impacts of permafrost thaw on soils, surface/groundwater (critical zone) and carbon cycle as well as the controlling factors will contribute to the understanding of global climate feedback. This project aims to understand the hydrological, geochemical, geomorphological, and microbiological, as well as socio-economic impacts of current permafrost thaw dynamics to soils and surface/groundwaters in the Arctic/sub-Arctic. Our study will focus on the near-surface permafrost-hydrosystem continuum in small watersheds where localized and rapid thermokarst occurrences remain under-studied. The overall objective is to compare different sites across the Arctic with different permafrost settings and degradation stages in Siberia and Alaska. Our multidisciplinary approach includes geomorphology, social sciences, Indigenous knowledge, hydrology-hydrogeology and bio- and geochemistry. The outcome is a better understanding of the evolution of small Arctic/sub-Arctic permafrost watersheds and raising awareness of local communities.

Le projet de recherche-action SenS porte sur l’étude, le développement et l’évaluation de l’impact d’actions de médiation sur les connaissances scientifiques, représentations et attitudes de confiance ou de défiance envers les sciences et la pensée critique de divers publics cibles : enfants, jeunes, étudiants, adultes. Selon une approche de la recherche orientée par la conception, des actions de médiation seront développées sur plusieurs thématiques : le platisme, le dimorphisme sexuel du cerveau, les ondes gravitationnelles et le transhumanisme, retenues pour leur vivacité sociale et/ou médiatique et le développement de fausses informations et argumentations fallacieuses à leur propos, et leur pertinence pour comprendre les modalités de production des savoirs scientifiques. Un dispositif numérique à destination d’étudiants de L1 a déjà été développé sur ces thématiques pour développer les compétences critiques de publics exposés à des discours divers et contradictoires sur les sciences. Il est déjà opérationnel, et il sera étendu à d’autres publics. L’étude comparative des différentes thématiques et actions de médiation intégrant ou pas le dispositif numérique déjà développé, nous permettra d’identifier les avantages et les obstacles à la médiation et à la communication, et dans la dimension propositionnelle et pragmatique de la recherche-action, d’élaborer des solutions potentielles. Nous produirons des connaissances sur les éléments constitutifs d’une conception efficace des activités de médiation et de communication scientifiques sur les thématiques retenues. Dans la dimension analytique de la recherche-action, nos résultats relatifs aux connaissances scientifiques, à la confiance/défiance envers les sciences et aux modes de raisonnement des différents publics participeront à la compréhension des mutations contemporaines des relations sciences-société et du désordre informationnel.

Le projet AGADO est construit en phase avec des actions de médiation scientifique en cours, portées par les chercheurs de l'EUR Sciences des Plantes de Saclay auprès de collégiens et lycéens de la région francilienne. Notre objectif est de faciliter la mobilisation de l’ensemble des outils et connaissances offerts par la science grâce à une information de qualité et une stratégie de communication à la mesure des problèmes rencontrés et des évolutions souhaitables en agriculture. Sur la base d'un sondage national, nous entreprendrons une analyse approfondie des représentations culturelles et des aspirations des adolescents français (14-18 ans) concernant le vivant, l'agriculture, les modes de production agricole et les comportements alimentaires. Conjointement, nous évaluerons l'impact des actions de médiation de l'EUR-SPS dans ces domaines, auprès de groupes scolaires, afin d'en améliorer la qualité. Le savoir-faire méthodologique du CEVIPOF en matière d’analyses sociales et politiques sera mis en œuvre pour réaliser ces enquêtes et en interpréter les résultats, en référence à des enquêtes d'opinion et des indicateurs préexistants, dont Le Baromètre de la confiance politique. Les enseignements tirés du projet porteront un éclairage prospectif sur les productions et objectifs de la recherche publique. Ils seront communiqués aux institutions intéressées par les représentations culturelles des jeunes, relatives à l’agriculture et à son évolution, afin d'en informer la stratégie et de contribuer à la conception des programmes de l’éducation nationale et de l’enseignement supérieur.

Le projet L2PAF, qui fédère les acteurs en datation archéomagnétique en Ile-de-France (IPGP, LAMS et LSCE), vise à améliorer la préparation au laboratoire des prélèvements archéomagnétiques sur structures de combustion en place. Ces études permettront principalement d’étendre l’application de l’archéomagnétisme au Néolithique et aux âges des Métaux en Europe et sur les autres continents. Dans ces contextes archéologiques, les blocs de l’ordre de 1 dm3 prélevés sur le terrain sont le plus souvent fragiles et ils doivent être débités en échantillons cubiques de 8 cm3 pour les analyses au laboratoire de détermination de l’archéodirection et de l’archéointensité du champ géomagnétique. Nous souhaitons donc acquérir un ensemble de préparation qui permettra une première induration sous-vide des prélèvements de terrain, suivie d’un découpage par scie circulaire sur table et d’une labellisation précise par gravure. Pour l’analyse par chauffes à haute température des échantillons plus petits que la taille standard ou plus fragiles, des containers en quartz sont nécessaires. Enfin, ces échantillons seront stockés de façon durable sur rayonnages dédiés. Ce matériel de préparation, d’analyse et de stockage sera installé au LSCE, principalement utilisé au retour de campagnes d’échantillonnage et restera accessible à d’autres membres de la communauté du DIM Matériaux anciens et patrimoniaux.

L’acquisition d’un granulomètre à diffraction laser dernière génération équipé de deux unités de dispersion en voie liquide permettant d’analyser la distribution en taille des particules organiques et inorganiques composant des échantillons de nature variée (sols, sédiments, aérosols…) permettra de répondre de façon précise et adaptée aux exigences et attentes de plusieurs communautés scientifiques du DIM Matériaux anciens et patrimoniaux s’intéressant à la compréhension d’un certains nombres de processus et de mécanismes dans les domaines des géosciences, des sciences de l’environnement et des sciences humaines. Le granulomètre visé permettra de répondre à des problématiques fondamentales telles que la reconstruction de paléo-environnements ou de contextes paléo-climatiques, en s’intéressant plus particulièrement aux relations « Homme-Climat » sur différentes échelles de temps. L’instrument et les unités de dispersion associées permettront de réaliser des analyses optimisées et reproductibles de grandes séries d’échantillons aux quantités de matériel non limitées (quelques grammes) et de micro-quantités (quelques mg). L’acquisition de cet instrument est complémentaire des techniques de caractérisation minéralogique (microscopie électronique et de force atomique, microspectroscopie FTIR, diffractomètre à rayons X…) et d’analyses géochimiques élémentaires ou isotopiques plus spécifiques (XRF, MC-ICP-MS…) dont dispose la plateforme analytique PANOPLY de l’Université Paris-Saclay.

Le projet ANIMAS représente l’intérêt des scientifiques franciliens travaillant à des reconstructions paléo-environnementales/paléo-climatiques à partir des propriétés magnétiques des sédiments pour l’acquisition d’un instrument moderne donnant accès à l’identification et la quantification des effets pédogénétiques dans les sols ainsi qu’à l’orientation préférentielle des minéraux magnétiques dans les sédiments sous l’action de forces hydrodynamiques présentes lors du dépôt. Cet instrument de dernière génération sera unique en France et permettra en effet de définir rapidement et avec précision la dépendance en fréquence (selon trois fréquences différentes) de la susceptibilité magnétique qui renseigne sur la présence et la quantité de grains magnétiques de petite taille formés notamment dans les sols par pédogénèse. L’automatisation de la rotation de l’échantillon selon trois positions différentes donnera également accès au tenseur d’anisotropie et livrera une représentation en 3D de la fabrique magnétique de l’échantillon. L’ellipsoïde obtenu est en effet défini en forme (aplatie, allongée, triaxiale…) et en direction (par ses trois axes principaux). Les partenaires de ce projet travaillent sur les reconstructions paléoenvironnementales telles que celles de la variabilité spatio-temporelle des courants océaniques profonds, de la pédogénèse (formation de sol) et des facteurs contrôlant son développement (ex. précipitation), des décharges terrigènes fluviatiles aux abords des deltas ; du transport atmosphérique des particules éoliennes, de la déformation post-dépôt des sites préhistoriques… De nombreux autres projets scientifiques sont à même de bénéficier de telles données : la reconstruction et l’orientation des flux magmatiques lors de la mise en place des laves ou des dikes ; de la porosité connectée en 3D ; du tenseur de déformation dans les roches sédimentaires ; la détermination du processus de dépôt et vérification de la qualité du dépôt sédimentaire.

IPANEMA souhaite développer une base de données et son interface, dans le cadre du projet NOIRoeS (Nouveaux outils interdisciplinaires pour la restauration des oeuvres de Pierre Soulages _ EUR Humanité Création et Patrimoine 2020_2023, CY Cergy Paris Université) porté par Pauline Hélou_de La Grandière, visant à recenser et organiser des informations techniques, historiques et de conservation des oeuvres de Pierre Soulages. L’aspect novateur de ce projet de base de données réside dans la prise en compte des aspects liés aux altérations et aux restaurations, ce qui n’a jamais été implémenté à notre connaissance dans les bases de données sur les oeuvres d’art jusqu’ici. Les bases conceptuelles du projet, en termes tant de structure que de représentation, ont été posées dans le cadre du stage de M2 intitulé « Base NOIRoeS ». Ce travail a permis d’aboutir à une première version de la structure de la base de données à construire. Ce même travail va se conclure par le développement d’un pilote portant sur un seul des champs de la base de données : l’histoire sociogéographique de chaque oeuvre. Le projet MIB_NOIRoeS vise à poursuivre ces premiers développements, étendre le pilote susmentionné au traitement de l’ensemble de la typologie visée par le projet NOIRoeS. Ce travail s’inspirera notamment des protocoles développés dans le cadre de la TEI (Text encoding initiative), et en particulier en exploitant la partie du modèle de la TEI permettant la représentation des supports de textes dans leur multitude de formes. Dans un second temps, le projet visera à concevoir et implémenter les outils de représentation de ces données pour en permettre l’exploitation dans le contexte de la conservation/restauration. Une partie importante de ce développement consistera à proposer une méthodologie robuste pour articuler les parties publiques et privées du système de données : il s’agit d’abord de pouvoir, à tout moment, tracer la source des informations stockées dans le système de données, pour pouvoir en démontrer la portée de diffusion. Ensuite, une solution technologique appropriée doit permettre à la fois le recoupement et la compartimentation des données pour garantir le bon niveau de diffusion pour chaque typologie de donnée.

