Projets

BLAC HP vise à développer une nouvelle stratégie pour la stabilisation des produits carnés réfrigérés transformés en combinant haute pression et biopréservation par des bactéries lactiques. Cette stratégie pourrait notamment constituer une alternative à l’ajout d’additifs conservateurs tels que les nitrites. Les dés de jambon à teneur réduite en nitrites conditionnés sous vide sont choisis comme modèle de travail . Grâce à la baroresistance de certaines bactéries lactiques, la combinaison de procédés devrait permettre de contrôler à la fois les flores végétatives et sporulées indésirables. Elle permettra de proposer un procédé durable pour des produits carnés à teneur réduite en nitrite avec une durée de vie maintenue ou prolongée tout en préservant une qualité organoleptique optimale. En effet, BLAC HP permettra non seulement d'étudier de manière approfondie le mécanisme de stabilisation microbiologique à l’échelle des cellules et de l’écosystème global du produit, mais également les aspects aval de la mise au point: les qualités nutritionnelles, technologiques et sensorielles résultantes du produit tout au long de sa durée de vie. De plus, l’analyse du cycle de vie du procédé permettra de comparer objectivement son impact environnemental en comparaison avec le procédé traditionnel de fabrication, grâce à la création de nouveaux indicateurs. Enfin, le procédé sera testé à l’échelle pilote et des essais de transposition à d’autres produits carnés et des produits de la mer seront réalisés grâce au concours des partenaires industriels du projet. BLAC HP est ainsi construit dans une approche multidisciplinaire qui fournira une base solide pour la compréhension et le développement industriel de la technologie.

Le projet de recherche fondamentale VITE! vise à apporter un éclairage prospectif sur les enjeux, le contenu et les effets sociaux, territoriaux et environnementaux de stratégies de transition énergétique mises en œuvre à l’échelle d’une région urbaine, ainsi que sur le potentiel de mobilisation des acteurs en lien avec ces stratégies, en accordant une attention particulière aux transformations interdépendantes de l’environnement construit, des infrastructures et des pratiques sociales sur lesquelles reposent (ou qu’appellent de leurs vœux) ces stratégies. Prenant le cas de la région Île-de-France et s’appuyant sur les orientations énergétiques définies dans le cadre de la planification stratégique régionale (PDUIF, SDRIF et SRCAE notamment), le projet explorera les effets directs et indirects, intentionnels et non intentionnels, bénéfiques et néfastes des stratégies énergétiques proposées ou mises en œuvre, en termes de : flux de ressources, de matières, d’énergie, de polluants ; flux financiers ; qualité (accessibilité, nature, prix) de l’énergie fournie. Le projet sera centré sur l’étude de la mise en œuvre de quelques-uns des principaux leviers de transition énergétique maîtrisés par les collectivités locales: - le développement d'infrastructures urbaines de fourniture énergétique ; - l’organisation des transports de personnes et de biens au sein de la région francilienne ; - les projets de développement et d’aménagement urbain - la réhabilitation du parc régional de bâtiments. Des scénarios énergétiques contrastés (en nombre limité) seront élaborés, afin de simuler les effets de la mise en œuvre de ces leviers de transition énergétique. Les simulations s’appuieront sur une chaîne de modélisation urbaine actuellement en cours d’élaboration dans le cadre des activités du labex Futurs Urbains, à partir de trois modèles existants déjà validés pour l’étude de la région Ile-de-France : NEDUM (interaction transports-usage des sols, CIRED) ; MODUS (calcul des flux de trafic, LVMT) ; CHIMERE (qualité de l’air, LISA). Les effets environnementaux et sociaux-spatiaux des scénarios étudiés seront « désagrégés » de deux manières complémentaires et interdépendantes : - en fonction de groupes sociaux définis, en première approche, par leur revenu, pour appréhender les effets socialement différenciés des mesures mises en œuvre sur les dépenses énergétiques des ménages et, le cas échéant, sur la précarité énergétique ; - en fonction de contextes territoriaux, pour appréhender les effets spatialement différenciés des mesures mises en œuvre sur l’accès des territoires aux différentes sources et formes d’énergie, sur leur exposition aux diverses formes de nuisance et, le cas échéant, sur la vulnérabilité énergétique des territoires. Cette désagrégation permettra, en outre, d’apporter des éclairages inédits sur : - les tensions pouvant apparaître en un point précis du territoire régional, en fonction de la politique mise en œuvre ; - la « profondeur » de la remise en cause des pratiques existantes, entre ajustement à la marge et remise en cause radicale, en fonction des « solutions » techniques mises en œuvre ; - les formes d’inégalité, voire de « fracture » énergétique induites par tel ou tel choix collectif ; - les formes possibles ou souhaitables de différenciation sociale ou sociospatiale des politiques de transition énergétiques. La mise en œuvre du projet VITE! s’appuiera sur une confrontation continue et organisée entre approches qualitatives et modélisatrices, ainsi que sur des interactions étroites avec un ensemble d’acteurs publics locaux avec lesquels des relations durables de collaboration ont été nouées par les partenaires du projet. Ces interactions avec les acteurs en charge de la définition et/ou de la mise en œuvre des stratégies énergétiques locales garantiront la pertinence des grandes options énergétiques prises en considération et la valorisation sociétale des résultats du projet VITE!

Le but de ce projet est de développer une approche théorique et numérique pour la simulation des grandes échelles de la fragmentation et l'atomisation de jet liquide pour une large gamme de pressions et de températures et permettant une description de la transition entre des fluides sous-critiques et supercritiques. La transition entre conditions sous-critiques et conditions supercritiques sera considérée à travers un nouveau modèle, capable de faire face à des effets de capillarité , la transition de phase entre un liquide et sa vapeur , ainsi que traiter la dynamique des fluides supercritiques. Ces différents régimes d’injection apparaissent dans les moteurs fusées à ergols liquides ainsi que dans les moteurs Diesel en fonction de la température et de la pression. La situation est probablement également déjà présente dans les moteurs d'avions actuels ou sera atteinte dans l'avenir du fait de l’augmentation de pression de la chambre. Pour des températures et pressions suffisamment basses par rapport au point critique, le fluide subit un processus d’atomisation classique, avec des discontinuités entre les phases liquide et gazeuse, et la formation de gouttes. Pour des températures et pressions suffisamment basses par rapport au point critique, le fluide subit un processus d’atomisation classique. L'interface de séparation entre phases liquide et gazeuse est discontinue et des gouttelettes apparaissent à la phase finale de la fragmentation. Lorsque la pression est augmentée à des conditions supercritiques, la discontinuité de phase disparait. Le jet évolue en présence d'une interface continue, le transfert de masse est piloté par les flux turbulents et le mélange est similaire à celui d'un jet à densité variable. Il est proposé de traiter tous ces aspects par LES et DNS. A la connaissance des auteurs, une telle approche unifiée n'a jamais été réalisée car la modélisation de transition de phase dans des conditions d’écoulement arbitraires est un véritable défi scientifique.

Les découvertes fondamentales qui seront à la portée des grands interféromètres du futur (comme le SKA, Square Kilometer Array, vers 2025) expliquent l'effort international dédié ces dernières années à leur étude et à leur construction. Les performances de ces instruments reposent cependant sur une complexité de modèles et de traitements nouvelle et gigantesque. De plus, la puissance de calcul disponible en 2025 sera insuffisante pour le traitement de données comme celles de SKA. Enfin, la précision des algorithmes actuels de restauration des données est également en deçà de la sensibilité à laquelle ces instruments donneront accès. La spécificité de MAGELLAN est de proposer des contributions méthodologiques visant à faire sauter ces trois verrous : complexité de la calibration, taille des données, précision des méthodes de restauration. Globalement, MAGELLAN se situe dans le contexte des problèmes inverses linéaires de très grande dimension. Sa spécificité est de sous-tendre un ensemble de techniques d’apprentissage derrière les divers aspects que l’inversion nécessite de contrôler: calibration du modèle direct, incertitude sur le modèle calibré, prise en compte des variations temporelles, spatiales et spectrales du modèle direct, construction d’information a priori menant à la meilleure restauration spatio-spectrale. Ces objectifs méthodologiques sont tous appréhendés dans la perspective d’un passage à l'échelle pour la résolution du problème inverse global. MAGELLAN est également un projet ancré dans un contexte scientifique très concret, celui des futurs interféromètres radio. Les problématiques suivantes en constituent des difficultés de fond, clairement identifiées comme les pivots technologiques de leur succès. Premièrement, la variabilité spatiale et temporelle de la ionosphère impacte la précision de notre connaissance du modèle direct, qui devient le principal facteur limitant la précision de ces instruments. Deuxièmement, même dans le cadre d'un modèle direct 2D parfaitement connu, la complexité et la variété des morphologies des sources astrophysiques défient la précision et la généralité de l'information a priori injectée dans des approches de restauration régularisées ou pénalisées, dont les performances restent en deçà de la sensibilité cible de 60 dB que permet en théorie la surface collectrice d'un instrument comme SKA. Enfin, l'explosion de la taille du problème d’inversion est directement liée à la prise en compte de la dimension spectrale : SKA produira des dizaines de cubes hyperspectraux d’environ 80 TB chacun; de telles dimensions disqualifient les méthodes d'inversion globales passant par la minimisation de critères pénalisés. Dans ce contexte, l’objectif de MAGELLAN est double. Il comporte d’une part une recherche méthodologique sur le passage à l’échelle dans les problèmes inverses, avec deux spécificités additionnelles. La première est la prise en compte d'erreurs dans le modèle direct; la deuxième est une forte contrainte imposée sur la précision de l’algorithme de restauration. En rupture avec l’approche classique suivie en radio-interférométrie, qui repose essentiellement sur une description a priori des éléments du modèle physique direct, MAGELLAN est ancré dans le domaine de l’apprentissage statistique et fait ainsi le choix de guider en partie les traitements par les données elles-mêmes. Le second objectif est l'implémentation de ces algorithmes dans le cas de la restauration de cubes hyperspectraux à partir des données des très grands radio-interféromètres, avec des stratégies de calcul parallèle ou distribué. La pertinence de ce type d’approches en radioastronomie a déjà été établie par certains acteurs de MAGELLAN dans le cadre de projets exploratoires concernant la reconstruction basée sur une sélection des observables, ou sur des a priori guidés par les données. MAGELLAN propose de généraliser ce type d’approches en apprentissage à l’ensemble du processus d’inversion.

Les progrès récents dans les architectures informatiques conduisent à une demande croissante pour des simulations prenant en compte une physique de plus en plus détaillée et réaliste. Les géosciences n'y font pas exception: les simulations de stockage pour les déchets nucléaires demandent de coupler des phénomènes thermiques, hydrauliques, mécaniques et chimiques. Il en est de même pour la séquestration du CO2 dans des aquifères salins, qui demande un couplage fort entre l'écoulement diphasique et les réactions chimiques. Le but du projet DEDALES est de contribuer aux méthodes mathématiques, et aux outils de simulation, qui seront nécessaires pour rendre possible ces simulations sur la prochaine génération de machines Exascale. Une caractéristique de ces machines sera certainement une structure hiérarchique des éléments de calcul. Pour des applications nécessitant la résolution de (systèmes) d'équations aux dérivées partielles, les méthodes de décomposition de domaine se sont révélées bien adaptées à ce type d'architectures: dans une méthode DD, un algorithme global itère sur les sous-domaines, et résout des problèmes indépendants, en parallèle (c'est un parallélisme à gros grain). La résolution de ces problèmes de sous-domaine peut elle-même être parallélisée, avec un grain plus fin. La conjonction de ces deux types de parallélisme conduit à une décomposition hiérarchique du problème original. De plus, cette approche se prête à l'utilisation de pas de temps différents dans les sous-domaines, ce qui permet d’adapter la méthode à la physique. Les méthodes de résolution de systèmes linéaires ont toujours été, et continueront d'être, au centre des codes de simulation. Cependant, il est notoirement difficile de paralléliser les méthodes implicites sur des maillages non-structurés, tels que ceux nécessaires pour représenter fidèlement la géologie complexe des milieux considérés. Enfin, la direction temporelle pourrait fournir un niveau supplémentaire de parallélisme. Le projet DEDALES montrera que les méthodes de décomposition de domaine espace-temps peuvent fournir ce niveau supplémentaire, et qu'elles peuvent utilement se combiner avec des solveurs parallèles linéaires pour la résolution des problèmes locaux. Pour accélérer la simulation des écoulements diphasiques, nous proposons une approche à deux niveaux: un niveau global utilisant la décomposition de domaines, parallélisé avec une approche à mémoire distribuée, et un niveau local pour le solveur de sous-domaine, qui exploitera à la fois MPI et un modèle de processus légers (threads). Cette approche se marie ben avec la nature hiérarchique à la fois de la physique et de l'architecture matérielle. Le solveur hybride parallèle qui en résultera sera intégré dans un code open source et validé sur plusieurs exemples de grande taille. Cette proposition va - étudier comment les méthodes de décomposition de domaine espace-temps, avec un pas de temps local, peuvent être étendues du cas monophasique (où elles ont prouvé leur efficacité) au cas diphasique ; - développer un nouveau solveur linéaire hybride combinant une méthode itérative externe, implémentée en MPI, avec une méthode directe implémentée au moyen d'un support d’exécution comme StarPU, et étudier comment adapter ce solveur hybride au cas des modèles issus de l'hydrogéologie, avec leur grande hétérogénéité ; - implémenter les idées précédents pour montrer qu'elles conduisent à une méthode permettant de tirer parti efficacement des deux niveaux de parallélisme présents dans les calculateur visés.

Lors du développement de nouveaux moteurs aéronautiques toujours plus performants et moins polluants, il est nécessaire d'assurer la fiabilité du réallumage en haute altitude. Le projet TIMBER regroupe trois laboratoires (CERFACS-CORIA-EM2C) et le groupe SAFRAN pour étudier et simuler précisément l'allumage de foyers annulaires multi-bruleurs tels que ceux que l'on retrouve dans les chambres de combustion aéronautiques. Les simulations envisagées sont, d'une part, conséquentes et nécessiteront l'utilisation des dernières machines massivement parallèles, rendant de tels calculs intensifs réalisables. D'autre part, elles seront profondément multi-physiques de part la richesse des phénomènes physiques impliqués (diphasique, turbulence, combustion, thermique des parois, rayonnement). Plusieurs études expérimentales sur des chambres multi-injecteurs uniques fourniront les données nécessaires pour valider les différents éléments du projet.

