Projets

L'information quantique est un champ nouveau et en développement rapide depuis son apparition il y a une vingtaine d'années. Son objectif est l'exploitation des propriétés quantiques de certains systèmes physiques pour les communications et le calcul. La physique quantique ouvre des perspectives radicalement nouvelles dans le traitement et le transport de l'information, sans aucune analogie avec les technologies classiques de l'information. Les perspectives nouvelles sont, d'une part la possibilité de communications intrinsèquement sûres et d'autre part de puissances de calcul bien au-delà des performances accessibles aux architectures classiques. La principale propriété qui permet d'expliquer ces avantages est l'intrication quantique. Les démonstrations frappantes des protocoles de distribution de clés quantiques ou de téléportation quantique ont soulevé un fort intérêt, confirmant le potentiel de ces méthodes et l'impact très important que les phénomènes quantiques peuvent avoir sur les systèmes d'information. Ce projet porte sur cette thématique innovante et pluri-disciplinaire de l'information quantique, avec un accent particulier sur les propriétés fondamentales de l'intrication quantique et en particulier ses aspects multi-dimensionnels. Plusieurs aspects seront étudiés au cours du projet, et en particulier la génération d'états "hyper-intriqués" dans deux types de matériaux non-linéaires, les cristaux diélectriques et les guides d'ondes semi-conducteurs. Les cristaux diélectriques ont démontré leur efficacité à générer des états intriqués en polarisation, en fréquence ou sur leurs variables spatiales. Ces états seront utilisés pour démontrer et explorer de nouvelles propriétés de l'intrication à haute-dimension. Alors que les dispositifs semi-conducteurs sont généralement utilisés pour leur fort potentiel de miniaturisation et d'intégration, dans le cadre de ce projet, nous nous focaliserons sur leur capacité à générer des états intriqués en polarisation ou en fréquence originaux. Un des objectifs du projet est la démonstration expérimentale de ces propriétés. Ces expériences seront menées en lien constant avec des études théoriques de détection de l'intrication comme de protocoles de communication, de calcul ou de métrologie quantiques basés sur ces états. Il est bien connu que l'intrication à haute dimension peut bénéficier aussi bien à des protocoles de communication que de calcul quantiques. Cependant, jusqu'à présent, ces concepts ont été exploités dans le régime dit des variables discrètes alors que le régime des variables continues présente certains avantages distincts. Dans ce cadre, nous étudierons des protocoles basés sur ces états originaux, présentant de l'intrication entre deux (polarisation), quelques (modes spatiaux) et/ou une base continue de degrés de libertés (fréquence notamment). Tout au long du projet, un thème unificateur sera celui de la détection de l'intrication. Il est bien connu que celle-ci est définie comme la non-séparabilité des états quantiques. Pour identifier et quantifier l'intrication, le nombre de mesures et même de post-traitement classique croît très rapidement avec la taille du système. La détection de l'intrication pose donc des problèmes spécifiques en particulier pour les systèmes de haute dimension qui sont l'objet de notre étude. Ce projet binational bénéficiera des collaborations déjà existantes entre les partenaires, collaborations mises en évidence par un projet CAPES COFECUB et cours, plusieurs articles publiés ainsi que des échanges d'étudiants et de chercheurs en séjour post-doctoral. Une attention particulière sera portée à la diffusion des connaissances acquises, en particulier par l'intermédiaire de cours et d'ateliers scientifiques dans les deux pays.