Certaines techniques utilisées par les communautés du patrimoine, comme la tomographie ou la cartographie de diffraction, produisent des très grandes quantités de données, qui sont difficiles à gérer avec des moyens conventionnels abordables par les plus parts des groupes d’utilisateurs. Afin d’éviter le transport de ces données vers l’extérieur par réseau ou support amovible, nous proposons dans le projet CAIMAN de fournir un service de traitement de données « prêt-à-traiter », i.e. d’accès facile, convivial, et sans installation particulière de la part des utilisateurs. Il s’agira en particulier d’équiper la ligne PUMA, particulièrement demandée par la communauté du patrimoine, avec une machine de traitement de données axée vers le calcul sur GPU (par exemple pour la reconstruction de volumes tomographiques), ainsi qu’une machine centralisée à haute performance permettant l’accès et le traitement de données par « cahier » (Notebook), ainsi qu’à travers des environnements graphiques à la demande et à distance. Cette machine centralisée sera accessible depuis l’ensemble des lignes de lumière à travers des navigateurs Internet, et sera ouverte aux utilisateurs depuis l’extérieur afin de traiter les données massives indépendamment de leurs équipements informatiques. Enfin, il s’agit aussi de mettre à niveau le serveur d’acquisition de la ligne PUMA pour permettre une accélération conséquente dans le flux de mesures sur la ligne PUMA, pour que cette partie de l’équipement ne devienne pas le facteur limitant dans l’exploitation de cet instrument de mesure.

L’objectif du projet RIOCAS est d’accroître les capacités et les performances analytiques de la dendro-isotopie en Ile-de-France. Il consiste en l’acquisition d’un spectromètre de masse de rapport isotopique (IRMS) couplé à un analyseur élémentaire Haute température (TC/EA) pour analyser la composition isotopique de l’oxygène, du carbone, de l’azote et du soufre (_18O, _13C, _15N et _34S) dans la cellulose, le bois et d’autres matières organiques végétales. Les partenaires du projet, issus de 7 laboratoires de recherche franciliens et d’un bureau d’études, prévoient d’utiliser le TC/EA – IRMS dans plusieurs chantiers d’envergure. Entre autres projets, ils envisagent de réaliser une reconstitution dendro-isotopique du climat médiéval en Ile-de-France et d’évaluer le potentiel de la dendro- anthracologie en paléoclimatologie, à partir des bois calcinés de Notre-Dame de Paris. Ils mettront également à profit les gains de productivité et de fiabilité offerts par ce nouvel équipement, pour explorer le potentiel de l’approche isotopique en paléobotanique et palynologie. Les bases de données qui en découleront, seront ouvertes à la communauté scientifique pour des applications pluridisciplinaires. Enfin, ce nouvel équipement permettra des développements novateurs ouvrant vers de nouvelles thématiques dans le domaine environnemental.

Avec la croissance économique des XIIe-XIIIe s., les objets du quotidien en alliage à base de cuivre se diffusent progressivement dans toute l’Europe sous la forme d’accessoires du vêtement, de vaisselles de table et de cuisine. Ce projet propose de les examiner sous l’angle de leur matérialité, à travers une double lecture : celle de la composition des alliages (en lien avec leur statut, leur diffusion, leur représentation sociale, les modes de consommation et les choix des artisans) et celle des marqueurs que constituent les éléments traces et ultratraces. Son objectif est de comprendre, d’une part, les contraintes guidant le choix des compositions d’alliages dans les ateliers (axe 1) et, d’autre part, d’identifier les différents circuits d’approvisionnements en matières premières, qu’il s’agisse de cuivre neuf ou d’alliages recyclés, ces derniers constituant une part importante des métaux utilisés dans les ateliers (axe 2). Pour la période médiévale, les connaissances actuelles sur l’exploitation des mines de cuivre sont trop partielles pour envisager de relier la matière des objets aux gisements et de dresser une carte de provenance. L’ambition de ce deuxième axe innovant est de contourner ce verrou méthodologique en mettant en évidence des aires de diffusion et de circulation du cuivre plutôt que des provenances situées (les mines), et ce en identifiant des éléments traces et ultratraces discriminants. Une attention particulière sera portée à l’intensité du recyclage, et à la vie des objets d’un point de vue anthropologique, révélant les différents moyens de récupération et de réutilisation du métal dans les ateliers. Ces approches s’accompagnent d’une réflexion méthodologique transversale (axe 3) sur la façon de croiser les données des différents champs disciplinaires (archéologie, archéométrie, histoire). Cette réflexion a pour ambition de pouvoir être appliquée à d’autres contextes chrono-culturels pour lesquels le croisement de sources est possible et pertinent.

Le projet POLIMO (axe principal DIM : Analyses en toute sécurité) s’intègre dans la dynamique d’amélioration de notre compréhension de la formation et dégradation des roches carbonatées. Ces processus font quasi systématiquement intervenir des êtres vivants, avec des mécanismes qui se déroulent à l’échelle cellulaire. Les conditions de formation d’un carbonate sont en général déduites de sa composition géochimique. Néanmoins, ces informations reconstituées (e.g. pH, température de précipitation, parfois vitesse de précipitation) ne disent rien des mécanismes biologiques impliqués lors de la précipitation elle-même. Pour découvrir ces mécanismes biologiques, l’idéal serait de pouvoir observer le carbonate et simultanément la cellule qui le forme, à une échelle micrométrique. Malheureusement, l’observation cellulaire nécessite de faire des préparations chimiques et des découpes qui dissolvent le carbonate, ou l’abiment. Alternativement, l’observation de carbonates à fine échelle nécessite des préparations qui arrachent ou brûlent les tissus organiques. Suite à des travaux préliminaires prometteurs, nous proposons de développer une nouvelle méthode de préparation permettant d’observer une cellule en train de former ou de dissoudre un carbonate. Il s’agit à la fois d’adapter les protocoles de fixation de la cellule pour protéger le carbonate, puis d’employer la technique de polissage ionique cryoréfrigérée après une optimisation de la préparation de l’échantillon. Le succès de cette préparation donnera accès à des observations inédites des processus intracellulaires. Nous proposons d’observer les mécanismes de concentration ionique qui mènent à la formation d’une phase minérale par NanoSIMS. Les modalités de transport d’éléments, par vésicules, seront visibles par MEB-FEG. Enfin, l’utilisation de l’ablation laser nous permettra de déterminer la nature chimique des phases, supposées amorphes, qui initient la précipitation.

La tomographie est de plus en plus utilisée pour visualiser en 3D la structure interne des céramiques anciennes et ainsi contribuer à la reconstruction de leurs chaînes opératoires de fabrication. Elle se fonde sur l’existence d’un lien direct entre le type d’action mis en œuvre sur la matière argileuse et l’organisation spatiale des pores et des inclusions qu’elle contient, cependant, pour que cette approche constitue une véritable rupture méthodologique, une systématisation des protocoles de segmentation et de traitement des données s’avère indispensable. Cette systématisation implique une caractérisation rigoureuse des matières premières argileuses employées pour le montage des récipients car celles-ci réagissent de façon extrêmement variée aux déformations plastiques causées par les gestes de façonnage, un même geste technique pouvant donner lieu à des configurations différentes selon le type de matériau employé. C’est cette variabilité que ce projet postdoctoral se propose d’explorer par l’analyse intégrée d’assemblages céramiques du Néolithique ancien Rubané associant étude exhaustive des macrotraces techniques en surface et en section, caractérisation des microfabriques en lame mince et acquisitions microtomographiques. Couplée à l’élaboration d’un référentiel expérimental gestes/matériaux et au traitement quantitatif des données (IA), cette approche multi-scalaire inédite constitue un jalon essentiel pour l’application des techniques d’imagerie 3D à la restitution des traditions céramiques anciennes. La variabilité des territoires d’exploitation, de traitement des pâtes céramiques et des pratiques de façonnage des premières communautés néolithiques d’Europe continentale se révèle tout à fait pertinente pour tester et développer cette approche.

L’histoire du fer, un des marqueurs principaux du passé africain, est encore aujourd’hui mal connue, tant aux échelles locale que régionale, à cause du faible nombre de datations et de la dépendance au radiocarbone. La mise en œuvre de l’archéomagnétisme est très rare, alors que cette méthode permet de pallier l’imprécision des dates 14C aux périodes de plateau sur la courbe de calibration comme aux 4 derniers siècles. L’objectif du stage est de préciser la chronologie du site de Tchogma 1, daté entre la fin du XVe et le début du XXe siècle ap. J.-C., dans la région de Bassar au Togo grâce à la datation archéomagnétique de 8 bas-fourneaux prélevés en octobre 2021. Les bas-fourneaux appartiennent à deux traditions techniques (avec ou sans écoulement de scories), possiblement exercées par deux populations d’artisans différentes. La datation archéomagnétique visera particulièrement à déterminer les relations chronologiques entre les deux traditions techniques. Le stage se déroulera dans le cadre du programme TIMA « Time of Iron Metallurgy in Africa » (projet MITI 2021- 2022), porté par G. Hervé en collaboration avec C. Robion-Brunner (CFEE), E. Delqué-Kolic (LSCE-LMC14) et S. Leroy (IRAMAT-LAPA). L’étudiant découvrira la plupart des méthodes archéomagnétiques de laboratoire, depuis la préparation des échantillons à partir des prélèvements in situ jusqu’à l’acquisition des archéodirections et archéointensités du champ géomagnétique. Il devra aussi caractériser la minéralogie ferromagnétique par l’acquisition de courbes thermomagnétiques, d’hystérésis et FORCs. Enfin, l’étudiant intègrera ses résultats de datation dans le contexte archéologique régional.