Les modèles atmosphériques de dernière génération comme le coeur dynamique icosaédrique DYNAMICO font entrevoir la résolution de problèmes hors d'atteinte avec les modèles actuels. Mettre ces modèles au service d'un questionnement scientifique nécessite néanmoins un effort significatif et une collaboration entre experts du numérique, du calcul et de l'usage scientifique de ces modèles. HEAT met en place un telle collaboration afin d'aborder des applications extrêmes de modélisation atmosphérique et de relever les prochains défis en matière de schémas numériques et de calcul. Nous défricherons la modélisation de la circulation générale des planètes géantes et franchirons des jalons significatifs vers la modélisation du système Terre à l'échelle de millénaires, pertinente pour la paléoclimatologie. En termes de schémas numériques et de calcul, nos objectifs sont la montée en ordre massivement parallèle pour le transport et la dynamique, ainsi que la modélisation non-hydrostatique, notamment la résolution des problèmes elliptiques associés. Les atmosphères de Jupiter et Saturne sont animées de vents puissants et d'une intense activité convective et ondulatoire. L'ambition de HEAT est de constituer une équipe de spécialistes capable de concevoir et réaliser des simulations sans précédent de la circulation de Jupiter et Saturne, dans lesquelles se développe une forte activité ondulatoire, à même d'élucider comment ces ondes forcent la circulation générale, un processus dynamique clé également pour le climat terrestre. Dans une perspective longue, cet effort dotera la France et l'Europe d'un modèle de premier plan pour interpréter les résultats des missions JUNO (NASA) et JUICE (ESA) vers Jupiter. Afin de comprendre les importantes réorganisations climatiques de la dernière déglaciation, nous développerons graduellement un nouveau modèle de système Terre basé sur DYNAMICO, le modèle de surface ORCHIDEE, le modèle d'aérosols INCA et le modèle d'océan NEMO, en portant une attention particulière aux contraintes-clés de conservation. Outre des simulations longues, à l'équilibre, des simulations courtes à 30km de résolution de périodes clés du passé offriront de nouvelles possibilités d'affiner la comparaison modèle - observations paléoclimatiques régionales. Du côté numérique nous explorerons des schémas de transport précis, non-oscillants de type WENO ainsi que la méthode de Galerkin discontinue afin d'offrir une gamme de compromis précision/efficacité pour DYNAMICO, ce qui peut être important en présence de forts fronts et d'interactions non-linéaires. Pour la dynamique l'ordre de précision est crucial pour réduire l'empreinte du maillage causée par son irrégularité. Nous poursuivrons l'approche par éléments finis mixtes, qui donne d'excellentes propriétés de conservation discrète. Enfin, à mesure que la capacité de calcul exascale approchera, la modélisation globale deviendra possible à des échelles où l'approximation hydrostatique devient problématique. Nous visons à étendre DYNAMICO vers la dynamique non-hydrostatique tout en maintenant son parallélisme, sa capacité à abandonner certaines approximations terrestres et à conserver exactement masse, énergie, vorticité pour des simulations longues. Nous explorerons des solutions innovantes pour améliorer le parallélisme et la faisabilité de méthodes à grand pas de temps. Au-delà de HEAT, le travail fourni par toutes les tâches et l'expertise accumulée contribuera à renforcer la capacité de premier plan de la communauté française de modélisation du temps et du climat à s'attaquer à une gamme élargie de futurs défis scientifiques aux échelles globale et régionale. En associant des experts de géosciences et de mathématiques appliquées, et en contribuant à des évènements tels que l'école d'été CEMRACS et la conférence PDEs on the Sphere, HEAT renforcera la communauté française de mathématiques appliquées dédiée à la modélisation atmosphérique et son insertion dans la communauté internationale.

Disposer de modèles pour la création d’environnements virtuels peuplés de personnages virtuels (PV) autonomes, émotionnels et cognitifs destinés à former des équipes d’experts qui doivent gérer des situations de crise dans des environnements sociotechniques complexes (par exemple, gestion d’attentats ou de catastrophes environnementales) représente un vrai enjeu de recherches. Fort d’une équipe interdisciplinaire composée de compétences en recherche expérimentale, en intelligence artificielle, en pédagogie et en développement logiciel industriel, notre objectif est de développer un environnement virtuel pour entraîner une équipe d’experts à s’adapter, sous contraintes émotionnelles, aux perturbations potentielles liés aux incertitudes des situations de gestion de crise : danger de la situation elle-même, état de stress intense ou défaillance d’un membre de l’équipe. En intégrant les processus sous-jacents aux émotions, relations sociales et normes sociales au moyen de PV autonomes, nous proposerons un univers professionnel dynamique et réaliste pour former aux compétences collectives non techniques. Cet outil logiciel aura des retombées socio-économiques certaines dans le monde de la formation continue du domaine (pompier, militaire, protection civile, SAMU, ONG, etc.).

Le projet ACHYLLES a pour objectif l'étude de schémas numériques qui préservent l'asymptotique en temps long (LTAP) pour des systèmes hyperboliques de lois de conservation avec termes sources potentiellement raides. Le projet ambitionne d'améliorer la compréhension et les performances des schémas LTAP en: 1. analysant le comportement de la dégénérescence des solutions des systèmes considérés vers la limite asymptotique, 2. proposant des benchmarks adaptés, 3. améliorant les schémas LTAP existants, 4. étendant leur éventail de possibilités afin de prendre en compte des situations atypiques. Une plate-forme de calcul open source sera également réalisée. Basée sur les techniques numériques développées dans ce projet, elle vise à être aisément adaptable à n'importe quelle application mettant en jeu des systèmes de la classe considérée.

L'objectif de ce projet est de rassembler des chercheurs français mais aussi européens de premier plan travaillant dans des domaines liés à la théorie géométrique/mesurée des groupes, aux probabilités et à la dynamique. Ces sujets ont connu des avancées majeures au cours des quinze dernières années, et ce grâce à une intégration croissante entre ces différentes thématiques. Nous souhaitons également, à travers la création de positions postdoctorales, de conférences et de cours avancés, disséminer un savoir acquis à l'échelle internationale, et stimuler de jeunes mathématiciens à travailler à l'intersection de plusieurs domaines riches en problèmes excitants et interdisciplinaires. Notre projet scientifique aborde plusieurs branches de la théorie géométrique et mesurée des groupes. Il s'attaque à cinq thèmes principaux, et s'organise autour de quatre tâches (en fait cinq s'il on tient compte de l'organisation d'évènements scientifiques). Donnons à présent un court aperçu de ces thématiques. Le premier thème traite des interactions entre la structure algébrique des groupes localement compacts et leurs propriétés géométriques et ergodiques. Il nous semble important d'insister sur le fait que notre but est soit d'explorer des phénomènes spécifiques au monde non-discret, soit d'exploiter les groupes localement compacts afin d'obtenir des résultats nouveau y compris dans le cas discret. L'un des coordinateurs, Romain Tessera, a obtenu d'importants résultats dans cette direction. Notre second thème est lié à la notion de relation d'équivalence mesurée et se focalise principalement sur deux important problèmes ouverts: le problème du Prix fixe et le problème du coût vs nombres de Betti L2. Ces problèmes ont leur origine dans un travail fondamental du deuxième coordinateur, Damien Gaboriau en 2002. Ces deux problèmes ont de profondes conséquences en théorie de l'équivalence mesurée, en théorie des invariants L2, pour les algèbres de von Neumann, et en percolation. Au lieu d'un thème, notre troisième partie rassemble plusieurs techniques probabilistes en théorie ergodique: la percolation, la notion de sous-groupe aléatoire invariant, et la frontière de Poisson. Il s'agit d'un vaste sujet, intimement lié aux thèmes précédents, tout en possédant lui-même de fascinants problèmes ouverts. Nous nous attendons à des va-et-vient fructueux entre la théorie ergodique et ces approches probabilistes. Le quatrième thème combine les points de vue géométrique et mesuré de manière très intriquée. L'équivalence mesurée intégrale (IME) renforce l'équivalence mesurée en prenant en compte la géométrie à grande échelle du groupe, ce grâce à une hypothèse de premier moment fini sur le couplage mesuré. Plusieurs résultats de rigidité surprenants concernant les groupes moyennables, et les réseaux en rang 1 ont récemment porté ce thème au premier plan de la théorie géométrique des groupes. Finalement, notre dernier thème est davantage porté sur la dynamique topologique à travers les notions de soficité et de groupe plein topologique. Un développement spectaculaire en dynamique topologique est dû à Bowen qui est parvenu à définir une notion d'entropie pour des actions de groupes sofiques. La notion de groupe plein topologique est devenue incontournable en fournissant une source nouvelle d'exemples de groupes de type fini, infinis, dont certains sont simples et moyennables, voire même Liouville. L'entropie du système dynamique sous-jacent est sans doute lié aux propriétés géométriques du groupe plein. Nous avons choisi chaque membre de notre consortium en recherchant un équilibre idéal entre une grande diversité des compétences, et un lien clair avec au moins l'un des thèmes. Nous espérons parvenir à relever le défi de résoudre plusieurs sinon la plupart des problèmes qui jalonnent ce projet.

L’émergence des lasers femtosecondes a été à l'origine de nombreuses découvertes en physique du solide au cours des dix dernières années. En particulier, l’étude de la désaimantation optique femtoseconde a permis de mieux comprendre les mécanismes liés aux interactions d'échange dans des matériaux ferromagnétiques. Une nouvelle voie que nous souhaitons explorer est basée sur l’utilisation d'une impulsion acoustique ultrabrève injectée dans des systèmes ferromagnétiques (films minces ou des réseaux de nanoplots magnétiques) afin d'étudier et d'exploiter les interactions à des échelles de temps très courtes entre les phonons et les spins. De façon réciproque, nous souhaitons également étudier comment la désaimantation femtoseconde de matériaux magnétostrictifs peut conduire à l'excitation d'ondes acoustiques longitudinales et transverses picosecondes par relaxation des contraintes magnétostrictives. Par ailleurs, l'injection d'ondes acoustiques ultra-rapides dans des nano-dispositifs spintroniques, sous le concept générique appelé « acousto-spintronique », pourrait permettre d’envisager la commutation de spin en l'absence de champ magnétique. L'originalité du projet UltrAMOX est d'étudier, d'un point de vue fondamental et expérimental, ces phénomènes liés aux effets de magnétostriction ultrarapide (directe et inverse) induits par laser dans des matériaux ferromagnétiques adaptés en associant les domaines de l'acoustique picoseconde, du femtomagnétisme et de la spintronique. Ainsi, ce projet d'une durée de 3 années se décompose en deux objectifs principaux: 1) Magnétostriction directe ultra-rapide: Etude de la génération d'impulsions acoustiques THz longitudinales et transverses grâce à la relaxation des contraintes magnétostrictives dans des composés ferromagnétiques. 2) Magnétostriction inverse ultra-rapide: Etude des interactions ultra-rapides entre des impulsions acoustiques générées par laser et les propriétés de dynamique d'aimantation dans des films minces et/ou des nanostructures hybrides métal normal/ferromagnétique.

Les trois partenaires académiques de ce projet, avec la collaboration d’une start-up, proposent de démontrer théoriquement et expérimentalement la possibilité d’intégrer une technologie brevetée de Distribution Quantique de Clé (QKD) sur une « puce photonique », réalisée par les techniques de la photonique intégrée sur Silicium. La technologie QKD utilisée est basée sur la cryptographie quantique à variables continues, qui a été développée et breveté par deux partenaires du projet, le LCF et le LTCI. Le troisième partenaire, l’IEF, a une expertise internationale reconnue dans le domaine de la photonique sur Silicium, qui se développe actuellement très rapidement. Les questions scientifiques qui devront être étudiées vont d’enjeux fondamentaux (choix et démonstration de sécurité du protocole quantique utilisé) jusqu’à d’autres plus appliqués (conception et optimisation des composants optiques appropriés). Ces études stimuleront aussi des progrès pour la photonique intégrée sur Silicium, afin de réaliser des composants efficaces et à faibles pertes. La startup SeQureNet est intéressée par la réalisation de certains aspects de la recherche prévue dans ce projet, et – à plus long terme – dans l’exploitation de ses résultats. En cas de succès, le projet peut ouvrir des perspectives entièrement nouvelles, en diminuant le prix et la taille des dispositifs de QKD de plusieurs ordres de grandeurs.

ULTRASKY est un projet de physique fondamentale qui cherche à créer, stabiliser et observer des objets magnétiques nanométriques appelés skyrmions, dans des matériaux d'intérêt pour l'électronique de spin. Les skyrmions sont stabilisés par une interaction chirale (DMI). Leur structure est topologiquement protégée, ce qui les prémunit contre les défauts du matériau ou l'agitation thermique. Les interactions chirales ont été récemment invoquées pour interpréter les expériences de dynamique de parois magnétiques dans des nano-bandes fabriquées dans des couches magnétiques ultraminces. Toutefois, il n'y a pas à ce jour de preuve expérimentale de l'existence de skyrmions isolés dans ces matériaux. Avec ULTRASKY, nous cherchons à identifier dans ces systèmes ceux susceptibles de montrer des skyrmions, à comprendre comment créer et stabiliser des skyrmions, et à développer des méthodes pour les détecter les. L'observation des skyrmions dans les conditions ambiantes représenterait une percée vers des dispositifs à skyrmions, et pourrait mener à un nouveau schéma de nano-électronique de spin à basse consommation.

Il n'est pas possible aujourd'hui de réaliser des études par Microscopie Electronique en Transmission COHERENTE avec une résolution temporelle sub-picoseconde. En effet, les Microscopes Electroniques en Transmission ultrarapides (UTEM) développés jusqu'ici utilisent tous des photocathodes plates comme source d'électrons. Leur cohérence spatiale, brillance et résolution spectrale trop faibles interdisent leur utilisation pour les applications les plus exigeantes. Ce projet est radicalement différent des autres projets de microscopie électronique ultrarapide: il vise à développer le premier UTEM utilisant une source d'électrons brillante constituée par une nanopointe métallique dont les électrons sont extraits par émission de champ photoassistée par laser. Pour cela, nous combinerons un laser femtoseconde et un Microscope Electronique en Transmission (MET) doté d'un canon à émission de champ froide. Cette combinaison de resolution temporelle femtoseconde, de brillance (ce qui permet une excellente résolution spatiale et cohérence spatiale) et de résolution en énergie aura un potentiel unique pour les recherches en nanophysique et science des matériaux. La première partie du projet comporte deux développements instrumentaux. Tout d'abord, nous allons démontrer et caractériser la génération d'impulsions électroniques ultrabrèves accélérées sous 200 kV à partir du canon à électrons d'un MET commercial modifié. L'émission des électrons sera étudiée (courant émis, dispersion énergétique) en fonction des paramètres du laser et de la tension d'extraction sur un canon déjà monté sur un banc ultravide. Une fois caractérisée, cette source d'électrons ultrarapides sera transférée sur une colonne de MET. Son potentiel sera soigneusement déterminé pour les applications standard de microscopie électronique puis pour les expériences exigeantes comme celles d'holographie électronique. La finalisation d'un nouvel accessoire permettant l'injection/collection de lumière vers/depuis l'intérieur d'un MET, dont nous avons déjà conçu le design, nous permettra de réaliser des expériences originales faisant intervenir simultanément électrons et photons. La deuxième partie du projet vise à démontrer le potentiel de ce MET ultrarapide COHERENT sur trois applications avancées. Il s'agit de nanocathodoluminescence résolue en temps à l'échelle picoseconde (pTRCL), de spectroscopie de gain d'énergie d'électrons à haute résolution spectrale et spatiale (EEGS) et d'holographie électronique ultrarapide. Grâce à une augmentation de la brillance de 6 ordres de grandeurs, nous accéderons à la dynamique picoseconde de la luminescence d'émetteurs quantiques individuels, même lorsqu'ils sont placés dans des environnements complexes ou très denses, ce qui est hors de portée des meilleurs instruments disponibles aujourd'hui. Ceci devrait permettre de mieux connaître la physique des excitations optiques de ces systèmes confinés qui sont au centre de très nombreuses applications en photodétection, émission de lumière ou génération de photons uniques... Les expériences originales de spectroscopie de gain d'énergie que nous proposons vont également très au-delà de l'état de l'art en plasmonique et nano-optique. Enfin, nous réaliserons les premières expériences de microscopie électronique cohérente résolues en temps. Les aspects fondamentaux des expériences d'interférométrie électronique ultrarapides seront examinés en premier puis des expériences d'holographie électronique ultrarapide en nano-magnétisme et nanomécanique seront réalisées. Le partenariat entre le CEMES et le LPS rassemble les compétences complémentaires indispensables pour surmonter les défis de ce projet. Ce projet apportera un instrument unique pour l'étude résolue en temps de phénomènes dynamiques dans de nombreux domaines tels que la nano-optique, la mécanique ou le magnétisme à l'échelle du nanomètre. Une telle avancée ouvrira de nouvelles routes en nanosciences, nanophysique et physique fondamentale.