Dans le cadre de la protection des métaux du patrimoine, la recherche de solutions efficaces et durables pour lutter contre la corrosion atmosphérique, en extérieur ou en contexte muséal, est un enjeu de première importance. Une approche étudiée dans ce projet se base sur un dépôt en profondeur dans les couches poreuses de produits de corrosion (CPC) de composés organiques complexant hydrophobes grâce à l’encapsulation. En effet, les inhibiteurs de corrosion doivent respecter des critères d’esthétique et de réversibilité, tout en étant peu coûteux, simples d’application et non toxiques. L’encapsulation sera mise en œuvre à l’aide d’émulsions multiples utilisés comme réservoir de carboxylates, et qui se déstabilisent par abaissement de pH ou réduction de la force ionique. Le principe est d’encapsuler du décanoate de sodium dans le cœur aqueux des émulsions, d’infiltrer les émulsions (à base d’une huile biocompatible, le Miglyol®812) dans la couche poreuse et de déstabiliser les émulsions au contact des CPC pour relarguer le décanoate de sodium. L’objectif attendu est une meilleure compréhension des mécanismes d’encapsulation dans les émulsions et une quantification du relargage du décanoate de sodium et de ses échelles de temps après dialyse de l’émulsion vis-à-vis d’une solution aqueuse d’osmolarité contrôlée. Une fois les paramètres optimisés, les expériences seront conduites sur des CPC d’objets archéologiques ferreux.

Le projet Seed’In est porté par la future société Seed In Tech, qui a pour métier de développer des procédés innovants d’amorçage de la germination des semences. Le point fort de sa technologie, appelée Smart Priming, est d’améliorer différents aspects de la qualité physiologique et sanitaire des lots de semences via une bio- stimulation de la germination, une meilleure tolérance aux aléas environnemen- taux, une augmentation de la durée de conservation des semences traitées et une stimulation efficace des défenses naturelles des plantes. Clientèle cible : les producteurs de semences potagères qui souhaitent de nouvelles solutions innovantes afin d’améliorer la qualité physiologique et sanitaire de leurs lots.

La start-up Alkalee, qui hérite des résultats produits par une coopération de grande envergure entre Renault et le CEA, apporte de l’agilité aux industriels de la mobilité en leur permettant de développer de nouvelles fonctions pour leurs véhicules à tout moment dans leur cycle de vie. Alkalee accélère la révolution des architectures électroniques des véhicules connectés et autonomes. Exploitant des techniques formelles innovantes permettantla mise en équation du véhicule, la start-up fournit une solution logicielle garantissant une intégration sûre des prestations sur un calculateur centralisé, et ce à tout moment dans le cycle de vie. Elle vise de multiples applications (conduite autonome, connectivité, sûreté…), mais aussi d’autres secteurs en plus de l’automobile.

AIherd développe une solution de suivi des bovins au sein des cheptels afin d’aider les producteurs à suivre l’état de santé de leurs animaux. Il s’agit de reconnaître par vision artificielle, au sein d’un troupeau, des animaux ayant une pathologie nécessitant une intervention. La solution repose sur l’exploitation des flux vidéo provenant des systèmes de surveillance, présents dans la majorité des exploitations, qui sont traités par des algorithmes de vision par ordinateur et des algorithmes d’intelligence artificielle.

Space activities have increased impressively in the last decades. New actors and concepts are raising new challenges to ensure the security, safety, sustainability and stability of space operations. Initiatives on national and international level aim to tackle this issue through promotion of prevention, understanding the situation, active collision avoidance operations as well as active debris removal. To ensure autonomy and leadership in the field whilst reducing the dependability on U.S. SSA data, the EU started to work on an independent SSA/SST capability. EUSTM is an end-to end activity towards the definition of a future STM capability: • Counting on the main experts in all applicable domains within the team • Consulting the main stakeholders worldwide in relevant domains • Defining the needs in terms of organisation and responsibilities, technology, policy, laws, guidelines, best practices and standards • Elaborating detailed specs, a preliminary design, a reference roadmap and a ROM cost analysis • Developing an innovative collaborative platform for exchange of information inside the team and with external stakeholders • Creating a community of interest on STM be active beyond the duration of the project • Organising workshops and a dedicated European STM Conference anchored to a space event EUSTM is coordinated by GMV, the main European industrial player in the SSA/SST domain supported by European … • industrial players and research institutes from all across Europe • experts in SSA/SST-related technologies • current and future (NewSpace) users (EUTELSAT and many others) • experts in the policy (ESPI), governance & security (SatCen) and legal domains (IDEST), professionals for impact assessment and cost benefit analysis (PwC) and key actors in the air traffic management domain (ENAIRE) EUSTM is supported by 20+ additional stakeholders including operators, industry, emerging NewSpace players and institutions, as well as the Secure World Foundation.

Geometry studies higher-dimensional curved spaces. We can describe these spaces by equations, but the only case where we have any hope to use them for calculation is when the equations are polynomials. The resulting spaces are the objects of algebraic geometry, which are called varieties. Although these objects have been studied for a long time, there are still lots of crucial open problems: If we are given a variety, can we embed it in other well-known varieties? For instance, can we find a ''nice'' surface which contains a given curve? If yes, how many such surfaces exist, and can we characterise them via some of the geometrical properties of the curve? The geometric information of varieties can be encoded in algebraic objects, known as derived categories. Inspired by ideas in string theory, Bridgeland introduced the notion of stability conditions on derived categories. This topic has been highly studied due to its connections to various fields in mathematics and physics, and lots of ideas and techniques have been developed in the area. Now is the time to employ the whole spectrum of modern tools in derived categories and stability conditions to solve so far intractable geometrical problems. My recent work proves that deformation of stability conditions and varying stability status of an object (wall-crossing phenomenon) are powerful new techniques for solving long-standing geometrical problems, that do not appear to involve derived categories. Surprisingly, stability conditions and wall-crossing truly provide the right context for studying those problems. The main goal of this research programme is to draw upon ideas and tools in algebra, geometry and mathematical physics to describe some outstanding geometrical problems in terms of derived categories and stability conditions, and then apply wall-crossing techniques to solve those problems.

Our vision is to integrate light-emitting devices, based on hexagonal silicon-germanium (Hex-SiGe), with existing Si electronics and passive Si-photonics circuitry. This establishes a silicon-compatible technology platform, with full opto-electronic functionality. Silicon dominates the electronics industry for more than half a century. However, silicon, germanium and SiGe-alloys are all indirect band gap semiconductors. Their inability to efficiently emit light has adversely shaped the semiconductor industry we know today. Accordingly, achieving efficient light emission from SiGe has been a holy grail in silicon technology for decades. Hexagonal crystal phase SiGe (Hex-SiGe) recently emerged as a new direct bandgap semiconductor with excellent light emission capabilities. Hex-SiGe will provide additional functionality like light generation (light emitting diode, laser), light amplification (semiconductor optical amplifier) and efficient light detection to silicon technology. This project will focus on: • The growth of device quality Hex-SiGe on silicon-on-insulator (SOI). • Demonstration of opto-electronic functionality in Hex-SiGe, including a quantum well laser. This new technology promises strongly improved performance in computing and sensing, while simultaneously reducing cost by mass production in existing silicon foundries.

As one of 17 selected pilot “European Universities”, the “European Alliance for Global Health” (EUGLOH) and its five partner institutions (UPSaclay, LU, USZ, UPORTO, LMU) are pursuing the long-term goal of creating a European campus to train future generations of European innovators, practitioners, experts and leaders in global health and well-being. Building on its education dimension, the Alliance’s proposal “The European Alliance for Global Health – Transformation through Joint Research and Innovation Action” (EUGLOHRIA), sets out an ambitious agenda of institutional transformation in the areas of research and innovation as part of which the Alliance will pursue the integrated mission of developing into a world-class higher education, research and innovation alliance addressing global health challenges ranging from public health and environmental protection to food security. This mission focuses on the urgent need to step up international and cross-sectoral collaboration in research and innovation in tackling global health crises, especially in light of the current COVID19-pandemic. Based on the excellence and the breadth of interdisciplinary expertise of the partners, the Alliance will respond to this need by developing a joint action plan in research on pandemics with a focus on COVID19 and its ramifications, building capacity as part of sharing access to “Excellence Core Facilities” in global health and stimulating sustainable innovation and academia-business cooperation across its local ecosystems, thereby promoting the translation of research into health-related innovations and the next generation of global health experts.

Over the last years, immunotherapy – using a patient’s own immune system to fight tumours – has emerged as an important complement to standard treatments. The clinical implementation of immunotherapeutics has established T cells as efficient anti-cancer weapons if targeted by specific drugs. Their therapeutic utilization has recently come to a breakthrough: adoptive T cell therapy (ACT), collecting and transforming the patient’s own T cells to treat cancer. An estimated 753 different cell therapies are currently in development, of which 375 are in clinical trials worldwide. The global cell therapy market was valued at $2.70 billion in 2018 and is expected to reach $8.21 billion in 2025. While European pharmaceutical companies and research institutions rank amongst the world leaders in basic and preclinical aspects of immunity including cell therapy development, clinical innovations and approvals in this field have largely been pioneered in other countries, especially in the USA and in China. The generation of such ACT products is a complex but ill-defined process with limited harmonization across production and clinical studies, even for the same indication. Cytokines are proteins responsible for the growth and differentiation of T cells. They are central to the generation procedure, whilst also playing a key role in the efficacy and safety of the cellular product. There is however a limited understanding as to which cytokines might lead to the best outcome on any of these steps. T-OP targets a pioneering research question: how do cytokines influence the therapeutic outcome of ACT products? T-OP brings together interdisciplinary and cross-sectorial teams spanning large and small-sized companies as well as experts in different aspects of cell therapy, immunology, protein engineering and bioinformatics. T-OP will train by research 15 ESR, enabling them to develop efficient therapeutic solutions and to tackle economic opportunities.

Gypsum-based stromatolites (GS) make excellent paradigms for the investigation of fine-scale mineral-microbial interactions and for the detection of life remnants on gypsiferous deposits of Earth and Mars. Yet, they have been largely overlooked compared to the carbonate microbialites. To date we do not know: i) what is their exact mineralogy, ii) which microbial communities are associated to these structures, iii) what is the exact role of microbes and related bioproducts (e.g., exopolymeric substances) in mineral precipitation and stromatolite construction, and iv) which biosignatures may be preserved in GS. NanoBioS aims to address this knowledge gap by employing an interdisciplinary approach to study newly discovered gypsum-based stromatolites from Lake Bakili (Danakil Depression, Ethiopia) from a combined microbiology and mineralogy perspective. The Danakil Depression and the difficult-to-access and so-far unexplored Lake Bakili constitute a unique, natural laboratory for the study of both living and fossil gypsum microbialites, and a terrestrial Martian analogue-site. Besides the possibility to discover novel microbial lineages/metabolisms, we will attempt to identify characteristic associations of microbial groups with mineral assemblages and look for biosignatures. The overarching goal of NanoBioS is to gain a deeper understanding of the microbial influence on Ca-sulfate precipitation, as well as, to develop insights for distinguishing fossil life remnants from inorganic biomorphs on Earth and Martian chemical sediments. The host and secondment host laboratories that have advanced the subject of geomicrobiology of microbialites, will offer me intensive training in cutting-edge molecular biology and mineralogic tools, complementary to my so far geochemical expertise, aside to other, transferable skills. Overall, the development of NanoBioS will be career-defining and it will transform me in an independent, highly competitive, early stage bio-geo-chemist.

Evomet aims to create a high-level training programme on the various aspects of metastasis evolution in order to provide young researchers with skills to become future leaders in the field. To this end, it is imperative to have a solid mentoring and training strategy, a state-of-the-art scientific approach, and a broad range of complementary soft skills. Collectively, these skills will be provided to each ESR through a series of events (local and network-wide) and initiatives that will allow ESRs to ensure smooth progress of their research projects and a successful career. Scientifically, Evomet has been designed to address an unmet medical need through leverage of basic science to impact drug development and, ultimately, improve how patients are managed. Scientific WPs tackling metastasis from a functional perspective have been defined. To metastasize, cancer cells must orchestrate diverse cellular functions to overcome the challenges inherent in the metastatic cascade (Cell Fate – WP1). These functions are also highly dependent on the interactions of the metastatic cell with the host immune system and tissue stroma (Environment – WP2). However, the kinetics of metastasis and, in particular, the mechanisms that regulate metastasis latency remain poorly understood (Latency – WP3). Mapping this complexity, examining patterns of clonal evolution, mechanisms of therapy failure, and pathways for expansion is central to defining new targets (Expansion – WP4). In summary, we are facing a fast-growing multidisciplinary area created from the aggregation of different fields that have problems communicating with each other. Evomet’s success builds on the strong relations between partners, the open exchange of ideas, state-of-the-art methodology, tools and equipment as well as the exploitation of synergistic opportunities between the network members, covering different perspectives and filling the gap between them, thus breaking the isolation between disciplines.

Rooting its work in the Arctic, with and for Arctic communities, the "Sense Making, Place attachment, and Extended networks, as sources of Resilience in the Arctic" (SeMPER-Arctic) project consortium will be collecting local stories of changes, shocks, upheavals and their aftermaths. The SeMPER-Arctic team members will adopt these narratives as local, and localized, anchoring devices for resilience analysis. Members of three Arctic communities have been involved in the preparation of SeMPER-Arctic and the consortium has committed to work with and for these communities. Their stories of individual and collective ability to fare through shocks, threat, unusually fast changes, will constitute SeMPER-Arctic central corpus. Two broad categories of narratives that are external to communities have been identified as priority area of enquiry : environmental science and public policy and regional development. The consortium will analyse how these narratives interact with local narrative of resilience. This will allow for the assessment of their impacts. The interdisciplinary framework of resilience interpretations will be used to examine the resilience narratives in the light of the dimension that are salient for the members of arctic communities. The consortium will be in a position to take stock of the lessons learned in its three pilot implementation sites. It will have developed a narrative centred, locally rooted, place-based understanding of resilience within arctic communities. This understanding is key for developing tools and strategies to increasing community resilience in other communities. These results will call for sharing the lessons learned with regional planners and policy-makers. The consortium will thus be contributing to the knowledge base on global environmental change through respectful, non-prejudiced, enquiry of what it means to be a resilient arctic community in the 21st century. The results of this analysis will be translated into options for actions, at the local, regional, national and circumpolar levels.

Cela fait maintenant une cinquantaine d’années que les atomes de Rydberg ont attiré l’attention des scientifiques, d’une comme sujet de recherche fondamentale ou pour le développement de simulateurs quantiques, et aussi récemment pour leur potentiel en tant que capteurs pour la détection et l’imagerie de champs électromagnétiques. La plupart des schémas proposés pour la détection de champs micro-ondes reposent sur l’utilisation de la transparence électromagnétiquement induite (EIT) d’un système en échelle : si l’état de plus haute énergie est un état de Rydberg couplé à d’autres états, le phénomène EIT est alors perturbé, il se dédouble par effet Autler-Townes et on obtient deux résonances EIT au lieu d’une. Comparées aux antennes dipôles métalliques actuellement utilisées pour ce genre d’applications, les cellules diélectriques d’atomes de Rydberg à température ambiante permettent d’envisager des mesures indépendantes de la longueur d’onde, précises, avec une très grande sensibilité et dynamique, une stabilité intrinsèque et une auto-calibration. De plus, la partie sensible du capteur est purement diélectrique et ne perturbe par conséquent pas le champ à mesurer. Alors que cette technologie naissante intéresse les Etats-Unis et la Chine, mise à part une nécessité de souveraineté, un enjeu est de cibler les applications dans lesquelles les capteurs à atomes de Rydberg seront particulièrement performants et ainsi surpasser les technologies existantes. Le projet CARDAMONE a pour but d’étudier les avantages et limitations de cette technologie, à la fois d’un point de vue expérimental et théorique et de proposer des solutions optiques basées sur des modulations des champs de sonde et de couplage. L’une des limitations les plus évidentes est en effet imposée par les niveaux de Rydberg mis en œuvre, qui certes peuvent adresser une gamme de fréquences allant du kHz au THz, mais dont le caractère discret limite l’agilité fréquentielle et la bande passante du dispositif. Un second verrou concerne la bande passante instantanée de mesure, qui est aujourd’hui mal comprise, comme le montrent les désaccords entre les mesures expérimentales et les modèles théoriques. Enfin, la détection de la phase du champ électrique nécessite actuellement d’ajouter une antenne émettrice d’un oscillateur local qui peut par exemple perturber le fonctionnement d’une antenne. L’objectif de l’ANR ASTRID CARDAMONE est donc de développer des architectures originales de modulation du faisceau sonde et/ou du faisceau pompe, afin de pouvoir d’une part ajuster à loisir la bande passante de détection RF du système, tout en maintenant une sensibilité adéquate, et d’autre part de mesurer non plus seulement la puissance du rayonnement RF détecté, mais aussi sa phase. Il s’agit donc de permettre à terme de répondre aux enjeux applicatifs de cette étude, que cela soit pour la métrologie des rayonnements des antennes émettrices ou pour les applications de type radar ou guerre électronique. Le consortium du projet CARDAMONE allie des acteurs académiques et industriels, spécialistes aussi bien de la physique quantique, des technologies de l’optique, que des applications de la RF aux radars, à la guerre électronique et aux systèmes de communication. Cette synergie entre des acteurs aux compétences complémentaire assurera un transfert efficace des résultats de CARDAMONE de la physique quantique aux applications.