MEMOS is an interdisciplinary project at the interface between Spintronics, Neuroscience and Microelectronics. Its goal is to implement an Associative Memory, a bio-inspired concept that operates differently from classical Random Access Memories, by exploiting the complex properties of magnetic nano-devices. Associative memories are memories with cognitive abilities, allowing information to be reconstructed from noisy or incomplete data. Because their operations are performed in parallel, they are fast and consume little energy. They are inspired by the brain, for which it is thought that associative memory operations are performed via the synchronization of neural assemblies. Indeed neurons can in some contexts be abstracted as weakly coupled nonlinear oscillators, and it has been shown theoretically that arrays of oscillators can perform associative memory operations. In that case, data storage and retrieval is obtained by modifying the coupling between oscillators. Although several implementations have been proposed, experimental demonstrations are extremely scarce. One reason is that the performance of these memories depends on the number of oscillators in the network. Spin Torque Nano-Oscillators (STNOs), which are nano-scale, non-linear, tunable oscillators that can couple and synchronize, therefore appear as extremely promising candidates as building blocks for large scale, fast, low power associative memory processors. Our main research objectives are to build a lab-scale demonstrator of an associative memory based on STNOs, and to demonstrate its potential for scaling to large networks through multi-physics and multi-scale simulations. In order to achieve its ambitious goals, the interdisciplinary MEMOS consortium, by uniting internationally recognized academic (3) and industrial (1) partners, gathers the wide spectrum of necessary expertise: bio-inspired computing approaches (UMPhy-CNRS, IEF), synchronization and coupling of STNOs (experiments: UMPhy-CNRS, CEA-Spec & theory: IEF, UMPhy-CNRS), spintronics/CMOS system co-integration and design (IEF), large scale dynamic simulations (IEF, Thales-TRT) and evaluation of benefit for applications (IEF, Thales-TRT).

Les fonctions analytiques et numériques des dispositifs à semiconducteur sont actuellement régies par le transport de charge à travers un système de matériaux artificiels avec une structure électronique bien définie. Même si une multitude d'électrons est concernée dans le fonctionnement du dispositif, ses caractéristiques fondamentales sont des propriétés des électrons uniques. Par exemple, l’émission de photons correspond aux transitions entre états électroniques du système. Dans les dispositifs optoélectroniques fonctionnant dans l’infrarouge moyen et lointain, l’émission radiative est caractérisée par un temps d’émission spontanée extrêmement long (> 100ns), qui empêche la réalisation de diodes émettrices de lumière efficaces. Dans ce projet nous proposons de réaliser des nouveaux dispositifs optoélectroniques, dont les performances ne dépendent pas des propriétés d'un seul électron, mais reposent plutôt sur l'ensemble des porteurs en interaction. Nous avons récemment démontré que les propriétés optiques d'un gaz d'électrons dense ne reflètent pas le spectre d'énergie, mais dépendent de l'interaction coulombienne entre électrons. Le spectre d'absorption d'un puits quantique de semiconducteur avec plusieurs niveaux d'énergie occupés est constitué d’un unique pic d'absorption à une énergie complètement différente des énergies de transition. Cette résonance optique, qui concentre toute l'interaction avec la lumière, correspond à une excitation multi-corps du système, le plasmon multisousbande, dans lequel l'interaction dipôle-dipôle verrouille en phase l’ensemble des transitions électroniques permises entre états confinés. Dans ce projet, les propriétés des plasmons multisousbandes seront exploitées pour l'optoélectronique dans le moyen et lointain infrarouge. Tout d’abord nous allons exploiter le fait que la permittivité des plasmons multisousbandes dépend du dopage et de la taille du puits quantique, ce qui les rend des matériaux aux propriétés diélectriques ad hoc (des métamatériaux). Nous allons donc les utiliser pour concevoir des guides d'ondes tout-diélectrique pour les lasers à cascade quantique. Une deuxième application sera la réalisation d’absorbeurs infrarouges efficaces. La deuxième partie du projet repose sur une autre propriété fondamentale des excitations électroniques collectives : leur nature superradiante. Le plasmon multisousbande est en effet l'état brillant issu de la superposition cohérente de plusieurs excitations électroniques. Comme un état superradiant est associé à une polarisation macroscopique sur une région de l'espace, un moyen très intéressant de caractériser cet état sera son observation à l'aide de la spectroscopie par perte d'énergie. A cause de sa nature superradiante, le plasmon multisousbande a une durée de vie radiative de l'ordre de quelques centaines de fs, donc beaucoup plus courte que le temps typique d’émission spontanée. On exploitera cette propriété afin de concevoir et réaliser deux catégories d'émetteurs optoélectroniques infrarouges: - Sources incandescentes rapides et accordables - Emetteurs superradiants Le premier dispositif est basé sur la même géométrie qu’un transistor à effet de champ : le gaz d'électrons est excité par un courant source-drain, tandis que la densité électronique peut être pilotée par une tension de grille. Ce type de dispositif sera également étudié en collaboration avec STMicroelectronics, pour voir si des signaux optiques infrarouges peuvent être observés dans les transistors FDSOI et CMOS à l’état de l’art. Pour tirer pleinement parti du caractère superradiant des plasmons multisousbandes, une nouvelle génération de dispositifs sera également réalisée, utilisant l'ingénierie quantique pour une excitation résonante des plasmons.

Le spin des électrons et des noyaux peut être vu comme un nombre quantique caractéristique pouvant être utilisé comme bit d’information dans le domaine de l’information quantique. D’autre part le Si et ses alliages SiGe, matériaux par excellence de l’industrie microélectronique, offre des propriétés particulièrement attractives pour la spintronique. On peut citer: 1) un temps de cohérence de spin de 3 ordre de grandeur plus long que dans GaAs; 2) la possibilité d’intégrer des opérations logiques, de communication et de mémoire avec la même technologie; 3) un temps de cohérence de spin permettant d’envisager des opérations à la fréquence du temps de précession du spin des électrons (du GHz au THz); 4) la possibilité de varier le couplage spin orbit grâce aux alliages SiGe offrant des possibilités de manipuler la polarisation en spin dans des blocs SiGe et de transporter sur de grande distance l’information en spin dans Si (faible couplage spin orbit). La difficulté actuelle réside dans la possibilité conjointe d’injecter et de détecter de manière efficace un courant de spin. L’objet de ce projet est d’étudier les possibilités de fabriquer par collage moléculaire des empilements alternés de couches ferromagnétiques et de semi-conducteur. Le principe à déjà été validé sur des transistors à électron chaud. Ceci doit nous conduire à explorer de nouveaux effets de magnetotransport dépendant du spin. Ce travail inclus la caractérisation du transport dépendant du spin dans Si, Ge et les alliages SixGe1-x du régime balistique au régime diffusif ainsi que le transport dépendant du spin sur des états confines, puits quantique ou boite quantique de SiGe. De plus la possibilité de transférer de manière efficace un courant de spin fortement polarisé doit permettre d’étudier la possibilité d’inscrire l’information de spin des porteurs sur la polarisation nucléaire des dopants de Phosphore du Si via l’interaction hyperfine. Ce projet devrait aboutir à des avancées significatives dans le domaine de l’information quantique (écriture et lecture d’un état codé sur le spin nucléaire) ainsi que dans le domaine de la spintronique (traitement et stockage de l’information).

Ce projet prend pour objet les interceptions internationales de communications. Leur ampleur reconfigure les logiques de surveillance, interroge leurs discours de justification, redéfinit les limites des démocraties et questionne la souveraineté des États. La diversité de ces enjeux appelle une approche transdisciplinaire entre les sciences humaines et sociales (SHS) et celles de l’ingénieur (SPI) comparant les usages sociaux de ces technologies en France, Grande-Bretagne, Allemagne et Espagne ainsi que leur usage au niveau des agences de l'Union Européenne et de certains réseaux transatlantiques (Five Eyes). Pour réaliser les objectifs du projet, nous avons déterminé trois étapes. La première étape est de s’interroger sur l’ampleur de la controverse contemporaine qui touche à la nature de la surveillance quand celle-ci s’effectue par l’interception de communications téléphoniques et de l’Internet qui ont été collectées en vrac et sans mandat individualisé. Change-t-elle de nature si la collection des données s’effectue à grande échelle ? Celle-ci est-elle une surveillance de masse qui menace la vie privée de l’ensemble des internautes, et encore plus de ceux qui ne sont pas citoyens du pays qui intercepte les données, ou reste-t-elle une surveillance ciblée au sens où elle se limiterait à l’analyse du contenu des données ? La réponse est loin d’être donnée immédiatement, malgré les discours de certitude qui alimentent la polémique actuelle. Il est donc important de se mettre à distance des “révélations” et prises de position récentes et de mener une étude approfondie de ce phénomène central qui ne sera pas réglé par une série rapide de décisions techniques. La seconde étape consistera à éclairer la valeur des justifications apportées à ce type de surveillance où le recueil des données se fait en vrac et sans mandat spécifique mais parfois avec une autorisation par des législations ou des décisions de Cours nationales de les pratiquer de cette manière. Nous spécifierons les modalités dans chaque pays ainsi que les autorisations ou recommandations données à l’échelle européenne, transatlantique et mondiale. Comment s’organise le rapport entre les différents services sous la double dimension de l’usage des données collectées et de leur finalité ? Le schéma n’est pas identique selon qu’il s’agisse de la lutte antiterroriste, de la lutte contre le crime organisé, ou de la collecte d’informations sur la situation économique ou sociale d’un allié. Même si la transmission entre services d’information et services répressifs se pare du secret, les fins opérationnelles sont différentes et les régimes de légitimation également. La troisième étape sera alors de comprendre comment cette question de la sécurité nationale et sa relation aux droits fondamentaux est transformée par la transnationalisation des échanges d’information, par la globalisation de l’Internet, par les possibilités de captation des données à des fins de surveillance, et par les échanges entre différents services de données qui seront soit personnelles soit anonymisées mais répondant à des profils spécifiques. C’est en effet à ce niveau que se joue sans doute la question de la nécessité et de la proportionnalité entre le risque encouru et les effets négatifs de la surveillance en terme de discrimination et de droits fondamentaux. La collecte comme la rétention de données ne sont plus simplement nationales et publiques, elles supposent un échange de données à l’échelle mondiale entre différents services de renseignement et des opérateurs privés travaillant dans des zones régionales particulières ou selon des systèmes d alliances plus ou moins asymétriques et une transnationalisation des formes de rétention des données par les opérateurs privés qui risquent de dépendre d’autres autorités nationales que les leurs. C’est pourquoi cette hybridation des rapports publics et privés sera au cœur de notre investigation.

Le projet Descitech explore comment une alliance entre Sciences et Design peut ouvrir de nouvelles voies pour la formulation et l’appropriation des savoirs scientifiques par les différents acteurs de la société. Pour cela, le projet est organisé sur la confrontation de disciplines de la conception (design et ingénierie), discipline des sciences dures (physique), disciplines des sciences humaines et sociales. Les trois disciplines adoptent une posture réflexive sur leurs modalités d’expression des données scientifiques. Cette posture réflexive est rendue possible par la création de terrains spécifiques qui permettent aux chercheurs d’expérimenter et d’observer les démarches sur la base de projets communs. L’hypothèse est que designers et scientifiques, en associant leur démarche de création, concourent à une objectivisation de l’activité de symbolisation et ainsi travaillent à une plus grande puissance d’innovation. Elle s’ancre dans l’idée que l’activité de symbolisation précède et organise l’activité de connaissance. Ainsi on en vient à considérer les acteurs en présence comme des « faiseurs de monde » engageant des régimes de signification multiples et variés. L’analyse se déplace donc sur le terrain de la construction de mondes signifiants et sur la variété des ressources symboliques (images, son, diagrammes,...) mobilisables. Ainsi interroger le dialogue Sciences&Design au travers de l’activité de symbolisation permet de les placer sur un terrain commun d’investigation. Il permet en outre de clairement situer la question des non-savoirs : les objets complexes ici en jeu vont finalement se construire dans un entre deux où chacun doit admettre qu’il ne maîtrise qu’une partie des savoirs et des compétences mobilisées. Une question est ici de penser les dynamiques épistémiques qui permettront d’articuler savoir et non savoir de chacun. D’un point de vue pratique, les rapports entre science et design nous semblent majeurs pour construire des sociétés innovantes (préparer la rupture scientifique ou technologique), intégrantes (prendre en compte la singularité des usagers et des publics) et adaptatives (donner du sens et faciliter l’appropriation dans la société). La méthode repose sur une forme de recherche-action. Les participants du projet doivent réaliser des productions qui permettent d’explorer le sens et les matérialités des savoirs. On cherchera donc: i) l’objectivation des processus à l’œuvre entre sciences et design ; ii) à faire émerger les clés génériques de la mise en œuvre de cette collaboration Les deux ateliers-terrains abordent la question de la symbolisation à deux moments différents. L’Atelier 1 porte sur la Physique quantique et sur les questions de lumière et matière. L’atelier pose la question fondamentale de l’appropriation des nouveaux savoirs et des nouvelles technologies par le design qui les réinsère dans des artefacts et qui, de ce fait, change la façon dont ils font sens. Cette démarche suit le travail entrepris par L’ENSCI et Orsay sur la physique quantique ces dernières années. L’Atelier 2 porte sur les « Quantified environment et smartphones ». L’idée de l’atelier est de complétement détourner des technologies (ici des smartphones) pour construire des représentations scientifiquement fondées de notre environnement personnel en lien avec des questions globales. Le CIME Nanotech a commencé à développer un environnement numérique, iMecaProf. Il détourne à la source, différentes données de mobilité pour enseigner la physique. L’hypothèse est qu’on ne peut penser les savoirs sans en penser les médiations. Le travail de recherche consistera à analyser comment cette production est, elle aussi, « expansive », c’est-à-dire comment les savoirs sont augmentés (et non pas « seulement » vulgarisés) dans différentes situations de communication et différentes modalités médiatiques.

Le projet DEF19 a pour objectif principal de combler un manque dans le champ de l’histoire de l’édition, en élaborant un dictionnaire des éditeurs français du XIXe siècle. Un tel outil n’existe pas à ce jour pour cette période, contrairement à l’époque moderne qui en possède plusieurs – ou à d’autres pays comme l’Italie ou l’Autriche, qui se sont déjà dotés de tels répertoires. Toutes ces réalisations ont nettement fait la preuve de leur utilité. Il s’agira donc de constituer un dictionnaire à la fois traditionnel, sous forme de livre imprimé – afin de satisfaire les préférences de nombres d’amateurs et de spécialistes attachés au format classique des supports de lecture et d’information – et en même temps innovant, avec une base de données consultable en ligne et participative et un carnet de recherche, conçus comme des outils d’échange avec la communauté des chercheurs. Ce projet réunit des compétences diverses, tant celles de chercheurs, jeunes ou expérimentés, dans le domaine de l’histoire du livre et de l’édition (autour d’une équipe issue des universités de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines et Paris-Ouest-Nanterre-La Défense, tous membres du Centre d’Histoire Culturelle des Sociétés Contemporaines) que de professionnels de la documentation et des archives qui pourront mettre au service du projet à la fois leurs collections (celles de la Bibliothèque nationale de France, des Archives nationales, du CHCSC), leur pratique quotidienne de tels outils et leur expertise dans la domaine de la réalisation de répertoires, de dictionnaires, et de bases de données. Le projet, prévu pour quatre ans, sera jalonné par des manifestations scientifiques indispensables à sa bonne marche et à l’élaboration d’un cadre méthodologique rigoureux, tant pour la collecte des données que pour la constitution et l’édition de la base de données et du dictionnaire papier. Elles permettront également de mettre en avant les pistes de recherche originales que la réalisation d’une telle enquête, qui se veut la plus exhaustive possible sur un champ balisé de façon encore partielle, sera à même de faire émerger. Entreprise biographique – c’est l’objet même d’un dictionnaire de ce type – le projet DEF19 se veut aussi prosopographique et permettra de faire progresser notre connaissance de l’histoire sociale, économique et culturelle du XIXe siècle, ainsi que des conditions d’émergence et de perpétuation du système culturel moderne dans lequel évolue toujours notre société, celui de la culture de masse et de la civilisation de l’imprimé dans lesquelles les éditeurs ont joué et jouent toujours un rôle central.

Les assemblages moléculaires hélicoïdaux sont considerés comme les structures les plus fascinants trouvé dans la nature. Une des exemples principaux sont des cristaux liquides nématiques chiraux qui portent une immense importance technologique en raison de leur utilisation généralisée dans des dispositifs de commutation optiques. Le haut niveau de complexité et performance des matériaux hélicoïdaux est lié à la symétrie du pas de l'hélice qui est responsable de leurs fonctions optiques, thermodynamiques et mécaniques extraordinaires. Un contrôle précis de l'amplitude et la symmetrie de la pas d'hélice mésoscopique est indispensable pour comprendre les propriétés fondamentales des matériaux chiraux. Cette proposition vise à développer de nouveaux itinéraires théoriques pour démêler les origines microscopiques de chiralité. Le projet spécifiquement vise la question comment des forces chiraux moléculaires prolifèrent à la méso-échelle. À cette fin des modèles génériques pour des objets hélicoïdaux rigides seront considérés comme des efficaces prototypes pour modeliser des mésogènes biomacromoléculaires hélicoïdales telles que l'ADN, des particules virales chiraux (comme fd), des fibres de cellulose ainsi que des objets chiraux synthètiques, tels que des nanotubes de carbone. L'auto-assemblage de ces composants hélicoïdaux sera étudiée théoriquement en utilisant des outils numériques de la physique statistique, y compris la simulation de Monte Carlo et la théorie de la fonctionnelle de la densité. L'approche proposée devrait apporter des éclaircissements importantes sur la question suivante: Comment la structure hélicoïdale de la mésophase cholestérique dépend-il des propriétés microscopiques (comme la forme ou le pas hélicoïdal interne) ainsi que des quantités thermodynamiques telles que la température et la densité de la materière. Une application envisagée potentiellement importante est le réglage précis du sens hélicoïdale des materiaux chiraux par des paramètres de contrôle externes comme la température. Une telle niveau de contrôle pourra être très prometteur pour la conception d'une nouveau classe de dispositifs optiques avec une vitesse et une fonctionnalité fortement amélioré.

Les propriétés électroniques du graphène ont suscité un très vif intérêt du à son spectre électronique décrit par des cônes de Dirac. Il en résulte des propriétés de transport spectaculaires pour ce nouveau matériau bidimensionnel abondamment étudiées sur le plan expérimental. Par contre le magnétisme orbital du graphène n'a jamais encore été exploré expérimentalement alors qu'il existe des prédictions théoriques montrant que cette quantité thermodynamique permet de révéler des propriétés non accessibles à travers des mesures de transport. En particulier, il a été montré que le graphène présente un très grand diamagnétisme orbital à demi-remplissage alors que la densité d'états s'annule. Le signe et la nature de la singularité de ce diamagnétisme orbital sont reliés aux propriétés topologiques des fonctions d'onde et en particulier à la phase de Berry. Ce magnétisme orbital et sa dépendance en fonction de la position du niveau de Fermi n'ont jamais été mesurés expérimentalement. Le but de ce projet de recherche fondamentale est d'explorer ce magnétisme orbital sur les plan théorique et expérimental, aussi bien sur le graphène que les composés analogues à spectre de Dirac. Outre les effets de structure de bandes et de phase de Berry, il est aussi envisagé d'explorer les effets de cohérence quantique et d'interactions coulombiennes.

Ce projet de recherche vise à développer un nouveau modèle de densité électronique résolue en spin dont les paramètres sont communs, issus d’expériences de Diffraction des Rayons X ( XRD), Diffraction Magnétique des rayons X (XMD), neutron (n), neutrons polarisés (PND) ,et de Diffusion Inélastique Compton Magnétique (M-ICS). Grâce aux développements de méthodes de modélisation de ces données, auxquels certains d’entre nous ont participé, XRD et PND sont devenus des outils quasi routiniers pour déterminer soit la densité de charge soit la densité de spin; XMD est une méthode alternative intéressante, qui doit compléter les neutrons polarisés puisqu’elle permet de séparer la contribution magnétique de spin de celle de type orbitale. M-ICS donne accès à la densité de spin dans l’espace des moments. Lors d’un précèdent contrat ANR (CEDA 2007-2011), nous avons montré que la densité résolue en spin pouvait être modélisée par un affinement joint de neutrons polarisés et RX en adaptant le modèle multipolaire de densité. Ce travail nous a permis pour la toute première fois de faire la distinction expérimentale entre spin up (a) et spin down (ß) (Deutsch et al, IUCrJ à paraitre Mai2014). Or, PND ne peut pas distinguer entre les contributions orbitalaire ou de spin pour les atomes possédant ces deux types de moments magnétiques si bien que la composante orbitale est estimée par un calcul théorique. Afin d’avoir un modèle uniquement basé sur des données expérimentales nous avons décidé d’utiliser XMD. Ces trois expériences de diffraction donneront donc un modèle plus précis de la densité résolue en spin dans l’espace des positions. Pour compléter ce modèle les électrons très délocalisés seront plus précisément déterminés par les expériences de diffusion Compton magnétique (mais dans l’espace des moments). Puisque ces expériences pourront être conduites sur le même système, ce qui veut dire que l’on regarde le même objet sous différents angles, notre objectif principal est de construire un modèle physique commun unique, qui exploite toutes les richesses de chacune de ces expériences. Le dénominateur commun de toutes ces expériences est la matrice densité réduite à 1 électron (1RDM): nous en déterminerons les éléments (dans une base adéquate de fonctions d’onde) à partir d’un affinement joint contre l’ensemble des données XRD, XMD, PND et ICS. Le problème principal de cet projet d’affinement joint est de définir une paramétrisation unique commune à toutes ces techniques et de trouver la manière d’utiliser le mieux possible toutes ces données de nature et précision diverses. Le schéma de pondération et les stratégies d’affinement sont particulièrement importants pour ne pas perdre d’informations sur chaque expérience. La stratégie et la pondération seront définies et testées en utilisant un cristal de YTiO3, une perovskite qui montre un ordre orbital encore à expliquer. Dès que la méthode sera bien validée, le programme de calcul résultant sera amélioré pour le rendre ‘users friendly‘ afin de le distribuer aux physiciens, chimistes et cristallographes intéressés.

L’information quantique est un domaine de recherche qui offre de nouvelles perspectives pour les télécommunications et le traitement de l'information par l'intermédiaire de la manipulation cohérente de systèmes quantiques. Si ce domaine relativement nouveau a déjà montré son potentiel à travers de nombreuses démonstrations de faisabilités, nous sommes encore loin d'exploiter pleinement toutes les possibilités offertes par l’information quantique: de nombreux progrès sont encore nécessaires pour avoir des taux d’émission plus élevés, de meilleures fidélités, et la maîtrise d’états et d’opérations quantiques complexes. Dans ce cadre, l'optique quantique offre de nombreux avantages pour un grand nombre d'applications , y compris la métrologie quantique et l'informatique quantique. Par exemple, on peut efficacement mettre en œuvre le calcul quantique avec de l'optique linéaire, à condition que l'information soit codée sur des états cohérents, et à condition que les états « chat de Schrödinger », qui sont une ressource de base pour ces protocoles, puissent être générés de manière efficace. Le projet a pour objectif principal la conception de nouveaux outils pour l'optique quantique et les systèmes d'information quantique afin d'ouvrir la voie à une nouvelle génération de démonstrateurs quantiques. Des cavités optiques synchrones, fonctionnant en régime impulsionnel, seront ainsi développées avec différents objectifs clés : - d’une part, de tels systèmes optiques permettent d’augmenter la puissance du faisceau pompe utilisé dans des interactions non-linéaires telles que la génération de seconde harmonique, ou la génération d'états comprimés ou de paires de photons ; ceci permettra notamment de produire des états comprimés en temps, avec des applications en métrologie; - d’autre part, ces systèmes se trouvent être une solution simple et efficace pour le stockage d’informations quantiques, et pour la mise en œuvre de protocoles itératifs qui peut en découler. Ils peuvent ainsi être utilisés comme un outil efficace pour générer des états « chat de Schrödinger ». Ces nouveaux outils vont ouvrir de nouvelles perspectives dans le domaine de l’information quantique avec une percée technologique majeure permettant de mettre en œuvre expérimentalement des concepts qui sont encore dans le domaine de la théorie. Le projet SPOCQ réunit le groupe “d’Optique Quantique” du Laboratoire Charles Fabry (partenaire 1, LCF, coordinateur), le groupe “d’Optique Quantique” du Laboratoire Kastler Brossel (partenaire 2, LKB), et l’équipe “d’Information Quantique avec la Lumière et la Matière” du Laboratoire de Physique de la Matière Condensée (partenaire 3, LPMC). Le partenaire LCF a obtenu la première generation d’états “chats de Schrödinger optiques” en espace libre, et a une longue expérience de l’optique quantique en régime impulsionnel. Le partenaire LKB a été le premier à développer des cavités synchrones pour l’optique quantique, et le partenaire LPMC a une expérience de premier plan des sources de photons uniques à taux de répétition élevé. Ces compétences très complémentaires sont un atout pour le succès de ce projet. Cette proposition se situe au-delà de l'état de l’art tout en restant pleinement et dans les compétences et les capacités actuelles des partenaires.

Un spin classique plongé dans un supraconducteur induit des états liés dits de Shiba à l’intérieur du gap supraconducteur. Une concentration finie d'impuretés magnétiques peut ainsi former une bande d'impureté à partir du recouvrement entre les états de Shiba. Il a récemment été prédit qu'une chaîne d'impuretés magnétiques à la surface d'un supraconducteur peut réaliser un supraconducteur topologique unidimensionnel hébergeant des états de Majorana à ses extrémités. L'objectif principal de cette proposition est de fournir une étude systématique à la fois expérimentale et théorique d'un tel système complexe. Nous prévoyons de développer une meilleure compréhension de l'interaction entre un atome magnétique unique et un supraconducteur. Une attention particulière sera accordée à la dépendance spatiale des états liés et à leur signature spectrale mesurée par spectroscopie tunnel. Nous aborderons ensuite la question cruciale de l'interaction magnétique entre deux impuretés séparées par une distance r avant d'aller vers la limite de réseaux ordonnés d'impuretés magnétiques.

La découverte des fractionnements isotopiques indépendants de la masse (MIF) du soufre et de l’oxygène (S-MIF et O-MIF) a profondément bouleversé les domaines de la (géo)chimie et a produit notamment une des figures les plus emblématiques de la géochimie moderne, à savoir l’existence d’anomalie S-MIF dans des roches anciennes, avant 2.3 milliard d’années, suivi d’une quasi disparition depuis. En ce qui concerne O-MIF, la majorité des anomalies observées sur terre proviennent d’une manière ou d’une autre de l’anomalie de l’ozone transférée à des molécules contant des atomes d’oxygène. Si il reste de nombreuses zones d’ombre quant aux mécanismes de transfert des O-MIF, cela n’est rien en regard des mécanismes de formation des S-MIF. De plus, la pertinence des résultats de laboratoire est de plus en plus remise en question. Il n’y a pas de consensus général sur l'origine exacte des anomalies S-MIF dans l'atmosphère et les mécanismes proposés sont encore très largement débattus en géosciences. Récemment, la NASA a placé la résolution cette énigme comme une de ces grandes priorités dans le domaine de l’astrobiologie, reconnaissant l’important potentiel des MIF pour la compréhension de l’origine de la vie et de ses interactions avec l’environnement planétaire. L’identification et la compréhension quantitative des processus impliqués dans la création et le transfert des anomalies MIF et MIF, conditions préalables à l’exploitation des données isotopiques, conduirait certainement à des avancées majeures dans notre compréhension de l’histoire géochimique et environnementale de notre planète, depuis sa plus primitive existence jusqu’à nos jours. Dans ce projet, nous proposons une approche pluridisciplinaire pour réexaminer les sources d’anomalies MIF dans les sulfates, à l'aide d'un programme intégré de nouvelles expériences de laboratoire (pour les conditions actuelles et conditions anciennes présupposées de l'atmosphère), des campagnes de terrain dédiés et de la modélisation photochimique multi-échelle innovante (y compris O-MIF and S-MIF comme variables pronostiques). Premièrement, en utilisant la méthodologie isotopique appliquées avec succès aux sulfates issues des carottes glaciaires et neige, nous évaluerons le potentiel des sulfates lessivés de cendres volcaniques comme traceurs des processus d'oxydation. Deuxièmement, nous procéderons à de nouvelles série d'expériences en laboratoire sur la production de S-MIF liée à la photochimie de SO2 en considérant des conditions environnementales qui soient aussi proches que possible de celles de la stratosphère et de l’atmosphère archéenne présupposée. Troisièmement, pour la première fois, des schémas chimiques des S-MIF et O-MIF seront couplés et intégrés dans des modèles (un modèle boîte/panache photochimique et un modèle global de chimie-transport). Comme O-MIF a déjà en grande partie démontré sa capacité à sonder les mécanismes d'oxydation de soufre dans l'atmosphère, l’analyse combinée des O-MIF et S-MIF devrait représenter une approche puissante pour mieux contraindre les études sur l'origine des S-MIF. Un des objectifs est d'améliorer notre compréhension quantitative de l'oxydation du soufre volcanique et anthropique et de la production associée d’aérosols. Nous allons également évaluer le potentiel de cette approche novatrice pour sonder la chimie atmosphérique dans le passé lointain. Dans l'ensemble, en offrant une base bien plus solide pour des inférences quantitatives à partir de données combinées S-MIF et O-MIF, le projet fournira de nouvelles contraintes sur des questions fondamentales relatives au passage d'une atmosphère pauvre en oxygène à un environnement oxydant, à l’apparition de la vie, et à la reconstruction de l'impact des éruptions volcaniques et des activités humaines sur la capacité oxydante atmosphérique et le climat.

L'origine des particules hautement relativistes et du rayonnement secondaire associé dans les sources astrophysiques de haute énergie, comme les restes de supernovae, les pulsars, les quasars, les micro-quasars, les noyaux actifs de galactiques, les sursauts gamma ... représente une des principales questions de l'astrophysique d'aujourd'hui. Il est généralement admis que l'accélération des particules et la production de rayonnement non-thermique sont associés à la dissipation de l'énergie dans les ondes de choc sans collisions, qu'elles soient non-relativistes, moyennement relativistes, voire ultra-relativistes. Les développements récents, tant sur le plan théorique que sur le plan expérimental ont conduit à la conclusion que l'accélération de particules, la structure du choc et la génération de turbulence forment un triptyque interdépendant de sorte que l'on doit aborder les processus physiques à partir des échelles microscopiques jusqu'aux grandes échelles, une situation plutôt inhabituelle en astrophysique. Pour atteindre l'auto-cohérence, le modèle doit en outre intégrer les couplages non-linéaire de ces différentes échelles. Il faut donc réunir les connaissances de plusieurs disciplines - astrophysique des hautes énergies, physique des plasmas spatiaux, physique des plasmas laser - et développer des outils numériques efficaces et fiables. C'est précisément l'objectif du projet MACH, qui propose de combiner des études analytiques avec l'état de l'art des simulations numériques et des expériences de plasma afin de procéder à une étude multi-échelle auto-cohérente des chocs astrophysiques, des mécanismes d'accélération de particule et la génération de rayonnement. A la fin du projet, nous allons livrer à la communauté française deux codes numériques dans l'état de l'art: un code relativiste Particle-In-Cell 3D pour des études auto-cohérentes de la physique des chocs relativistes et un code hybride relativiste PIC-MHD 3D qui traitera des phénomènes pertinents sur de plus grandes échelles spatiales et temporelles. Les deux codes seront utilisés pour les études de divers scénarios de formation des chocs et l'interprétation des données d'observation de l'accélération de particules; les codes PIC seront également utilisées pour planifier et orienter les expériences de laboratoire de formation de chocs avec des lasers de forte puissance. Ce projet est évidemment interdisciplinaire car il implique des physiciens de ces trois disciplines. Il combine leurs visions complémentaires correspondant aux outils méthodologiques: des simulations numériques, des études analytique, des expériences plasma de formation de choc. MACH contribuera à placer la communauté astrophysique française à la pointe de la recherche dans un domaine qui est actuellement dominé par des équipes américaines et japonaises. Le projet MACH est organisé en trois tâches scientifiques parallèles: (1) mise à niveau des codes PIC existants issus de la communauté des plasmas de laser (2) simulations PIC adaptées aux conditions requises dans les chocs moyennement relativistes et relativistes avec un support par des études analytiques permettant la préparation d'expériences laser plasma; (3) le développement d'un code hybride PIC- MHD relativiste en parallèle avec l'exécution de simulations MHD d'ondes de choc avec maillage adaptatif. Pour atteindre ces objectifs, nous demandons à l'ANR de financer deux postes de niveau postdoctoral de deux ans chacun, et la moitié d'un doctorat, de financer des missions ainsi que des équipements de petite échelle.