Face à l’exigence d’innovation et de miniaturisation des futurs missiles et munitions intelligentes fabriqués par le groupe MBDA, la gestion thermique des composants électroniques embarqués est un des enjeux majeurs. Intégrées traditionnellement au niveau des équipements électroniques, les techniques de refroidissement extérieur conventionnelles ne suffiront plus. L'utilisation de solutions de refroidissement mettant à profit des technologies microsystèmes MEMS introduites au plus près des systèmes, voir embarquées au sein même du circuit imprimé, permet d'entrevoir des réponses originales, à faibles coûts, et compatibles avec les exigences d’intégration et de robustesse des composants militaires. Les systèmes fluidiques diphasiques tels les caloducs, sont à l'heure actuelle les dispositifs de refroidissement les plus intéressants en termes de performances. Bien que leur intégration semble possible au sein même des circuits imprimés, les caloducs sont encore quasi exclusivement rapportés de manière classique aux systèmes. Aussi, malgré leurs qualités, ces dispositifs présentent plusieurs points faibles : ils sont très sensibles à l'accélération (pompage capillaire) et leur mise en œuvre aboutit à des systèmes encombrants et lourds qui nécessite des étapes de montage opérateur-dépendantes. Tout ceci montre que les caloducs ne sont pas la panacée dans le domaine du refroidissement des circuits embarqués. Malgré tout, des voies d'amélioration sont possibles et nous nous proposons d'en explorer quelques-unes. Dans le cade de ce projet, le consortium formé du C2N (UMR9001, Université Paris-Saclay), de MBDA et d'EGIDE s'est réuni afin de concevoir, réaliser et tester un système de refroidissement monophasique, robuste, et totalement inédit (niveau TRL4 visé). Bien que non optimisé pour ce mode de fonctionnement, des essais seront également menés en mode diphasique normalement plus efficace. Ici, la majeure partie du circuit fluidique sera directement réalisée dans l'épaisseur même du circuit imprimé sans augmentation notable de celle-ci. La circulation du fluide, sera quant à elle réalisée via une pompe MEMS prenant la forme d'un module rapporté à sa surface. Ici, le pompage ne sera donc pas capillaire mais électrique et ne sera donc pas limité par l'accélération (fonctionnement en boucle fermée). La majeure partie du système sera réalisée durant l'étape de pressage du circuit imprimé stratifié par thermocompression Cu/Sn/Au/Cu qui permet d'obtenir des cavités enterrées sans modification du procédé standard : ceci permet d'obtenir un circuit fluidique, de forme quelconque, formé d'une enveloppe métallique totalement étanche. Ce procédé d'élaboration est breveté par la société THALES, qui a concédé au consortium MEREDIT, dont MBDA fait partie, une licence d'exploitation. Outre le circuit fluidique, la principale problématique est liée au moyen employé afin de mettre en mouvement le fluide de manière efficace et fiable en environnement sévère. Ici, nous proposons de prouver la faisabilité de systèmes mettant en œuvre des pompes MEMS exploitant les phénomènes Electro-Hydro-Dynamiques (EHD), qui possèdent la particularité de n'avoir aucune partie mécanique en mouvement et d'être ainsi extrêmement robustes. La pompe, fabriquée par le partenaire EGIDE, prendra la forme d'un module 3D réalisé par technologie céramique HTCC et sera montée à la surface du circuit imprimé. Les connexions fluidiques et électriques seront réalisées par brasage en même temps que les autres composants électroniques : l'utilisation de ces technologies de fabrication et d'assemblage nous laisse espérer une herméticité parfaite à longs termes. Dans ce projet, le véhicule de test final, proche du système qui pourrait être industrialisé, sera fortement instrumenté de manière in-situ. Ceci nous permettra de caractériser finement, et ce pour la première fois, un système de refroidissement totalement intégré au sein d'une carte électronique.

Comprendre la statistique et l'impact des événements extrêmes est crucial pour l'adaptation au changement climatique. A cause de données empiriques inexistantes, de biais des modèles et de problèmes d'échantillonnage, l'étude des canicules qui n'ont jamais été observées est particulièrement difficile. Ce projet réunit deux groupes qui ont fait indépendamment des avancées majeures pour résoudre le problème de l'échantillonnage des modèles (algorithmes de calcul d'événements rares), et pour l'utilisation de données pour créer des générateurs de temps stochastiques par analogues. Le but de ce projet est de coupler ces deux approches pour construire le premier modèle statistique capable de dépasser le problème d'échantillonnage et d'utiliser des observations. Avec cet outil, nous étudierons le premier modèle physiquement pertinent de la pire canicule possible en Europe. Cela permettra aussi de faire dans le futur un ensemble d’études d’extrêmes actuellement impossible.

Le bilan de masse de surface (BMS) d'une grande partie de l'Antarctique est contrôlé par quelques événements extrêmes, ce qui entraîne une forte variabilité naturelle de ce paramètre. Les intrusions d'humidité extrêmes liées aux rivières atmosphériques arrivant de l'océan Austral conduisent à la fois à des accumulations de neige intenses, et à la fonte en surface sous l’effet du fort réchauffement et de l'augmentation du rayonnement infra-rouge. Pourtant, ces rivières atmosphériques sont actuellement négligées dans les études des changements climatique passés et futurs en Antarctique et de leurs impacts sur le BMS. Le projet ARCA vise à décrire les rivières atmosphériques dans les régions polaires et leurs impacts en appliquant des algorithmes récents de détection des rivières atmosphériques à des sorties de simulations des climats passés, présents et futurs. ARCA évaluera l'impact des rivières atmosphériques sur le bilan de masse de surface de l'Antarctique et explorera dans quelle mesure l'activité passée des rivières atmosphériques peut être reconstituée grâce aux enregistrements des carottes de glace. Pour atteindre cet objectif, ARCA est organisé en 4 Axes. 1) ARCA utilisera des méthodes récentes d’identification des rivières atmosphériques, que nous appliquerons aux modèles de circulation globale et régionale. 2) ARCA collectera des données météorologiques, d’isotopes de l’eau et d'aérosols dans l’atmosphère et la neige de surface en Terre Adélie et de Wilkes (Antarctique de l’Est) pour définir la signature isotopique et en aérosols des rivières atmosphériques, puis 3) appliquera une modélisation des isotopes stables dans l'eau à l'échelle régionale pour mieux interpréter ces données. Enfin, 4) ARCA examinera les données des carottes de glace existantes. Ces axes permettront : 1) d'évaluer la variabilité naturelle des rivières atmosphériques et leur réponse aux forçages externes, 2) de quantifier les transports d'humidité et de chaleur vers l'Antarctique et les impacts sur les BMS, 3) de décrire l'impact des rivières atmosphériques sur le contenu isotopique et en aérosols des masses d'air transportées vers ces régions, 4) d'analyser les processus particuliers (ex. : origine de l’humidité, sublimation des hydrométéores) produisant la particularité des signaux observés dans les masses d'air lors de ces événements, 5) d'estimer le biais induit dans les enregistrements des carottes de glace, et l'impact sur les reconstructions des températures passées, 6) de reconstituer la variabilité passée des rivières atmosphériques et le biais qui en résulte dans les estimations du climat du dernier millénaire en Antarctique. ARCA fournira des produits qui décrivent la climatologie et la variabilité actuelle et future des rivières atmosphériques (cartes d'occurrence, statistiques), et des séries chronologiques sur le terrain. ARCA définira une approche multi-traceurs pour estimer l’activité passée des rivières atmosphériques à partir des enregistrements des carottes de glace. Cette métrique basée sur la composition isotopique de l'eau et la charge en aérosols dans les carottes de glace permettra de définir qualitativement les périodes d'activité plus ou moins élevée des rivières atmosphériques au cours du dernier millénaire. Enfin, ARCA définira les zones de Terre Adélie et de Wilkes les plus impactées par les RA, et donc les régions à privilégier pour la collecte de carottes de glace en vue de l'amélioration de notre connaissance des événements extrêmes en Antarctique. Le consortium ARCA est composé de membres de l'IGE, du LSCE et du LOCEAN ayant des compétences reconnues en matière de modélisation atmosphérique (globale et régionale) et du BMS en région polaire, de développement d'algorithmes de détection des rivières atmosphériques, et d'interprétation des isotopes de l'eau et du contenu en aérosols dans l'atmosphère dans les échantillons de neige et de glace.

Le stockage du carbone et les cycles biogéochimiques dans le sol sont influencés par les processus physiques, chimiques et biologiques, qui sont le plus souvent étudiés séparément. Notre projet vise à surmonter cette limitation en considérant l'impact de la faune du sol, en particulier des vers de terre, sur la formation d'interactions organo-minérales dans des agrégats biogéniques. Nous étudierons ces processus en combinant des expériences sur le terrain et en laboratoire dans des environnements tempérés et tropicaux. Nos recherches vont au-delà de l'état actuel des connaissances car elles sont basées sur des traits spécifiques des vers de terre. Les résultats du projet concernent la connaissance fondamentale des relations entre les traits et leur fonction dans la séquestration du carbone dans le sol. Les résultats seront mis en application en développant de nouveaux paramètres de modèle et des approches d’ingénierie écologique sur le terrain.

La manière dont la concentration en ions carbonate de l'océan profond répond aux variations du cycle du carbone («compensation carbonate») exerce une influence forte sur le CO2 atmosphérique à l'échelle de 10^3 à 10^5 ans. Cette réponse explique sans doute jusqu'à 50% de la réduction du CO2 atmosphérique au dernier âge glaciaire, et pourrait à long terme absorber une partie des émissions anthropiques actuelles de CO2, mais notre compréhension des processus à l'œuvre reste très incomplète, limitant à la fois notre capacité à comprendre les variations glaciaires/interglaciaires de CO2 et à prédire les effets à long terme des émissions anthropiques. Nous proposons ici de tester, à partir des variations glaciaires/interglaciaires dans la concentration en CO2 associées à des données nouvelles sur l'acidification de l'Atlantique profond à l'ère industrielle, à la fois notre interprétation des variations passées et notre capacité à modéliser les processus associés à la compensation carbonate via un modèle de climat/sédiments. A l'aide d'une application novatrice des isotopes du carbone et du bore dans les foraminifères benthiques, nous quantifierons la part de la compensation des carbonates dans la diminution du CO2 dans les océans Pacifique et Austral profonds, ainsi que la réponse du cycle des carbonates à ces variations du flux de CO2 respiré. Nous obtiendrons ainsi la première quantification de l'amplitude et de la chronologie des variations dans le flux de la pompe organique (« soft tissue pump ») et dans l'alcalinité de l'océan, les deux principaux processus censés réduire le CO2 atmosphérique en période glaciaire. Ces résultats viendront en particulier contraindre les échelles de temps associées au pompage de CO2 résultant de la compensation carbonate. Bien que le CO2 anthropique commence déjà à atteindre les eaux profondes de l'Atlantique, les acidifiant et dissolvant le carbonate de calcium qu'elles contiennent, les données instrumentales sur la chimie de l'océan profond ne couvrent qu'une courte durée, et il subsiste de larges incertitudes sur le puits de CO2 associé à l'Atlantique profond, et sur la réponse du cycle du carbonate à cette perturbation. Nous utiliserons une approche innovante reposant sur les dernières techniques d'estimation du pH par l'isotopie du Bore par ablation laser MC-ICP-MS. Nous appliquerons cette approche sur les foraminifères benthiques de carottes sédimentaires de l'Atlantique Nord caractérisées par des taux de sédimentation exceptionnellement élevés, ce qui nous permettra de reconstruire pour la première fois le pH de l'Atlantique profond aux échelles des périodes glaciaire et industrielle. Ces reconstructions viendront éclairer l'évolution du plus important puits de carbone anthropique à cette échelle temporelle, et nous permettront de valider/optimiser le récent couplage des modèles climat/sédiments/cycle du carbone iLOVECLIM-MEDUSA, redéfinissant l'état de l'art de la modélisation des processus/échelles de temps associés à la compensation carbonate et à ses liens avec le climat. Les simulations issues de ce modèle permettront (1) de comprendre les influences respectives de la pompe organique et de la compensation carbonate sur les variations glaciaires/interglaciaires du CO2 ; (2) de modéliser les effets à long terme du CO2 anthropique sur le climat et le cycle du carbone. Compte tenu des progrès de modélisation attendus, les prédictions à court et à long terme que nous pourrons faire à partir d'un scénario donné d'émissions carbone seront alors parmi les plus robustes actuellement disponibles.