L’accès aux soins ambulatoires est une responsabilité essentielle des systèmes de protection sociale. Malgré une augmentation de la densité médicale on assiste pourtant à l’accroissement du nombre de territoires sous dotés en médecins, en particulier pour les soins de premier recours. Les prévisions à moyen-terme vont dans le sens d’un renforcement de ce problème. Ce projet analyse, dans une perspective comparative, les politiques menées, pendant la période qui va du début des années 2000 jusqu’à aujourd’hui, pour prendre en charge cet enjeu, dans quatre États providence ouest-européens (Allemagne, France, Royaume-Uni, Suède). Trois questions principales sont posées : 1. Quels objectifs et instruments caractérisent les politiques de santé menées au cours de cette période pour répondre au problème de l’insuffisance de l’offre locale de soins médicaux ? 2. Quels facteurs expliquent la formulation des objectifs et le choix des instruments ? 3. Dans quelle mesure ces politiques s’inscrivent-elles dans une dynamique de changement de la régulation des systèmes de santé et de l’organisation des soins dans les pays analysés ? Le travail de recherche mené à partir de la première question vise à accroître la connaissance empirique des politiques de santé à partir des données et des documents recueillis et à élaborer une typologie des modalités de construction du problème de l’insuffisance de l’offre locale de soins médicaux et de formulation des politiques publiques visant à y répondre. Le travail de recherche mené à partir de la deuxième question vise à accroître la connaissance théorique, en termes de comparaison des transformations de l’État et des politiques de santé, à partir d’analyses empiriques qualitatives et d’explications du changement. Nos hypothèses théoriques visent à analyser les liens de causalité entre systèmes de santé et stratégies de politiques publiques. Nous nous intéressons tout particulièrement à la façon dont les acteurs impliqués construisent les problèmes, à leurs ressources de pouvoir et aux structures institutionnelles des systèmes de santé. La troisième question est centrée sur l’enjeu clef du changement des systèmes de santé. Nous nous demanderons si la formulation des politiques régionales de soins ambulatoires et le choix des instruments conduisent à la mise en place de nouvelles formes institutionnelles de régulation (en termes d’hybridation) ou si les réponses apportées s’inscrivent dans les dispositifs et structures préexistants (dépendance au sentier). Par là est également problématisée, en termes comparatifs, la question de la convergence (ou non) des systèmes. Le travail d’enquête se base sur l’analyse qualitative du contenu de documents en lien avec les politiques de santé (rapports, prises de position de acteurs, textes de lois et débats parlementaires …) et des entretiens avec les acteurs impliqués. L’analyse des stratégies définies nationalement sera complétée par des études de cas locales. En plus de ces objectifs scientifiques ce projet a aussi une finalité plus opérationnelle, en particulier pour les deux pays partenaires, en termes de transferts d’expériences transnational afin de répondre au mieux à cet enjeu.

Due to expectations of more ambitious GHG mitigation goals to be agreed on internationally in the future, climate policy will have to target households. Households in high-income-countries influence some 50 % of GHG emissions. Thus, targeting them in climate policies implies including emissions embedded in private consumption which so far has largely been outside the scope of current climate policies. The EU roadmap for a competitive low carbon economy calls for reducing GHG emissions by 80-95% until 2050. Thus, we apply a long-term goal of reducing household GHG emissions in the range of 50 % by 2050 compared with 1990, in which we will develop possible pathways for households to contribute to reach this goal. The HOPE project will generate new knowledge in three areas (1) the drivers behind current household emission (2) households choices to achieve imposed GHG reduction targets (3) economic costs amp; benefits as well as health co-benefits of each choice. The four study countries offer different contexts in climate policy, GHG-emission profiles and energy supply. We study a representative urban household sample in each country. The study comprises three stages: (1) A household interview survey including the assessment of the current household footprint of direct and indirect GHG emissions. (2) An on-site simulation, in which household will be guided through a GHG reduction simulation of 60 GHG saving options. For each behavioral change, the resulting savings (GHG reduction), costs and health co-benefits will be shown. (3) A semi-structured qualitative follow-up interview addressing household views on potential barriers and motivation for the measures chosen in stage 2 will be applied to a carefully chosen subsample based on the results of stages 1 and 2. Engaging with policy-makers from the start we will develop possible innovations in current climate policy regimes at EU, national and local level of governance to support households in their consumption choices.

The goal of the ScenNet project is to strengthen national and international ties between researchers working on scenarios of biodiversity and ecosystem services. The project involves researchers from a wide range of disciplines covering all aspects of scenarios including modeling of impacts of global change on biodiversity and ecosystem services, scenarios of socio-economic development that take into account biodiversity and ecosystem services, and feedbacks of changes in biodiversity and ecosystem services on decision making. At the global level, this project will support the newly initiated Intergovernmental Platform for Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES) and reinforce the recently launched interdisciplinary global change program, Future Earth. Strong ties and coherence with these are ensured through significant participation of researchers involved in both IPBES and Future Earth. ScenNet focuses on networking and capacity building in all eight countries participating in the Belmont Forum call for proposals. Networking and capacity building in ScenNet is based on i) international workshops, ii) development of national networks, iii) a large international conference on biodiversity and ecosystem scenarios to be held in 2016 and vi) a web-based networking tool. The project also builds on and brings added value to a number of other research programs and networks at national and international levels. Substantial participation by nonfunding countries has been ensured by linking ScenNet to on-going international projects with similar objectives; for example, the EU-COST Action Harmbio project that focuses on harmonizing global biodiversity modeling and the Eur-oceans project that includes the harmonization of regional and global marine systems modeling.

Un élevage durable suppose de produire des animaux robustes et résilients, adaptés à une grande diversité d’environnements changeants et à même d’assurer une production efficace de bonne qualité pour les générations présentes et futures. Dans un contexte d’augmentation de la demande en produits animaux, l'efficacité reproductive apparait comme un facteur clé de l'efficacité globale des filières bovines car elle conditionne au moins deux fondamentaux de la durabilité : l’économie, en augmentant la compétitivité, et l’environnement, en limitant l’utilisation et le gaspillage des ressources tout comme l’empreinte environnementale des élevages bovins. La semence utilisée en insémination artificielle (IA), est le vecteur principal de diffusion du progrès génétique en élevage bovin (7 millions de femelles inséminées ; plus de 2 millions de doses exportées). La qualité de la semence et la fertilité des taureaux constituent ainsi un enjeu majeur. En effet, l’utilisation de taureaux sub-fertiles influence directement la durabilité des élevages en entraînant des pertes de production (veaux et lait) et une augmentation du taux de réforme des génisses pour infertilité. Chaque étape se traduit par des pertes économiques importantes et un gaspillage des ressources naturelles et énergétiques. Le Labcom «Qualité de la semence et fertilité chez les bovins: développement de nouveaux outils moléculaires de diagnostic », qui associe l’UMR INRA-ENVA 1198 et l’UNCEIA, a pour objectif la caractérisation moléculaire fine de la semence pour en analyser la variabilité en fonction de multiples paramètres génétiques, biologiques et environnementaux. Une approche intégrative sera menée à l’aide des dernières générations d’outils « omiques » afin d’acquérir des connaissances fondamentales sur la variabilité de la composition de la semence et de l’épigénome spermatique. Ces travaux permettront l’identification de nouveaux mécanismes ou gènes clé essentiels à la fécondance et apporteront aussi des données fondamentales sur l’impact de la transmission paternelle sur le développement embryonnaire et la descendance. Ces connaissances seront mises à profit pour développer des prototypes de méthodes et d’outils technologiques permettant de valider à la fois la faisabilité des approches et les hypothèses biologiques. Forte de son expérience en transfert technologique, l’UNCEIA optimisation ces outils et diffusera ces innovations dans les centres de production de semence de ses adhérents et plus largement au niveau international. Une sélection des futurs reproducteurs ou des lots de semence pourra ainsi être mise en œuvre sur la base de ces informations afin d’éliminer les taureaux sub-fertiles ou les lots de semence de qualité insuffisante. Le Labcom pérennisera son activité de recherche ultérieure en analysant l’impact des biomarqueurs de fertilité/qualité de l’embryon sur la compétence au développement de l’embryon après transfert et en étudiant le rôle des petits ARN non codants et les processus biologiques perturbés par les modifications de l’épigénome.

Le projet NirvAna vise à réaliser la mise en évidence des anapoles (qu’on appelle aussi dipoles toroidaux) dans la physique de la matière condensée et plus particulièrement dans les supraconducteurs à haute température critique à base d’oxydes de cuivre. Un état de boucles de courants spontanés, qui est un exemple de phase d’anapoles, est proposé comme moteur de la physique de ces matériaux. En étudiant ces composés par diffraction de neutrons polarisés, nous avons précédemment découvert un nouvel état magnétique dans la partie la plus mystérieuse de son diagramme de phase, la phase dite de « pseudogap ». Il est largement admis dans la communauté que la compréhension de ce « pseudogap » est la clé de l’origine de la supraconductivité à haute température critique. Nous nous proposons maintenant d’établir la correspondance entre l’ordre magnétique observé et la prédiction théorique des moments magnétiques orbitaux générés par les boucles de courants microscopiques décrites plus haut. Pour ce faire, nous construirons un montage de précision pour réaliser des expériences de diffraction de neutron polarisés dans le but de déterminer le facteur de structure magnétique de ce nouvel état. En effectuant ces mesures dans plusieurs composés supraconducteurs d’oxyde de cuivre, il sera ainsi possible d’identifier les anapoles. Le projet abordera aussi la question fondamentale du mécanisme de la supraconductivité à haute température critique, un problème qui reste entier à ce jour. En effet, il a été prédit que la supraconductivité devrait apparaître à partir d’un tel nouvel état dans lequel les fluctuations de basse énergie serviraient de colle pour former les paires de Cooper supraconductrices. Nous allons développer des mesures de diffusion de neutrons polarisés de grande sensitivité afin de révéler la présence de fluctuations critiques quantiques qui seraient responsables de la supraconductivité à haute température critique dans cette approche. Le projet NirvAna révèlera les anapoles dans la physique de la matière condensée ainsi qu’un nouveau mécanisme de la supraconductivité à haute température critique. Une implication finale de ce projet sera de rechercher d’autres composés à fortes corrélations électroniques où le même type d’ordre anapolaire pourrait avoir lieu.

We are an international consortium formed by six leading research institutes in the field of green economy. Our GOAL is to develop robust evidence on green growth in both EU and Chinese cities and to draw lessons to facilitate a transition towards sustainable development in EU and Chinese cities. Our team has brought strong and multi-disciplinary expertise into this project from aspects of urban development, environmental economics, economy-energy-environmental modelling,carbon accounting and policy analysis for technology transfers. Green growth means shifting to a development model where environmental protection and economic growth complement each other, rather than being contradictory. Generating 85% of Europe's GDP, 80% of energy consumption and 75% of carbon emissions, cities have a central role to play in this process. European cities are striving for green growth. They are adapting local regulation and raising citizen awareness. Recently, the EU has launched the Europe 2020 strategy that sets out sustainable growth as one of its priorities, alongside smart and inclusive growth: 'making our production more resource efficient while boosting our competitiveness' . On the other hand, China will play a pivotal role in the fight against climate change given due to its immense size and need to develop. Shifting Chinese cities to a green growth path is a critical part of the fight. Chinese cities home 46% of the population and contribute 75% of the Chinese national economy and nearly 85% of CO2 emissions. The nexus between urban evolution and emission mitigation is the key in China's green growth. While the green-growth debate is becoming more prominent at the international level, understanding how to operationalise green-growth strategies is still lacking at more local levels. The key challenges remain: Challenge 1: What are the dynamics of emission trends in Chinese cities at different urbanisation and industrialisation stages? Energy and greenhouse gases (GHGs) emission inventories are usually built at national level. But no such international framework exists requiring measurements of city emissions or providing detailed methodological guidance for conducting an urban emissions inventory. We will construct city level emission inventories. Challenge 2: What factors are driving emission growth in cities? Quantification of emission driving forces has been extensively studies at the national level. Few studies have found at the city level. Understanding the key factors in driving the emission growth, one can target the problem more specific to reduce emissions in cities. Challenge 3: What are the sources of green growth in cities and how can we support green growth? Green growth can open up new sources of growth through increasing resource efficiencies and economic productivities, supporting technology innovations, creation of new market, boosting business confidence in green growth and enhance economic stability. Institutional arrangements and economic incentives are the key to sustain the sources of growth in cities. New institutional arrangements will need to be established to guide the development of green growth strategies and to overcome the institutional inertia and silos that exist around economic and environmental policy making. Challenge 4: How to use interventions to transform cities to green growth? Cities are the centre of transitioning towards green economy. Green growth is already underway in both European and Chinese cities. We identify available interventions for green growth and examine the effectiveness of those interventions.

Le projet BERCOM traite une problématique importante de toute infrastructure critique à savoir une alimentation continue et sure en énergie et des moyens de communication opérants en tous types de circonstances. Le projet s'intéresse à un scénario type consistant en une attaque progressive sur une infrastructure de production d'énergie. Dans ce scénario les interdépendances entre le système de production d'énergie et le système de communication sont analysées et des solutions de riposte multidisciplinaires sont développées. Le projet étudie une composante clé pour assurer la résilience de l'infrastructure critique en question à savoir une infrastructure de communication sans-fil basée sur les dernières technologies cellulaires, 4G ou LTE, en la munissant de mécanismes de blindage au niveau matériel, protocolaire et logiciel. Le projet BERCOM est réalisé par un consortium équilibré incluant toutes les composantes de la chaine de valeur allant des utilisateurs finaux, les PMEs, les grands groupes industriels et les instituts de recherche. Le projet BERCOM se propose de produire une approche globale, valable au niveau européen pour la résilience des infrastructures critiques utilisant LTE comme moyen de communication pour leurs systèmes de supervision. Bien que le projet focalise ses efforts sur les infrastructures de type production d'énergie, son approche est suffisamment générique pour prendre en considération les besoins des autres infrastructures telles que celles de transport ou de l'eau. La collaboration franco allemande dans ce projet offre un gain significatif et un avantage compétitif pour ses partenaires aux niveaux européen et international.