Les phénomènes météorologiques tirent leur énergie de la surface terrestre et dissipent la majeure partie de leur énergie près de la surface. La surface continentale, par sa topographie, son humidité, sa température ou l'activité de la végétation, a un impact sur l'atmosphère de l'échelle journalière à l’échelle saisonnière. Les interactions entre la surface et l’atmosphère se sont révélés influents sur les événements extrêmes, tels que la sécheresse ou les vagues de chaleur. La surface continentale peut avoir par conséquent un impact sur les trajectoires climatiques. Une évaluation précise des échanges Surface-Atmosphère (S-A) et leur représentation correcte sont donc essentielles pour les prévisions du temps et du climat. Les programmes GEWEX et WCRP ont souligné l'importance du couplage S-A pour les modèles météorologiques et climatiques. L'enquête du Groupe de travail sur l'expérimentation numérique (WGNE) sur les erreurs systématiques a établi en 2019 que les erreurs de simulation des flux de surface de chaleur et d'humidité sont le deuxième problème le plus important. Les modèles du système terrestre (ESM) et de prévision numérique du temps (NWP) ont souvent des biais importants sur les flux de surface quand ils sont comparés aux observations. La quantification détaillée et la réduction de ces biais sont toujours en cours dans de nombreux centres de modélisation. Le projet MOSAI vise à contribuer à cet effort. La première étape pour atteindre cet objectif est de mener une évaluation juste et correcte des interactions S-A simulées par les ESM et NWP. Celle-ci doit être basée sur (1) des références fiables utilisées pour évaluer les échanges S-A simulés, et, (2) des méthodes de comparaison pertinentes capables de mettre en évidence les faiblesses des ESM et NWP. Ces points définissent les deux premiers objectifs scientifiques du projet MOSAI. Le premier objectif scientifique (O1) est d'étudier et de déterminer l'incertitude et la représentativité des échanges de S-A mesurés sur des paysages hétérogènes. Le projet MOSAI bénéficiera des mesures long-terme acquises sur les sites instrumentés ACTRIS et ICOS et estimera systématiquement les erreurs de mesure, la non-fermeture du bilan d'énergie en surface et la représentativité des mesures locales dans le paysage hétérogène, à l'échelle de la maille. Il s'agit d'une étape nécessaire vers une évaluation juste des modèles. Le deuxième objectif scientifique (O2) est de proposer et tester deux méthodes pour évaluer les échanges S-A dans les ESM à l'aide de mesures long-terme. Elles permettront d’identifier les faiblesses des ESM et des NWP en fonction des conditions météorologiques et de surface. La première approche est basée sur des études de sensibilité réalisées avec des modèles 3D ou avec leur version à colonne unique correspondante, forcées par des observations à long terme ou couplées à leur LSM, et pour lesquelles un forçage atmosphérique sera dérivé d'analyses opérationnelles. La deuxième méthode est basée sur une approche d'apprentissage par modèle statistique. La deuxième étape du projet concerne l'amélioration des échanges S-A simulés par les ESM et les NWP. Le couplage entre les modèles de surface (LSM) et les modèles atmosphériques est basé sur plusieurs approximations qui diffèrent selon le modèle. Parmi celles-ci: 1 / la prise en compte de l'hétérogénéité de surface comme une somme de différentes surfaces sans tenir compte de l'échelle des hétérogénéités et de la distribution spatiale de celles-ci, 2 / une atmosphère unique pour toutes les surfaces contenues dans la maille du modèle, 3 / un flux de surface agrégé unique comme conditions limites inférieures au modèle atmosphérique empêchant la formation de circulation secondaire. Le troisième objectif scientifique (O3) aborde certaines de ces simplifications dans le couplage entre les LSM et les modèles atmosphériques, et leurs impacts sur les échanges S-A simulés.

Les sources hydrothermales océaniques profondes sont souvent des systèmes anaérobies riches en fer et en soufre. Alors que la pyrite FeS2 se forme abiotiquement à l’intérieur des cheminées à des températures élevées (> 250°C), un important stock de FeS2 (pyrite et marcasite) est également produit dans les parties plus froides des cheminées à des températures plus basses (< 150°C) par un mécanisme encore inconnu. Il a été montré en laboratoire que les Thermococcales, organismes prédominants des parties chaudes des sources hydrothermales, produisent rapidement d’abondantes quantités de pyrite (FeS2) dans les cellules et les vésicules, alors que de la greigite (Fe3S4) se forme sur les substances polymères extracellulaires (EPS), ce qui suggère qu’elles pourraient contribuer à la formation importante géochimiquement de FeS2 à « basse température ». Afin de fournir une évaluation de la contribution des Thermococcales et plus généralement de la biosphère hyperthermophile (T>80°C) aux cycles biogéochimiques, il est maintenant temps de progresser dans la compréhension du mécanisme de biominéralisation à haute température précédemment identifié. Thermococcus kodakarensis sera l’organisme de choix pour le projet HYPERBIOMIN, puisque de nombreux résultats intéressants ont déjà été obtenus pour cette souche et dans notre laboratoire ; les outils génétiques pour cette archée hyperthermophile sont bien établis. Le projet HYPERBIOMIN répond à trois questions principales : (1) Quelles sont les conditions physiologiques des cellules et les paramètres physico-chimiques du milieu de vie qui influencent et contrôlent les minéraux produits par T. kodakarensis? (2) Quelles sont les entités biologiques et les gènes impliqués dans les mécanismes de minéralisation par T. kodakarensis ? (3) Quelles sont les stratégies adaptatives développées par les hyperthermophiles pour influencer et faire face à leurs environnements à haute température hautement minéralisés? Pour répondre à ces questions, le projet suivra trois approches complémentaires : (1) La première approche consiste à déterminer et à analyser quantitativement les minéraux produits dans différentes conditions physico-chimiques imitant l’environnement fluctuant des cheminées hydrothermales. Jusqu’à présent, j’ai limité les études de biominéralisation aux paramètres de croissance optimaux des Thermococcales. En collaboration avec un étudiant en thèse et un master, nous allons déterminer les impacts de la température et du pH, mais aussi des changements métaboliques des Thermococcales (production H2S vs production H2) induits par les conditions environnementales sur la composition, la structure et les propriétés des minéraux formés. (2) La deuxième approche porte sur l’exploration des mécanismes moléculaires de biominéralisation par T. kodakarensis. À ce jour, aucune information n’est disponible sur les relations entre la production de minéraux et des gènes putatifs impliqués. Nous allons détecter et identifier les principaux partenaires moléculaires impliqués dans le mécanisme de biominéralisation de T. kodakarensis. Nous nous concentrerons d’abord sur les gènes codant pour les ferritines et les transporteurs de fer en raison de leur importance potentielle dans le processus de biominéralisation du fer. J’explorerai ensuite les gènes impliqués dans la synthèse et l’expression des vésicules qui ont été reportés comme impliquées dans la formation de pyrite par Thermococcales. (3) Dans une troisième approche, j’étudierai l’importance de ces processus de biominéralisation pour les mécanismes d’adaptation des Thermococcales et des archées méthanogènes de l’écosystème hydrothermal. Des expériences impliquant à la fois T. kodakarensis et Methanocaldococcus jannaschii seront menées pour déchiffrer dans cet écosystème simplifié les réponses adaptatives face à l’environnement hydrothermal extrême, en présence ou absence de minéraux dont le rôle potentiel dans l’adaptation sera étudié.

En termes d’évolution, la vie consiste à se reproduire. Pourtant, certains animaux renoncent à leur propre reproduction pour soutenir les efforts de reproduction d’autres individus de la même espèce. Abeilles, fourmis et guêpes (hyménoptères) sont bien connues pour leur mode de vie «eusocial» où une reine contrôle la reproduction de nombreuses ouvrières. Comme Darwin lui-même l’a reconnu, ce sacrifice des ouvrières était un défi majeur pour sa théorie de la sélection naturelle. Cette énigme a trouvé une solution lorsqu’on a réalisé qu’aider un individu apparenté pouvait favoriser son propre succès reproducteur de manière indirecte. Cependant, une telle stratégie est vulnérable à l'exploitation, et nécessite de pouvoir distinguer entre les individus apparentés ou non. Comment l’eusocialité a pu évoluer neuf fois chez les seuls hyménoptères, alors qu’elle est absente chez la plupart des insectes ? On savait que les fourmis (eusociales) possèdent un sous-système olfactif spécialisé dans la reconnaissance de la parenté, permettant de détecter les parasites sociaux. Des structures sensorielles des antennes, les sensilles basiconiques (BaS), détectent les hydrocarbures cuticulaires (CHC), mélange d'indices chimiques révélant la colonie d’appartenance. Les neurones des BaS sont connectés à une région séparée du centre olfactif primaire du cerveau d’insecte et expriment un groupe de gènes de récepteurs olfactifs (OR) avec une structure à 9 exons. Étonnamment, un même ensemble de caractéristiques a récemment été observé chez des Vespidés (frelons), chez lesquels le mode de vie eusocial a évolué indépendamment. Cette découverte suggère que le système BaS peut avoir joué un rôle critique dans l'évolution convergente de l'eusocialité en permettant la reconnaissance de la parenté. Cependant, nous ne savons pas si ce système était présent chez les espèces solitaires ancestrales, s'il était pré-adapté pour permettre la reconnaissance de la parenté, ni comment il aurait pu être affiné pour cette tâche. Répondre à ces questions est essentiel pour comprendre la remarquable diversité des comportements sociaux chez les hyménoptères et expliquer pourquoi l'eusocialité, normalement si rare, a évolué tant de fois dans ce clade. Le projet EVOKIN propose de résoudre cette question en collectant des données sur des espèces représentant toutes les principales lignées d'hyménoptères, une gamme variée d'organisations sociales et de multiples origines indépendantes de l'eusocialité. En combinant des données neuroanatomiques, chimiques et moléculaires avec des analyses comportementales et neurophysiologiques, nous testerons le lien évolutif existant entre le système BaS et l'eusocialité. Précisément, nous allons: Objectif 1: révéler comment l'organisation anatomique du système BaS varie d'un hyménoptère à l'autre. Nous testerons si cette variation est associée à l'organisation sociale et reconstruirons l'histoire évolutive des traits clés à travers la phylogénie, nous permettant de placer les changements comportementaux et neuronaux dans l'ordre chronologique. Objectif 2: utiliser les répertoires d’OR d’un nombre important d’hyménoptères pour tester si le nombre de gènes d’OR à 9 exons co-évolue avec la complexité du profil cuticulaire de chaque espèce ainsi qu’avec le nombre d'unités anatomiques dans le système BaS. Objectif 3: Confirmer la fonction du système BaS dans la reconnaissance de la parenté dans les lignées eusociales, et déterminer sa fonction ancestrale chez les espèces solitaires, en effectuant des expériences comportementales (e.g., rencontres dyadiques) et en enregistrant par imagerie optique in vivo l'activité neuronale du système BaS en réponse à des odeurs d’individus apparentés, conspécifiques ou à des odeurs environnementales. Grâce à un échantillonnage et à l’utilisation d’une gamme d’approches expérimentales sans précédent, le projet EVOKIN découvrira les adaptations neuronales qui soutiennent le comportement social des hyménoptères.

Comprendre la chronologie et les schémas des premiers peuplements des Amériques ne peuvent s’entendre sans étudier les relations entre les populations passées et leur environnement. S’adapter, se déplacer, voire disparaître en réponse aux fluctuations climatiques sont les réactions attendues. Afin de caractériser ces différents scénarios, SESAME propose de se concentrer sur le nord-est du Brésiloù la présence humaine est attestée depuis au moins 40,000 ans. En reconstruisant les variations climatiques et environnementales passées NE Brésil et en révélant l’identité culturelle et technologique des sociétés passées, SESAME ambitionne de lever le voile sur l’évolution des relations entre les hommes et leur environnement, à travers le Pléistocène et l'Holocène. Cette reconstruction paléoécologique humaine permettra, de façon compréhensive, de formuler des hypothèses sur les voies potentielles de diffusion et d'implantation intracontinentales. Elles découleront du modèle du NE Brésil et de la recontextualisation des données archéologiques de la littérature dans un schéma paléoclimatique à l’échelle du continent.

La charpente en chêne de Notre-Dame de Paris (NDP) est l'un des plus grands chefs-d'œuvre de la charpentrie gothique en France. Elle a été construite au cours du Moyen Âge, entre le 11e et le 13e siècle, à une époque où de profonds changements environnementaux et sociétaux - optimum climatique, forte croissance démographique et économique - ont créé une pression importante sur les ressources forestières disponibles, l'un des principaux moteurs économiques des sociétés médiévales. La destruction de la charpente de NPD dans l'incendie du 15 avril 2019 a laissé des milliers de fragments de poutres de chêne carbonisées. Analyser cette "forêt", c’est remonter le temps, en reconstruisant les forêts des siècles passés et en restaurant ce patrimoine pour le public. Le projet CASIMODO vise à comprendre l'impact des facteurs climatiques et anthropiques sur l'évolution du socio-écosystème forêt-bois entrer les 11e et 13e siècles en Île-de-France et dans le Bassin parisien: forêt, gestion de la matière première bois et produits finis manufacturés. Le projet propose trois axes de recherche pour aborder la réponse adaptative de la société à la disponibilité des ressources en bois pendant cette période. Le premier objectif est de définir le contexte climatique et socio-économique de Paris. Afin d'identifier les adaptations techniques potentielles de la société médiévale, le second objectif est d'étudier la charpente en bois d'un point de vue archéologique afin de caractériser les techniques de construction et les modes d'approvisionnement du chantier. Le troisième objectif consiste à caractériser les peuplements forestiers exploités aux 11e et 13e siècles, leur gestion et les éventuels systèmes sylvicoles mis en place pour une production de bois adéquate. L'objectif global de CASIMODO est de permettre une meilleure compréhension de l'évolution d'une zone économique soumise à des pressions climatiques, sociétales et démographiques, par le biais du cycle de vie du bois. Nous proposons de développer une approche intégrée en combinant histoire, archéologie, et bioarchéologie. Les arbres enregistrent les variations de son environnement, chaque cerne de croissance annuel contenant un moyen de datation et un ensemble de marqueurs anatomiques et chimiques fournissant des informations sur la structure de la forêt, l'origine géographique du bois et le climat passé. Ces informations seront comparées à des données contemporaines sur le bois provenant de structures médiévales civiles et religieuses du nord de la France, du sud de la Belgique et de l'ouest de l'Allemagne. Les archives textuelles et les données paléoenvironnementales/bioarchéologiques de sites archéologiques médiévaux en Île-de-France et dans le bassin parisien seront également intégrés. En faisant écho au contexte de menace écologique actuelle, ce projet aborde les problèmes récurrents des relations entre l'homme et la nature, et s'inscrit dans le thème des sociétés face aux changements environnementaux. Une meilleure documentation de la variabilité temporelle et spatiale des climats mondiaux passés est nécessaire pour mieux anticiper les impacts possibles du changement climatique futur. CASIMODO peut fournir des indices indirects sur l'ampleur de la déforestation, voire des catastrophes naturelles et des épidémies connexes comme la peste. La datation radiocarbone est encore entravée par l'imprécision des dates obtenues pour certaines périodes. L’établissement d’une courbe de calibration radiocarbone à partir des bois de Notre-Dame constituera un outil central de la science moderne (biologie, écologie, géologie, histoire, archéologie.). Un progrès dans ce sens sera donc un grand pas en avant pour une très grande partie de la communauté scientifique.

Les épisodes de précipitations extrêmes (EPE) constituent une menace pour la vie humaine mais restent difficiles à prévoir. Des efforts considérables ont été déployés ces dernières années pour améliorer la qualité des prévisions relatives à ces événements graves et des progrès significatifs ont été réalisés grâce à la mise au point de systèmes de prévision numérique météorologique (SPNM) résolvant explicitement la convection profonde. Toutefois, notre capacité à prévoir ces événements à fort impact reste limitée en raison du manque d'observations de vapeur d’eau (VE) à haute fréquence et haute résolution dans la basse troposphère (en dessous de 3 km). Nous avons pour objectif de mettre en place un outil de prévision intégré, couplant les mesures du réseau de profils de VE et un SPNM pour estimer précisément la quantité, le moment et l'emplacement des précipitations associées aux EPE dans le sud de la France (région frappée par environ 7 EPE par an pendant l'automne). Le projet WaLiNeAs proposé est une initiative unique et innovante qui permettra pour la toute première fois d'assimiler des profils de VE à haute résolution verticale mesurés par lidars dans les 3 premiers kilomètres de la troposphère. L'avantage de WaLiNeAs pour les communautés académiques et opérationnelles est double : faire progresser les connaissances sur les processus dynamiques et complexes qui contrôlent le cycle de vie des EPE et améliorer la prévisibilité des EPE dans le sud de la France à des échelles pertinentes pour les études météorologiques. Un réseau de 5 lidars Raman VE autonomes sera déployé en Méditerranée occidentale pour fournir des mesures à haute résolution verticale, comblant ainsi les lacunes critiques des observations de VE dans la basse troposphère par les réseaux opérationnels et satellites actuels. Le traitement en temps quasi réel et l'assimilation d'ensemble des données de VE dans le modèle opérationnel français AROME (Application of Research to Operations at MEsoscale), utilisant une approche 4DEnVar avec des mises à jour de 15 minutes, devrait améliorer la capacité du modèle à prévoir les EPE à l'échelle kilométrique dans le sud de la France 48 heures à l'avance. La campagne de terrain devrait commencer début septembre 2022, pour couvrir la période la plus propice aux fortes précipitations dans le sud de la France. Le réseau de lidar VE sera exploité par un consortium de groupes de recherche français, allemands et italiens. Les données Lidar seront mises à la disposition de Météo-France peu après avoir été acquises et jusqu'à 96 fois par jour. Outre la démonstration du potentiel d'assimilation des données VE lidar dans un contexte opérationnel en temps quasi réel, un objectif auxiliaire du projet est également de montrer que les lidars Raman peuvent être laissés en fonctionnement continu, sans surveillance pendant une période d'au moins 3 mois. Il s'agit d'une condition préalable dans la perspective du déploiement futur de systèmes lidar Raman opérationnels destinés à combler les lacunes d'observation en VE dans la basse troposphère. Ce projet aboutira à des recommandations sur le traitement des données lidar en vue d'une exploitation opérationnelle future dans les SPNM. Ce projet contribuera de manière significative aux objectifs scientifiques du CES04 «Innovations scientifiques et technologiques pour accompagner la transition écologique» à travers le développement de systèmes lidar Raman pour une surveillance intelligente de l'environnement, en tout temps, sans surveillance et continue, en particulier pour la VE. Ce projet est très innovant et jettera les bases d'un futur outil d'alerte intégré visant à prévenir les risques naturels associés aux fortes précipitations, comme par exemple le long du littoral méditerranéen. Une fois la preuve de concept validée dans le cadre du projet WaLiNeAs, des outils intégrés similaires pourront être appliqués dans d'autres parties du monde pour éviter des risques naturels similaires.