La technologie clé du projet PureLase est basée sur la mise en œuvre de lasers optimisés basés sur la combinaison adéquate de technologies lasers à fibre et solides à fort gain et d’oscillateurs à impulsions brèves innovants. Cette nouvelle conception laser, permet d’atteindre des performances haut de gamme avec une versatilité accrue et un nombre de composants réduit permettant une importante réduction de l’encombrement et du cout comparé à des sources lasers classiques. Nous avons développé dans ce domaine, depuis plusieurs années, un savoir-faire et un niveau de performance au premier plan mondial. Ces développements permettront à la société PureLase de s’adresser aux marchés en forte évolution qui demandent des solutions stables, compactes, fiables et à moindre coût, sans compromettre les performances.

Des travaux de recherche menés dans le cadre de l’Unité Mixte de Physique CNRS/Thales (UMR137) viennent de mener à l’élaboration de l’alliage or-tungstène (AuW). L'or, métal le plus ductile, n'a jamais pu être allié au tungstène, au contraire métal le plus dur, par les voies classiques de la métallurgie physique. Nous y sommes parvenus par dépôt physique en phase vapeur (PVD). Cet alliage présente la particularité d'avoir la même masse volumique que l'or ce dont aucun autre alliage d'or ne dispose. Tout en étudiant d'autres propriétés, cet alliage s'avère d'ores et déjà intéressant pour l'élaboration de couches minces décoratives destinées à l'industrie du luxe. Notre projet a pour but de produire ce matériau en vendant la matière première et en réalisant des objets finis pour les industriels du secteur. Indéniablement pourvu d'un fort potentiel d'innovation, ce matériau pourrait par la suite s'ouvrir à d'autres marchés.

STRIPP ouvre de nouvelles solutions pour le contrôle non-destructif et sans contact d'une variété d'objets optiquement opaques : cet appareil peut ainsi révéler l’invisible - sans problème de radioprotection. Technologie de rupture en termes de rapidité et stabilité, brevetée et primée, elle permet d'exploiter le potentiel unique des rayons Terahertz dans des secteurs divers. La combinaison de la propriété intellectuelle et des avantages techniques, alliée au savoir-faire de l’équipe, garantiront une très bonne position sur le marché THz qui est encore récent, mais en pleine croissance. La simplicité de la technologie permet une réalisation compacte qui n’exige pas l’emploi d’un technicien. STRIPP peut jauger précisément des objets complexes et détecter des défauts comme des inclusions ou des délaminations. Il offre ainsi aux industriels un nouveau moyen pour le contrôle qualité et l’optimisation de processus, qui est aussi adapté à l’application sur la ligne de production.

Alzohis exploite une innovation mise au point au sein du LPNSS (CNRS-UMR8612) pour diagnostiquer la maladie d’Alzheimer (MA). Ce nouveau test diagnostic est basé sur l’établissement d’une nouvelle signature de biomarqueurs de la MA, obtenue à partir d’échantillons de liquide céphalo-rachidien (LCR). Il a été validé sur une cohorte de 130 patients. Une demande de brevet a été déposée en septembre 2011 en raison de la puissance diagnostique jamais encore atteinte. Ce test affiche un taux de éussite de 97 % défini à l’aveugle à partir de patients atteints de la MA et de sujets non déments (nD) souff rant d’autres pathologies. Actuellement, des essais sur des échantillons de plasma sont en cours à l’Hôpital Saint-Louis, à Paris.

Notre projet s’articule autour de la conception et de l’élaboration de matériaux et systèmes de réfrigération très innovants comparés aux technologies déjà présentes sur le marché. Contrairement à l’écrasante majorité des systèmes réfrigérants actuels, les matériaux dit « électrocaloriques » - que nous souhaitons optimiser - refroidissent passivement sans utiliser un gaz ou quelques fluides, ce qui permet d’obtenir une technologie de réfrigération plus sûre, silencieuse, efficace, économique, écologique et miniaturisable, en somme une rupture technologique en accord avec son temps.

DAMAE Medical développe un dispositif d’imagerie optique permettant au milieu médical de détecter plus facilement la présence de cellules tumorales dans les tissus biologiques. Aujourd’hui, lors d’une consultation, le dermatologue biopsie systématiquement toute anomalie cutanée suspecte sur le patient et l’envoie dans un laboratoire d'anatomopathologie où sera établi un diagnostic suite à un examen histologique. L’objectif est de fournir aux dermatologues des images similaires aux images d'histologie traditionnelles sans avoir à faire ni préparation, ni prélèvement. Ainsi, la biopsie n’intervient que si nécessaire, après une première étape de diagnostic, et le patient économise une douleur et une cicatrice souvent inutiles. La technologie DAMAE se différencie des dispositifs d’imagerie médicale par ses performances. A terme, elle permettra d’augmenter la fiabilité, la rapidité et de réduire les coûts du diagnostic d’anomalies cutanées au sein des cabinets dermatologiques.

The Research Unit UMR8122 led by the Project Coordinator has identified within the envelope protein of oncoretroviruses a domain endowed in vivo with immunosuppressive activity (IS domain). The IS domain has been mapped and mutations that inactivate its immunosuppressive functions while preserving the “mechanical” properties of the envelope protein have been discovered. Introduction of these mutations into a model mouse leukemia retrovirus (Friend virus) enabled us to demonstrate that the IS domain is absolutely required for induction of a persistent viremia in vivo: whereas immunodeficient mice are infected to the same level by both the mutant and wild-type virus, only the wild-type virus can induce viremia in immunocompetent mice. Moreover, we have shown that envelope proteins whose IS domain has been inactivated by mutation are powerful immunogens, with immunogenicity levels 10 to 100-fold higher than those of the wild-type protein, leading to the design of performing vaccine approaches, notably the implementation of an “optimized” veterinary vaccine against the feline leukemia virus FeLV (marketed in mid-2012, under a license granted to Mérial by Viroxis), and the elaboration of prototype prophylactic vaccines against the feline and human immunodeficiency retroviruses (FIV and HIV) that have previously been allocated funding by an ANR-RPIB grant (LENTIxIS, ending September 2014) and presently undergoing preclinical trials and on their way for further developments. The purpose of the present project –at variance with the previous one of a preventive nature (prophylactic vaccines)- is now to design an approach of a therapeutic nature (“medication” molecules) against retroviruses, based on the same theoretical substratum. The basic research studies conducted by UMR8122 having indeed demonstrated that a retrovirus whose IS domain has been inactivated can ultimately be cleared by the host immune system, we are planning to develop molecules capable of neutralizing the effects of this domain, through the screening of chemical libraries carried out in vitro to identify “hit” molecules able to block either the binding of the IS domain to its receptor or the downstream transduction pathways. The proposed work project draws on both the expertise of UMR8122 in the fields of the molecular and cellular biology of the IS domain and the skills of Viroxis to bring to completion high-throughput screenings of chemical libraries, as well as in vivo assays on animal models (mouse and monkey). A fruitful interaction has already taken place previously between these two organizations that led to the filing of patent applications in common and to successful developments ending in the marketing of a vaccine (see above). A first step will consist in identifying IS domain interactants, and this through different approaches, on the one hand, “proteomic” ones involving covalent labeling of molecules targeted by the IS domain, itself “labeled” with photoactivatable amino acids, and their identification by mass spectrometry after purification, and on the other end, “molecular genetic” approaches bringing into play expression libraries and their screening. Among the latter, a double hybrid screen conducted by the company Hybrigenics has already provided candidate genes, whose products are presently being assayed in vitro for direct binding to a labeled IS domain (e.g. co-immunoprecipitation, biacore) and which can already be regarded as basic components for the screening of chemical libraries. Screening of lentiviral expression libraries followed by iterative selection rounds using cell sorting and reseeding in culture will also be carried out. The screening of chemical libraries will be performed in collaboration with labs from the Labex LERMIT, of which UMR8122 is one of the founding teams.

L'aquaculture se développe depuis 30 ans pour répondre à la demande croissante en poissons pour la consommation humaine qui ne peut plus être couverte par les captures de pêche. Cet essor de l'élevage a engendré une forte demande en huile et farine de poisson (HP et FP), les ingrédients traditionnels majeurs des aliments aquacoles. Or les volumes produits sont restés stables depuis plus de 20 ans pour protéger les ressources naturelles marines. Ces matières premières ont été de plus en plus substituées dans les aliments aquacoles par des produits végétaux, plus disponibles et moins chers. Cette évolution doit impérativement se poursuivre pour affranchir l'aquaculture des produits de la pêche. Cependant, les essais conduits avec des aliments dépourvus de farine et huile de poisson ou très fortement substitués par des produits végétaux ont mis en évidence des limites des capacités physiologiques des poissons à s'adapter à ces aliments pourtant formulés pour couvrir leurs besoins. Ce constat a conduit à considérer un nouveau paradigme : l'adaptation des poissons aux nouveaux aliments. Après avoir démontré l’existence de variabilité génétique pour la capacité d’adaptation de la truite arc-en-ciel à l'aliment tout végétal, nous disposons maintenant (i) de lignées isogéniques fortement divergentes pour leur réponse à des aliments végétaux et (ii) d'une population que nous avons sélectionnée pour son aptitude à survivre et grandir avec un aliment tout végétal. Cependant les mécanismes qui permettent à ces animaux de s'adapter aux aliments végétaux ne sont pas élucidés. L'ambition du projet AGREENFISH est de (i) décrypter les mécanismes d’adaptation, à court et long terme et (ii) trouver des marqueurs de l’adaptation qui renforceront l’efficacité de la sélection pour obtenir des poissons adaptés aux nouveaux aliments. Il s'appuie sur un consortium réunissant des experts en génétique, nutrition, physiologie, comportement, pathologie, immunologie et microbiologie des poissons ainsi que des représentants de l’industrie aquacole. Les réponses des différents groupes de poissons nourris avec un aliment tout végétal ou avec HP et FP seront comparées pour décrypter les mécanismes d’adaptation à court et long terme. Les lignées isogéniques, utilisées comme un modèle de forte divergence pour les capacités adaptatives, seront caractérisées avec une approche sans a priori et avec une approche ciblée sur les étapes clés de l'efficacité alimentaire: ingestion, tractus digestif et microbiote associé, métabolisme hépatique, et croissance. La comparaison des lignées sélectionnées (3ème génération) et témoin concernera les critères sélectionnés (croissance, survie), les verrous nutritionnels potentiels mais aussi les réponses aux stress et la résistance aux pathogènes pour évaluer les conséquences de la sélection sur la robustesse du poisson, déterminant majeur de l’efficacité de l’aquaculture. D’autre part, les biomarqueurs physiologiques et moléculaires de l’adaptation trouvés chez les lignées isogéniques seront testés dans les populations témoin et sélectionnée. Une analyse haut débit de l'ADN d'individus de la 4° génération de sélection sera réalisée pour rechercher des signatures de sélection et les résultats combinés avec ceux des analyses transcriptomiques des lignées isogéniques pour identifier des gènes candidats. Les signatures de sélection les plus pertinentes seront testées dans le cheptel d'un éleveur participant au projet. Enfin, toutes les données seront intégrées pour obtenir une représentation de l'ensemble des altérations fonctionnelles induites par l’aliment et des mécanismes adaptatifs selon les groupes génétiques. Cette connaissance et les nouveaux outils générés permettront d’optimiser la sélection pour une meilleure adaptation des poissons face aux changements majeurs des aliments et d’améliorer les formulations des aliments. Leur dissémination vers l’industrie aquacole sera facilitée par l'implication du Sysaaf.

Le changement climatique, les contraintes économiques et les préoccupations sociales pour une agriculture durable vont fortement influencer les systèmes de production animale. La volaille est une source majeure de protéines pour l'alimentation humaine partout dans le monde. Améliorer les capacités d'adaptation des poulets à la variabilité du climat et de l'alimentation est une exigence pour nourrir en 2050 une population humaine en croissance constante, en particulier dans les pays chauds, asiatiques et africains. Même si la tolérance à la chaleur chez les poulets a été étudiée depuis de nombreuses années, il manque une compréhension globale du contrôle génétique de l'adaptation et des critères de sélection ciblés. Une variation de la prise alimentaire est connue pour influencer la tolérance à la chaleur chez les poulets, et la variabilité génétique de la consommation alimentaire doit être prise en compte dans l'analyse des mécanismes de tolérance à la chaleur. Par ailleurs, la qualité des aliments est susceptible de fluctuer en raison de contraintes notamment économiques. Les liens possibles entre mécanismes d'adaptation à la chaleur et d'adaptation aux modifications d'alimentation doivent être soigneusement étudiés. Nous proposons d'utiliser les méthodes génomiques actuelles pour étudier les mécanismes d’adaptation à la chaleur (épisodes caniculaires notamment) ou aux changements alimentaires (utilisation de co-produits de céréales ou d'oléagineux par exemple) d'un ensemble de génotypes contrastés, afin de couvrir une large gamme de variations génétiques et épigénétiques, intra et inter-populations. L'étude porte sur la poule pondeuse parce qu'elle a un cycle de production long et est particulièrement exposée au risque de coups de chaleur saisonniers. Le projet s'appuie sur différentes lignées de poules, pour fournir un ensemble de connaissances fondamentales sur les mécanismes adaptatifs de tolérance à la chaleur et au changement alimentaire d'un oiseau domestique. Quatre lignées expérimentales maintenues à l'INRA seront étudiées : des pondeuses à œufs bruns sélectionnées pour une consommation alimentaire résiduelle faible (R-) ou élevée (R +), des poules de la race égyptienne Fayoumi, connue pour être tolérante à la chaleur et résistante aux maladies, et une lignée de pondeuses portant les gènes majeurs "Cou Nu" et "Nanisme" qui diminuent les effets de la chaleur sur les performances. Une lignée commerciale de Novogen (partenaire du projet) sera étudiée en liaison avec un projet en cours sur la sélection génomique (ANR UtOpIGe) où les mâles sont génotypés et testés sur descendance. Des familles de père différant en termes d'adaptation aux changements de régime alimentaire seront produites pour tester leur tolérance à la chaleur. Le programme de travail est organisé en 6 tâches : coordination, tests et phénotypages, transcriptomique, épigénétique, intégration des données, diffusion. Tous les génotypes seront testés par un stress thermique juste après le pic de ponte. Les lignées R-R+ et Novogen seulement seront testées sur le régime alimentaire suboptimal déjà utilisé pour la lignée commerciale. Un groupe témoin, non stressé, sera maintenu pour chaque génotype. L'hypothalamus, le foie et les leucocytes (à différents stades) seront recueillis pour des extractions ADN/ARN. Les mesures de performance et indicateurs physiologiques seront combinés aux données transcriptomiques et d'analyses de méthylation de l'ADN pour identifier les voies de régulation de l'adaptation. L'héritabilité du taux de méthylation d'un sous-ensemble de loci sera estimée sur la lignée commerciale. Les analyses bénéficieront de données génétiques produites dans des projets connexes (génotypes pour Novogen, séquence génomique pour R-R+). L’intégration de toutes ces données hétérogènes (génétique, génomique fonctionnelle, physiologie, production) dans des génotypes contrastés nous permettra de mieux comprendre les phénomènes d'adaptation chez la poule.

L’objectif général du projet ECOTERA est de produire des connaissances multidisciplinaires et d’élaborer des outils permettant aux acteurs locaux d’un territoire confronté aux changements globaux de concilier leur objectif de développement durable avec la mise en place de systèmes productifs et d’utilisation des terres éco-efficients. Il travaillera sur un territoire d’Amazonie Brésilienne, le municipe de Paragominas. En effet, les changements globaux affectent particulièrement la région amazonienne, imposant de redéfinir les relations entre production de biens agricoles et forestiers et environnement. En Amazonie brésilienne, l’expansion agricole sur la forêt, moteur du « développement du territoire » depuis cinq décennies, n’est plus possible. Cette rupture, imposée par une intervention forte de l’état fédéral, a abouti à une très forte réduction de la déforestation. Dans cet espace désormais limité, les territoires amazoniens doivent planifier et promouvoir une transition agraire rapide tout en répondant à des demandes sociales et productives croissantes. Face à ce défi, un nouveau discours politique émerge, porté par des leaders agricoles et élus locaux. Ils souhaitent promouvoir l’écoefficience des systèmes de production, qui deviendraient plus compétitifs et leurs produits plus valorisables grâce à une image verte, permettant ainsi une nouvelle voie de développement des territoires. Dans ce contexte, Paragominas est emblématique par la mise en œuvre d’un modèle de la « Municipalité Verte ». Toutefois un diagnostic réalisé en 2012 montre que si les objectifs de réduction de la déforestation sont atteints, les connaissances et les outils pour promouvoir les écoefficiences dans le territoire restent limités et que les risques de ségrégation au sein du territoire sont élevés. Le projet est organisé autour d’une tâche de coordination (tâche 1) et de trois tâches scientifiques, qui articulent chacune les niveaux des exploitations agricoles et du territoire. La tâche 2 évaluera les écoefficiences des systèmes de production et du territoire avec la construction d’indicateurs spatialisés et d’outils cartographiques. La tâche 3 analysera les proximités géographiques et organisées (groupes d'acteurs, réseaux) et la manière dont elles influencent les dynamiques d'innovation territoriale (construction et appropriation de modèles techniques et organisationnels) relatives à l'écoefficience et à l'adaptation aux changements globaux. La tâche 4 intégrera les résultats des deux précédentes pour construire les enjeux de développement du territoire et des scénarios de développement territorial s’articulant à ceux des exploitations agricoles. Dans un souci de mise en œuvre opérationnelle des résultats, cette construction repose sur une démarche de modélisation d’accompagnement (Commod) où les acteurs envisageront diverses hypothèses de réalisation de politiques publiques et d’évolution des contraintes et opportunités liées aux changements globaux. Cette démarche permettra de construire et explorer des stratégies d’action territoriale et individuelle qui pourront inspirer d’autres communes, permettant de concilier la recherche d’écoefficiences et un développement territorial durable. Le projet EcoTera s’appuie sur un collectif pluridisciplinaire de quinze chercheurs français et brésiliens travaillant et collaborant pour la plupart depuis une décennie en Amazonie. A ce cœur d’équipe s’ajoutent des institutions françaises de référence sur les approches clés du projet : l’écoefficience (UMR ESO) et les proximités (UMR SADAPT). L’équipe bénéficie en outre de relais stratégique auprès du CIFOR et de différents réseaux scientifiques.

Pour faire face à la diversité des changements globaux, un profond changement des systèmes agricoles est nécessaire. Il apparaît indispensable d’accroitre l’efficience d’utilisation des ressources et la résilience des agroécosystèmes face à une augmentation des aléas climatiques, à la raréfaction de certaines ressources, à l’occurrence de stress biotiques et abiotiques et aux changements économiques. Cette recherche d’efficience et de résilience passe par une intensification écologique via la valorisation des services écosystémiques, en particulier les services d’approvisionnement et de régulation. Plusieurs synthèses soulignent le rôle prépondérant des légumineuses dans l’obtention de ces services, grâce à la fixation symbiotique, à leurs effets sur les cultures suivantes de la rotation, et à leurs intérêts nutritionnels pour l’alimentation animale et humaine. Si la diversité des espèces et de leurs modes d’insertion dans les systèmes de culture offre une gamme variée de productions et permet de s’adapter aux conditions pédoclimatiques locales, la quasi-disparition des légumineuses des systèmes agricoles actuels interroge. Plusieurs études mettent en avant la trop faible connaissance par les acteurs de leurs impacts environnementaux, mais également l’insuffisante valorisation économique de ces espèces dans le système agro-industriel, verrouillé en faveur des espèces dominantes. Comme pour d’autres cultures nouvelles, dont le développement est rendu possible grâce à une combinaison de facteurs techniques et organisationnels, des voies de déverrouillage combinant une connaissance partagée des services écosystémiques des légumineuses et l’organisation des acteurs autour de nouvelles filières et nouveaux débouchés sont à explorer en tenant compte des spécificités des territoires. L’objectif du projet est d’étudier et de construire, avec des acteurs directement concernés, les conditions d’une plus grande insertion des légumineuses dans les systèmes agricoles, et d’en évaluer les effets attendus, dans l'optique d'une gestion durable des territoires et des ressources. Le cœur du travail consistera à construire et à évaluer, avec les acteurs locaux dont trois coopératives agricoles (partenaires-projet) représentatives de trois territoires aux caractéristiques variés, des scénarios territoriaux d’insertion de légumineuses, qui répondent à des débouchés économiquement viables. Ce projet s’inscrit dans une démarche de recherche-action participative. La construction de ces scénarios d’assolements de systèmes de culture adaptés aux conditions des territoires étudiés s’appuiera sur une connaissance partagée des performances agronomiques et impacts environnementaux d’une diversité de légumineuses et des leviers socio-économiques mobilisables à l’échelle des exploitations agricoles et des filières pour relancer ces espèces. Ce travail combinera donc des approches agronomiques, économiques et sociales (par des collaborations étroites entre disciplines) et concernera différentes échelles (la parcelle, l’exploitation agricole, le territoire, et les filières). Il impliquera les acteurs concernés par l’évolution de l’agriculture dans leurs territoires. Ses objectifs sont (1) l’analyse historique des raisons de la disparition des légumineuses et l’identification de voies de déverrouillage du système sociotechnique actuel, au niveau des exploitations agricoles et des filières, (2) l’acquisition et la synthèse de connaissances sur les performances et les services écosystémiques attendus des légumineuses au sein des systèmes de culture des territoires d’étude, en vue de les mobiliser dans les scénarios territoriaux et les filières à construire, (3) la conception et l’évaluation ex ante de scénarios territoriaux de systèmes de culture incluant différentes légumineuses cultivées pour différents débouchés et dans différents modes d’insertion, et l’identification des bénéfices attendus pour le territoire par rapport aux systèmes actuels et passés.

L'expansion mondiale des plantations d'arbres engendre une rapide simplification de la mosaïque paysagère au détriment de l’environnement (sols, ressources en eau, érosion de la diversité fonctionnelle microbienne). Les effets conjugués du développement économique, de la démographie et des changements climatiques tendent à aggraver les conséquences indésirables de cette conversion. TecItEasy est un projet exploratoire de 3 ans dont l'originalité repose sur (i) la collecte simultanée flux interdépendants hydrologiques, géochimiques et microbiologiques dans un observatoire de recherche en environnement (SOERE-RBV, EQUIPEX-Critex) situé au Nord du Laos, (ii) l'analyse et l’intégration progressive et de ces données au moyen d’approches cartographiques et de modélisation, et (iii) la traduction des résultats en directives pratiques pour la gestion raisonnée de l’usage des terres dans les contextes globaux d’expansion des plantations et du changement climatique. Le projet vise à clarifier 1) la réponse hydro-sédimentaire d'un bassin versant dont l'agro-écosystème est converti en plantations d'arbres, 2) les types de mosaïques paysagères susceptibles d’optimiser conjointement productivité et durabilité, 3) si une typologie des assemblages bactériens aquatiques peut servir d'indicateur de la santé des écosystèmes agricoles et de leurs dynamiques. Pour relever ce défi scientifique, nous avons formé un consortium interdisciplinaire impliquant des spécialistes reconnus en agronomie, pédologie, hydrologie, microbiologie et biogéochimie, de quatre laboratoires français et d’un laboratoire laotien : GET (Géosciences Environnement Toulouse); BIOEMCO (Biogéochimie et écologie des milieux Continentaux), LEM (Laboratoire d'Ecologie Microbienne) ; LSCE (Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement) ; Centre de Recherches sur l’Usage des Terres (ALUPC), placé sous l'autorité du Ministère de l'Agriculture et des Forêts. TecItEasy est divisé en trois axes de recherche: 1) analyse intégrée de données hydro-sédimentaires et sur l’usage des terres, recueillies depuis 1998 dans le cadre de l’observatoire MSEC, 2) travail interdisciplinaire de terrain sur les flux hydro-sédimentaires et la diversité microbienne; 3) modélisation à base physique (KINEROS2, WEPP et OpenFOAM) et tests de scénarios de changement climatique et d’organisation des mosaïques paysagères. Des outils de traçage innovants (radionucléides, isotopes stables, marqueurs génétiques ...) seront utilisés pour étudier l'origine spatiale et les temps de transfert de l'eau et des particules qu’elle véhicule dans un réseau de bassins versants imbriqués. ALUPC assurera par ailleurs la dissémination des résultats auprès des parties impliquées dans l’accompagnement de la transition forestière, tant au niveau local, que régional et national (du village au ministère). Les attendus du projet sont doubles. Tout d'abord, TecItEasy produira de nouvelles connaissances qui amélioreront notre compréhension (i) des déterminants et des processus responsables du comportement hydro-sédimentaire à l'échelle du bassin versant moyen (~ 0,1-10 km2), et (ii) de la variabilité des assemblages de bactéries aquatiques le long des zones rivulaires ainsi que des bactéries détachées de la surface du sol et transportés par les eaux de ruissellement. Par ailleurs, TecItEasy établira des indicateurs microbiologiques de la «santé» des agroécosystèmes, afin de définir des recommandations pratiques pour la gestion durable et le développement intégré des agroécosystèmes tropicaux, avec un focus sur l’optimisation des mosaïques paysagères. Ces recommandations viseront spécifiquement à limiter l'érosion des sols et les pertes de nutriments le long des versants; maintenir les fonctions de filtrage des zones rivulaires; atténuer la contamination des cours d'eau et des systèmes de production; et préserver la diversité fonctionnelle des communautés bactériennes aquatiques le long des chemins de flux.

L’agriculture a connu des gains majeurs de productivité du fait d’une homogénéisation et d’un usage intensif d’intrants, clés du modèle agricole dominant. Ce modèle est menacé par le changement global, la stochasticité environnementale grandissante et par la nécessité d’une agriculture plus durable. Un nouveau paradigme émerge. Il est fondé sur l’idée que la biodiversité et les mécanismes sous-jacents sont une condition nécessaire à une agriculture durable bénéficiant du fonctionnement écologique des agroécosystèmes. La diversité génétique devrait jouer un rôle primordial dans ce contexte, comme une caractéristique contribuant à la multifonctionnalité de l’agriculture. Cependant, la mise en œuvre d’une augmentation de la diversité génétique fait face à des défis écologiques, socio-économiques et organisationnels. Le but principal du projet est de mieux évaluer le rôle possible des associations variétales intra-champ pour renforcer la multifonctionnalité et la résilience des systèmes agricoles dans le contexte du changement global. WHEATAMIX se focalise sur la production de blé dans le bassin parisien. Le projet développe une approche pluridisciplinaire impliquant des généticiens, agronomes, écophysiologistes, écologistes, économistes, chercheurs en sciences de la gestion et des acteurs de la filière (chambre d’agriculture, agriculteurs). Il est structuré en 4 parties : - WP1 caractérise la diversité génétique pour des traits morphologiques et écophysiologiques clefs du blé ainsi que leur plasticité sous l’effet d’une compétition intra- et inter-genotypes. Nous testerons comment la complémentarité entre traits affecte les performances des génotypes en association, en nous appuyant sur l’expérimentation et la modélisation. -WP2 quantifie les services écosystémiques fournis par les associations variétales : production de grain, sa qualité et sa stabilité, régulation des maladies foliaires, bio-contrôle des insectes et des mauvaises herbes, maintien de la fertilité des sols et conservation de la biodiversité. Nous analyserons de possibles trade-offs et synergies entre ces services et les liens entre des groupes particuliers de services et les traits des variétés. -WP3 étudiera l’intérêt et l’acceptabilité technique et économique des associations variétales et des services écosystémiques associés pour les acteurs de la filière. Nous explorerons les bases organisationnelles et économiques du choix des variétés en mélanges par la filière (des semenciers aux minotiers) dans le bassin parisien. Les possibles blocages pour l’utilisation des associations variétales seront analysés. Ces 3 WP utiliseront des dispositifs expérimentaux communs et complémentaires : i) une expérience de phénotypage de 50 variétés pour caractériser les traits et leur plasticité ; ii) une expérience principale manipulant la diversité variétale (65 parcelles de 100 m2 avec 1,2, 4 ou 8 variétés et peu d’intrants) pour quantifier les services écosystémiques ; iii) des réplicats de cette expérience dans 5 sites français avec des parcelles plus petites (7 m2), en comparant agriculture intensive et bas intrants. Cela permettra de tester la robustesse des effets des associations variétales dans des conditions environnementales variées ; iv) un réseau de 50 fermes couvrant la variabilité agro-climatique du bassin parisien pour comparer la performance écologique et technico-économique des associations et des monocultures en lien direct avec les acteurs de la filière. -WP4 combine les résultats des WP1-3 en une synthèse interdisciplinaire et mobilisera les acteurs de la filière pour construire des scénarios de développement des associations variétales dans le bassin parisien en considérant des contextes climatiques et économiques variés. L’opportunité et l’impact de l’introduction des associations variétales seront évalués en se basant sur ces scénarios. Finalement, une stratégie de diffusion et vulgarisation des résultats du projet sera mise en œuvre.

Les systèmes alimentaires durables, en limitant leur impact sur l’environnement doivent contribuer à la sécurité alimentaire et nutritionnelle ainsi qu’à maintenir le bien être. Dans ce contexte, les objectifs de BAKERY sont de fournir une description fine de la diversité biologique et socio-culturelle d’un écosystème agro-alimentaire « Blé/Homme/Levain » à faibles intrants afin de permettre une meilleure compréhension des interactions et des services rendus. Ce projet de recherche pluridisciplinaire et participatif vise à (i) décrire la diversité socio-culturelle des pratiques de boulangerie et la perception qu’en ont les consommateurs (ii) étudier les effets des variétés de blé, du terroir et des pratiques des boulangers sur la diversité du microbiome levain, la qualité sensorielle et nutritionnelle du pain ainsi que les préférences des consommateurs (iii) analyser les interactions microbiennes au sein du levain et leurs conséquences sur le fonctionnement du levain et sur la qualité du pain (iv) intégrer toutes les données pour identifier les déterminants de la diversité biologique et socio-culturelle dans la chaîne de boulangeries, (v) envisager des stratégies pour la conservation de la diversité biologique et de la diversité socio-culturelle en boulangerie. Nous enquêterons auprès de 30 boulangers français et paysans-boulangers qui font des pains au levain, utilisent des farines issues de pratiques agro-écologiques et distribuent leurs produits localement et nous interrogerons en détail trente consommateurs de certains de ces produits. Nous recueillerons des informations sur les pratiques de boulangerie ainsi que sur l'origine des semences de blé (pour les paysans-boulangers), sur les échantillons de farine, le levain et le pain. Les semences de blé, les farines et le microbiome des levains seront caractérisés avec des approches de métagénomique. Les caractéristiques biochimiques des levains ainsi que les propriétés organoleptiques et sensorielles des pains seront analysés. L’ensemble de ces résultats serviront à mettre en évidence les liens éventuels entre biodiversité des levains, qualité du pain, diversité des pratiques des boulangers et perceptions des consommateurs. En parallèle, profitant des travaux antérieurs des partenaires du projet sur la sélection participative du blé, nous allons analyser l'effet du terroir, des variétés de blé et des pratiques boulangères sur le microbiome du levain et la qualité du pain. En outre, nous allons étudier les interactions microbiennes au sein du levain en analysant la fermentation et la dynamique des populations dans des communautés reconstituées composées de bactéries lactiques et de levures. Cette approche permettra de caractériser les interactions entre les espèces microbiennes (facilitation écologique, ou sélection) et leurs conséquences sur les services du levain (caractéristiques de la pâte et qualité du pain). L'analyse de l'ensemble des expériences contrôlées permettra d'identifier les déterminants potentiels de la diversité des écosystèmes agro-alimentaires « Blé / Homme / Levain ». Le projet BAKERY permettra : (i) d'accroître nos connaissances sur la diversité des pratiques des boulangers et des paysans-boulangers et des perceptions des consommateurs, (ii) de caractériser et de conserver la diversité microbienne des levains français (iii) de mieux comprendre l'impact des différents facteurs le fonctionnement de l’écosystème agro-alimentaire «Blé / Homme / Levain» (iv) de considérer la complémentarité des conservations ex situ et in situ des ressources génétiques analysées ici (v) de déterminer les mesures favorisant des pratiques durables en boulangerie.?Cet ambitieux projet est basé sur l'intégration d'approches novatrices et de nouveaux outils (recherche participative, inter-disciplinaire, modélisation mathématique, données de post-génomique) et bénéficiera de la forte complémentarité entre les partenaires.