Une description précise de l’état de l’atmosphère Terrestre est devenue indispensable dans un contexte d’évolution globale du climat. Elle repose sur l’utilisation de modèles de transfert radiatif couplés à des méthodes robustes d’inversion pour identifier les caractéristiques de l’atmosphère, comme les profils de températures et de concentrations en espèces gazeuses, à partir de mesures produites par des systèmes de détection actifs ou passifs, embarqués sur des plateformes satellites ou aéroportées ou des ballons sondes. Cependant, le volume de données de télédétection croît de façon exponentielle depuis plusieurs années, au point que leur traitement devient délicat même au regard des moyens de calcul actuels. Le développement de nouvelles méthodes est nécessaire pour convertir les mesures en paramètres géophysiques exploitables et fiables. Le projet ASGARD vise à développer des méthodes originales spécialement dédiées au traitement opérationnel de données de télédétection : la définition et la validation de méthodologies rapides et précises pour traiter des atmosphères gazeuses non uniformes est en effet l’objectif scientifique du projet. ASGARD s’appuiera sur des développements théoriques et de modélisation jusqu’à leur validation dans des situations représentatives de missions atmosphériques présentes et futures, incluant des atmosphères diffusantes ou hors équilibre thermodynamique. Certains développements proposés ici s’inspirent de travaux existants en combustion. Cependant, ils nécessitent des adaptations spécifiques afin de traiter des configurations atmosphériques : la modélisation des mélanges d’espèces gazeuses absorbantes, par exemple, diffère légèrement du fait des longueurs de trajets très différentes dans les deux type d’études, avec un impact sur les modèles à utiliser. La plupart des propriétés des L-distributions en termes de robustesse, de précision et de coût de calcul, observées en combustion, peuvent se transposer à l’atmosphère. Ceci peut être envisagé avec une prise de risque réduite pour un bénéfice important si les développements dédiés et leurs validations associées sont réalisés : c’est ce que propose ASGARD et motive la présente demande de financement. ASGARD mettra en commun les domaines d’expertise complémentaires des partenaires impliqués dans le projet : le CETHIL pour la modélisation des propriétés radiatives des gaz, le LOA pour le transfert radiatif dans les nuages et les atmosphères diffusantes et l’ONERA DOTA pour la simulation radiative et hors équilibre thermodynamique. Ces équipes ont déjà collaboré dans le passé, notamment lors de travaux préliminaires sur l’utilisation des L-distributions dans le solaire pour des atmosphères diffusantes. L’objectif est ici d’aller au-delà de ces travaux et de généraliser l’analyse à quelques missions spatiales présentes et futures, incluant l’extension au domaine thermique, aux imageurs hyperspectraux et à des configurations hors équilibre. Les résultats du projet auront un impact sur le développement de nouvelles méthodes d’inversion et donc sur les possibilités offertes pour la conception de futures générations de plateformes opérationnelles de télédétection atmosphérique. La méthode en L-distribution a la capacité de redynamiser le domaine des modèles de bandes, de façon semblable à la méthode CK il y a 30 ans. Cependant, pour atteindre cet objectif, la technique doit être méthodologiquement finalisée et validée afin de démontrer son potentiel dans des contextes opérationnels, comme ceux rencontrés par les agences spatiales, mais aussi en transfert radiatif atmosphérique pour d’autres utilisateurs possibles (météorologie, sciences du climat). La stratégie de communication sera orientée vers une diffusion large des résultats des travaux issus d’ASGARD dans la communauté atmosphérique, incluant la mise à disposition sous un format libre de l’ensemble des codes (excluant ceux spécifiques à l’ONERA) produits au cours de l’étude.

La région spectrale du moyen infrarouge (2-20µm) contient les transitions vibrationnelles des principaux gaz atmosphériques (H2O, N2O, CO2, NF3, CH4, O3...). Dans cette plage, il y a deux fenêtres de transparence atmosphérique à 3-5µm et 8-13µm, de sorte qu'un faisceau lumineux peut sonder l'atmosphère sur de très longues distances. De plus, le rayonnement dans l’infrarouge moyen est moins sensible aux turbulences atmosphériques qu'aux longueurs d'onde télécoms. Ceci est crucial pour avoir des mesures précises et très sensibles pour la surveillance environnementale, la spectrométrie et la mesure de la concentration des gaz à effet de serre (GES). L'objectif de notre proposition est de fournir des systèmes de détections sensible, précis et compacts dans l'infrarouge moyen implémentés dans des systèmes tel-que la radiométrie et le LIDAR. Ces systèmes seront basés sur des lasers à cascade quantique et sur les nouveaux détecteurs à puits quantiques fonctionnant à température ambiante développés récemment au LPENS.

Les eaux usées représentent des gisements massifs d’eau constituant une source potentiellement rentable, indépendante des sécheresses saisonnières. Cependant à l’heure actuelle les stations d’épuration ne permettent pas d’atteindre à des coûts raisonnables une qualité d’eau suffisante pour sa réutilisation et obèrent le retour à un bon état écologique et chimique du milieu aquatique. Ainsi, pour satisfaire à la Directive Cadre Européenne sur l’Eau et pour pallier les pénuries d’eau futures, le développement de stratégies efficientes permettant d’éliminer de façon plus poussée les micropolluants et d’améliorer la qualité microbiologique de l’eau est nécessaire. Dans ce contexte REMemBer est un projet de recherche appliqué qui vise à développer une technologie de traitement durable des eaux usées permettant : (i) de proposer une solution compacte combinant traitements secondaire et tertiaire au sein d’un même réacteur, (ii) d’améliorer la qualité chimique et microbiologique de l’eau épurée, (iii) d’envisager son recyclage, (iv) de réaliser des économies d’énergie et de produits chimiques. Le projet est basé sur la combinaison des avantages des bioréacteurs à membrane (BàM) et des procédés électrochimiques dans une seule unité innovante. La nouveauté du projet REMemBer repose sur l'utilisation de membranes électrochimiques réactives (MER). Des membranes électro-actives ont été récemment mises au point et testées par un des partenaires et ont permis de s’affranchir en partie des limitations liées aux phénomènes de diffusion. Sur la base de ces résultats prometteurs, les défis scientifiques qui seront relevés dans ce projet visent à franchir une nouvelle étape en mettant en œuvre les MER dans un procédé dans lequel la séparation de la biomasse et le traitement tertiaire seraient réalisés dans un seul réacteur: un Bioréacteur à Membranes Electrochimiquement Réactives (BàM-ER). Les objectifs visés sont: (i) de favoriser l'électro-oxydation des micropolluants organiques grâce à un transport de masse des polluants amélioré par convection, (ii) d’améliorer la désinfection par l’électro-oxydation et les conditions de pH locales et, (iii) de contrôler le colmatage des membranes. Les principaux verrous scientifiques et technologiques à lever avant l’implantation d’un BàM-ER à l’échelle industrielle résident dans (i) le développement de membranes cathodiques ou anodiques d’UF à partir des membranes de microfiltration électro-actives commercialement disponibles, (ii) la compréhension des mécanismes chimiques, physiques et biologiques au niveau de l’interface électrode-liquide, et (iii) le design et la validation d’une cellule électrochimique permettant une conduite optimale des BàM-ER et le changement d’échelle pour une application industrielle. Le projet REMemBer a pour objectif de lever ces verrous en développant une approche multi-échelle couplant analyses expérimentales transdisciplinaires et modélisation. Pour atteindre ces objectifs, le programme scientifique du projet est divisé en cinq tâches scientifiques et technologiques principales: élaboration, caractérisation et optimisation des membranes électro-actives (WP1); compréhension des mécanismes à l’interface électrode-liquide (WP2); développement du procédé et optimisation à l’échelle pilote de laboratoire (WP3); modélisation transversale et multi-échelles (WP4); développement d'un démonstrateur à l’échelle semi-industriel installé sur site pour des analyses et évaluations techniques, économiques et environnementales (WP5). Le projet rassemble deux laboratoires universitaires, (le LGE (Université Gustave Eiffel) et l’IEM (Université de Montpellier)), un institut de recherche appliquée (INRAE-PROSE), l’entreprise industrielle publique Syndicat interdépartemental pour l'assainissement de l'agglomération parisienne (SIAAP) et une TPE spécialisée dans le développement de procédés innovants et le transfert de technologie (FIRMUS).