Ce projet ASTRID a pour objectif la réalisation de simulations numériques de l’interaction d’un actionneur plasma avec un écoulement. Trois groupes d’actionneurs plasma ont été identifiés. Le premier concerne les dispositifs générant des plasmas par des microondes ou des lasers : ils visent à déposer de l’énergie thermique dans un écoulement subsonique ou supersonique. Le second utilise le principe des DBD (Décharges à Barrière Diélectrique) où une quantité de mouvement est déposé près de la paroi. Le troisième regroupe les jets synthétiques par plasma qui induisent des micro-jets pouvant atteindre 300m/s à l‘issue d’une décharge électrique dans une microcavité. L’enjeu scientifique de SINAPS est de modéliser l’interaction plasma/fluide, point clé de l’identification de stratégies de contrôle. Des outils de calcul (modèles, modules de code,…) permettant de réaliser des expérimentations numériques fiables seront développés au cours de ce projet. Ils doivent permettre d’améliorer la conception de nouveaux actionneurs plasma dans des configurations aérodynamiques d’intérêt et ainsi de contribuer significativement à l’optimisation des performances aérodynamiques des avions. Cette proposition ASTRID s’appuie sur les travaux du groupe de Recherche et Technologie de l’OTAN intitulé Advanced Vehicle Technology (AVT 190) auquel plusieurs partenaires du projet participent et dont l’un des objectifs est d’établir une base de données fiable de travaux expérimentaux et numériques pour les actionneurs plasma, sur des cas tests standardisés et réalisés conjointement par différents laboratoires américains (US) et européens. Les travaux proposés dans SINAPS bénéficieront ainsi d’un cadre d’échanges internationaux nécessaire à la validation de calculs numériques complexes que ce soit par l’expérience ou par comparaison avec d’autres modélisations. Les applications visées dans SINAPS sont duales : elles concernent l’amélioration de performances des aéronefs militaires et civiles telles que la réduction de la traînée de pression ou de frottement et l’amélioration de la manoeuvrabilité. Elles concernent plus globalement l’industrie aéronautique civile et militaire face aux défis environnementaux des vingt prochaines années.

Le projet NUTS (New UltravioleT laser System) a pour but de développer une source laser solide pompée par diode dans l'ultraviolet "profond" (à 236,5 nm). Les lasers émettant en dessous de 250 nm ont de nombreuses applications en détection (chimie ou biologie) et dans le domaine du traitement des matériaux. En particulier, un laser à 236,5 nm peut servir à détecter les molécules de NO, par fluorescence ou par spectroscopie Raman. Ces molécules sont présentes dans des explosifs comme le TNT. En dessous de 250 nm, les lasers à gaz sont très utilisés malgré leurs inconvénients: encombrement, faible rendement électrique-optique, prix, toxicité (pour les excimères). Les lasers à solides classiques pompés par diode ont du mal à les remplacer dans cette gamme de longueur d'onde car ils sont complexes, avec 3 étages de conversion non linéaire. Dans le projet NUTS, nous proposons le développement d'un laser à solide impulsionnel pompé par diode émettant à 236,5 nm avec deux étages non linéaires seulement. Le laser fondamental est une fibre cristalline en Nd:YAG émettant à 946 nm. L'ambition du projet est d'atteindre une puissance moyenne dans l'UV de l'ordre du watt, soit 50 fois plus que l'état de l'art. Pour relever ce challenge, le Laboratoire Charles Fabry (LCF) de l'Institut d'Optique et ses partenaires industriels, Fibercryst et Cristal Laser proposent deux clefs. - La première concerne la source à 946 nm grâce à l'utilisation de fibres cristallines en Nd:YAG. Cette nouvelle technologie laser utilise des milieux longs et fins (diamètre 1mm, longueur 50mm) qui permettent une très bonne gestion de l'échauffement induit par le pompage et un très bon confinement de la pompe à l'intérieur du milieu. Ces propriétés sont très importantes pour un laser Nd:YAG à 946 nm, sensible à la thermique dans le milieu et à la densité de puissance de la pompe à cause de la proximité entre le niveau du bas de la transition et le niveau fondamental. Les premiers résultats obtenus avec les fibres cristallines Nd:YAG à 946 nm placent déjà le LCF en position de leader. Cependant, pour relever le défi du projet NUTS (1W à 236,5 nm), il est nécessaire de pousser encore plus loin la technologie des fibres cristallines. Le projet propose d'explorer un pompage à faible défaut quantique (885 nm au lieu de 808 nm) qui va réduire l'échauffement de plus d'un facteur deux. L'ambition est de réaliser un laser fonctionnant en régime déclenché émettant une puissance moyenne de 20W avec une cadence comprise entre 20 kHz et 100 kHz. Une attention particulière sera portée à la qualité spatiale du faisceau émis et à la qualité de sa polarisation : ces propriétés sont importantes pour réaliser des conversions de fréquence efficaces. - La deuxième clef concerne les étages de conversion non linéaire. Il s'agit de deux doublements de fréquence en cascade : le premier amenant à 473 nm, le second à 236,5 nm. Les rendements publiés ne dépassent pas 2% pour les deux étages. Le projet NUTS vise un rendement de l'ordre de 5%. Ce dernier sera atteint grâce à la qualité de la source à 946 nm et grâce à aux innovations proposées dans le projet sur la mise en oeuvre des cristaux non linéaires. Le potentiel de ce travail concerne autant les applications militaires que civiles : - La détection à distance d'explosifs ou d'agents chimiques dangereux par spectroscopie UV fait explicitement partie des priorité de l'appel à projet. - les sorties bleues et UV de la source peuvent être utiles pour des applications médicales, pour la détection sous-marine et pour le traitement des matériaux. - Pour Fibercryst, le projet NUTS offre l'opportunité de pousser la technologie des fibres cristallines Nd:YAG à ses limites et de monter en puissance sur ses modules amplificateurs TARANIS. - Pour Cristal Laser, le projet NUTS pourrait donner de nouvelles opportunités de développement pour ses cristaux non linéaires (LBO, RTP, KTP).

Ce projet vise un concept original et novateur de biocapteur hautement spécifique, comportant un système microfluidique combinant deux modes de détection, optique et magnétique, impliquant également des nanoparticules magnétiques bio-fonctionnalisées avec des anticorps. Nous proposons de lever plusieurs verrous en vue d’obtenir un système microfluidique intégré, utilisable à terme sur le terrain, employant des nanoparticules. Le système proposé vise explicitement à améliorer les capacités d’analyse et de détection dans le domaine des risques biologiques (axe thématique 7 de l’appel à projets). Nous proposons d’utiliser des nanoparticules magnétiques immuno-fonctionnalisées qui. offrent la possibilité (i) d’une intégration aisée dans un dispositif micro-fluidique, (ii) d'une extraction simple et spécifique de la cible (molécule ou pathogène) dans un grand volume, (iii) puis la pré-concentration sous champ magnétique des complexes antigène cible-NP au niveau des capteurs du dispositif, (iv) une détection sensible par des capteurs susceptibles de mesurer des faibles variations de réflectivité de lumière et de champ magnétique liées à la présence de ces nanoparticules immobilisées. Ces NPs peuvent, de plus, être éliminées facilement, lorsque le champ magnétique est supprimé, assurant la réutilisation de la plateforme d’analyse avec de nouvelles matrices et NPs. La grande originalité de ce projet repose sur la double utilisation des propriétés magnétiques (pour la préconcentration et la détection) et optiques des NPs immobilisées dans le biocapteur dans un seul système microfluidique intégré, permettant une analyse rapide, simple, redondante pour l’élimination de faux-positifs, et potentiellement transportable à terme. Ce projet interdisciplinaire basé sur la reconnaissance biologique, va pouvoir être appliqué à la détection d’un grand nombre de protéines, de microorganismes tels que les virus et les bactéries. Nous avons choisi de cibler la détection de micro-organismes (bacillus atrophaeus) et de protéines (ovalbumine) modèles dans le contexte de la bio défense.

Les piles à combustible microbiennes (PCM) permettent de transformer directement en énergie électrique l’énergie chimique contenue dans une grande variété de composés organiques. Une PCM utilise les micro-organismes qui adhèrent spontanément sur la surface de l’anode et forment un biofilm qui oxyde des composés organiques en transférant directement les électrons à l’électrode. Grâce à ce nouveau type d’électrocatalyse, découvert au début des années 2000, les PCM produisent de l’énergie électrique en oxydant toute sorte de composés organiques (acétate, acides gras volatils, alcools, (poly)saccharides…) contenus dans les environnements naturels ou qui peuvent être obtenus à partir de biomasses. La majorité des PCM est constituée d’une bioanode microbienne associée à une cathode à air abiotique. Cette configuration produit de l’électricité en oxydant le plus souvent de l’acétate et en utilisant la réduction de l’oxygène de l’air à la cathode. Ces PCM ont vu leurs performances croître rapidement puis stagner à partir de 2008 à quelques Watt par mètre carré de surface d’électrode. Il semble que l’ingénieur se trouve maintenant dépourvu de piste sérieuse pour dépasser ce seuil de quelques W/m2. Pourtant quelques groupes, dont les partenaires réunis dans le projet antérieur AgriElec (ANR-08, BioE-001), ont conçu des anodes microbiennes qui produisent des densités de courant au-delà de 50 A/m2. A titre de comparaison, la densité de courant fournie par les panneaux photovoltaïques est de l’ordre de 100 à 200 A/m2. Les partenaires du projet antérieur Agrielec ont également produit des cathodes à air abiotiques et des biocathodes microbiennes au niveau de l’état de l’art, mais ils n’ont réussi qu’à hausser la limite actuelle en densité de puissance de quelques W/m2. L’expérience acquise au cours du projet antérieur amène plusieurs constats : les bioanodes et les cathodes biotiques ou abiotiques conçues séparément de façon optimale ne fonctionnent pas en harmonie lorsqu’elles sont réunies au sein d’un module de PCM ; les analyses de types physico-chimique ou ingénierie des PCM sont rares et se cantonnent à l’un ou l’autre des éléments de la pile mais n’embrassent son fonctionnement global; enfin les cathodes représentent un verrou majeur, les cathodes à air abiotiques ont des performances limitées, les biocathodes microbiennes semblent prometteuses mais leur potentiel a été assez peu investigué. Le projet Bioelec veut initier une démarche d’ingénierie « dans le bon sens ». Le fonctionnement des PCM sera d’abord analysé en termes de thermodynamique, transferts de matière et cinétiques électrochimiques pour en tirer les conditions opératoires optimales pour chacun des éléments. Ce sont ces conditions, extraites de l’analyse de l’ensemble, qui seront ensuite imposées à la conception des électrodes. Un premier prototype sera construit avec une cathode à air abiotique assemblée avec un séparateur (ou membrane) et une bioanode. Cet assemblage séparateur-électrodes devra assurer une puissance de 1 Watt. Un second prototype aura pour objectif de lever le verrou de la cathode en développant une biocathode microbienne à air. Il s’agit là de coupler les concepts de cathode à diffusion gazeuse et de cathode microbienne pour franchir l’obstacle de la faible solubilité de l’oxygène en solution. C’est un objectif exploratoire plus ambitieux. Le consortium est composé de cinq par partenaires : une société industrielle qui fabrique des piles à combustible hydrogène-air, trois laboratoires qui apportent des expertises en ingénierie, microbiologie et physico-chimie des surfaces et une société d’accélération des transferts de technologie.

Le but de ce projet est de renforcer les interactions entre la théorie des modèles d'un côté, la théorie de la valuation, la combinatoire et la géométrie de l'autre. La théorie des modèles moderne analyse la catégorie des ensembles définissables dans une structure du premier ordre ou dans une classe de structures. Certaines classes de structures appelées stables possèdent une notion d'indépendance utile pour obtenir des informations algébriques. Les outils théoriques ainsi développés s'appliquent alors à la géométrie algébrique ou arithmétique par le biais de certaines théories de corps avec opérateurs, et ont parfois des résultats spectaculaires comme dans les preuves par Hrushovski des conjectures de Mordell-Lang et de Manin-Mumford. Les cinq dernières années ont vu trois développements importants qui ont élargi le spectre de la théorie des modèles. Le premier est l'étude de l'indépendance dans les théories dépendantes puis dans les théories NTP2, qui permet de généraliser les techniques de la théorie de la stabilité à un contexte très large englobant tous les exemples déjà connus. Le second est l'analyse détaillée de certaines classes de corps valués munis d'un opérateur et dont la théorie est NTP2 ; elle devrait conduire à des applications géométriques intéressantes et nouvelles. Le troisième est le transfert par Hrushovski d'idées venant de la stabilité à la combinatoire additive, par le biais de l'étude d'une dimension et d'une mesure sur des structures profinies, et aboutissant en une caractérisation par Breuillard, Green et Tao des sous-groupes approximés. Nous avons divisé notre projet en quatre tâches principales : 1.Théorie des modèles des corps valués et espaces de Berkovich ; 2.Applications à la géométrie algébrique et arithmétique ; 3.Structures pseudofinies, mesures et combinatoire additive ; 4.Méthodes de théorie des modèles et néostabilité (étude de phénomènes stables dans un contexte instable). Le rôle de la quatrième tâche est de poser les fondations théoriques communes : nous étudierons les théories NTP2, des sous-classes importantes, ainsi que des extensions à la logique infinitaire ou continue. La deuxième tâche est celle qui a été la plus étudiée, mais d'importantes questions restent encore ouvertes, que nous aborderons notamment avec les nouveaux outils théoriques développés pour les théories dépendantes et NTP2. Le but de la première tâche est de développer la théorie des modèles des corps valués avec structure additionnelle, en utilisant une élimination relative des quantificateurs ou bien la logique continue, et de comprendre la relation entre la catégorie des ensembles définissables dans des corps valués algébriquement clos et les espaces de Berkovich. La troisième tâche est la plus novatrice et audacieuse, car l'utilisation de la théorie des modèles en combinatoire additive est très récente. Nous étudierons les structures profinies et leurs mesures et dimensions d'un point de vue néostable, avec pour but des applications asymptotiques en combinatoire additive. Les quatre taches sont fortement liées : les structures algébriques ont aussi une facette géométrique, et les techniques développées dans le contexte de la quatrième tâche (pure) pourront être utilisées dans les trois autres (appliquées), et les mesures et dimensions sont sous-jacentes aux quatre thèmes. Nous voulons donc combiner les compétences en théorie des modèles pure de Lyon avec celles plus appliquées des logiciens d'Orsay et de Paris, et avec celles des algébristes, géomètres et combinatoriciens qui nous ont rejoint, dans un projet commun qui utilisera les quatre tâches de façon transversale : les exemples concrets permettront de formuler des principes abstraits qui amèneront à de nouveaux résultats théoriques, ceux-ci à leur tour produisant des nouveaux outils qui seront utilisés pour étudier des exemples bien précis, peut-être même dans des domaines d'applications entièrement nouveaux.