Le puissant séisme de Tohoku qui s’est produit le 11 mars 2011 a déclenché un violent tsunami qui a détruit 600 km de littoral à l’Est du Japon et endommagé le système de refroidissement de plusieurs réacteurs de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi. Des radionucléides émetteurs gamma (principalement de l’iode-131, du césium-134 et du césium-137) se sont échappés du combustible nucléaire et ont été relâchés dans l’atmosphère. Ces radioisotopes ont la particularité de s’adsorber rapidement aux particules de sol ou aux sédiments. TOFU propose d’utiliser cette propriété pour étudier le transfert des particules contaminées dans des bassins versants jaugés situés dans la région contaminée de la Préfecture de Fukushima. Ce projet vise à étudier la distribution spatiale de ces radionucléides dans les sols de bassins versants montagneux et boisés où l’équipe de recherche sur l’érosion et l’hydrologie forestière du Professeur Onda (Université de Tsukuba) surveille depuis l’accident le transfert des radionucléides au sein de plusieurs parcelles et de bassins emboîtés (jusqu’à 1 km2). Ces sites expérimentaux sont équipés de stations de mesure (ex. pluie, débits, concentration en sédiments). En plus de ce suivi, le transfert des sédiments contaminés le long de la rivière Kuchibuto (drainant un bassin versant de ~ 500 km2) par une approche de traçage. Elle se basera principalement sur la mesure de l’activité des radionucléides émetteurs gamma. Les analyses d’échantillons en laboratoire seront associées à des mesures directes sur le terrain à l’aide de détecteurs portables qui sont déjà disponibles à l’Université de Tsukuba. Ce projet vise également à déterminer l’étendue des zones où des sédiments ont été charriés par le tsunami dans deux bassins côtiers de la région (~ 50 km2). Pour ce faire, nous combinerons l’analyse d’images satellite acquises avant, pendant et après la catastrophe, l’utilisation de détecteurs portables et l’analyse de carottes de sédiments prélevées dans la plaine côtière. En effet, les particules de sol exposées à l’air ambiant à cause du charriage généré par le tsunami doivent avoir été contaminées par les retombées de radionucléides provenant de Fukushima. Ce projet aborde plusieurs des sujets mentionnés dans l’appel Flash Japon (concernant les conséquences environnementales du tsunami et de l’accident de Fukushima) et qui ont besoin d’une « surveillance urgente sur le terrain ». Il bénéficiera de l’expertise confirmée et complémentaire des deux partenaires pour le suivi et la modélisation des bassins versants, le traçage des sédiments et l’interprétation de données de télédétection. L’équipe du LSCE apportera en particulier son expertise sur la contamination des sols dans un grand bassin versant de l’ouest de la Russie (2000 km2) après l’accident de Tchernobyl, en 1986. Cette étude permettra de mesurer et de comprendre la contamination des sols et des sédiments par les radioisotopes et leur transfert dans les rivières juste après la catastrophe. Cette étude pionnière est primordiale et constitue un préalable scientifique à la proposition des mesures de gestion des bassins versants afin de limiter autant que possible la propagation de la pollution et le potentiel de contamination durable de la chaîne alimentaire.

L'utilisation de circuits supraconducteurs dans le traitement de l'information quantique présente un avantage par rapport aux systèmes atomiques car ils sont facilement contrôlables électroniquement. Combinés aux circuits microondes, ils ont permis aux domaines de l'électronique et de l'optique quantique de se rejoindre. Cependant, que ce soit dans le domaine microonde ou dans le domaine optique, la génération et la détection de photons restent conceptuellement équivalentes: l'état quantique de photon est créé à l'aide d'un système quantique appelé qubit (un atome ou un circuit supraconducteur), et sa mesure se fait à l'aide du même qubit via l'absorption de "quanta d'énergie". Le fait que le qubit soit réalisé à l'aide d'un circuit électrique ne signifie pas que le photon microonde est assimilable au courant microonde parcourant le circuit. Une question inhérente au lien entre l'électronique et l'optique quantique demeure: quelle relation existe-t-il entre les degrés de liberté du conducteur (courant et tension) et ceux du champ électromagnétique (EM)? Ce projet a pour objectif l'étude de l'électrodynamique des conducteurs quantiques. Il vise à montrer que de tels conducteur pourraient être à la source d'une optique quantique photonique ou plasmonique. En effet, l'électrodynamique quantique de tels systèmes est pilotée par le transport électronique: les fluctuations du courant électrique au sein du conducteur à une fréquence donnée entraînent une émission de photons à la même fréquence. Le problème devient intéressant lorsque les photons émis résultent de la dynamique électronique propre au conducteur et plus particulièrement lorsque cette dynamique est d'origine quantique. Dans les conducteurs quantiques, cette dynamique peut être ainsi reliée au principe d'exclusion de Pauli, aux interactions coulombiennes ou encore à la cohérence de phase des ondes électroniques. Plus généralement , elle est décrite par un opérateur courant Î. L'approche expérimentale qui permet d'étudier le couplage entre Î et le champ EM consiste à observer les photons émis par un conducteur donné. De manière générale, les fréquences associées aux énergies caractéristiques du transport quantique appartiennent au domaine microonde. Puisque les conducteurs quantiques sont des nano-objets métalliques, le transport électronique couplé à la plasmonique, rend le domaine optique également accessible. Ainsi, une question relative à la théorie de la détection quantique se pose, indépendamment de la nature du couplage entre le courant et le champ EM: une mesure électronique microonde est elle équivalente à une mesure de photo-détection? Au cours des quatre dernières années, Bertrand Reulet et moi avons partiellement répondu à cette question en étudiant les fluctuations microondes du courant électrique dans une jonction tunnel. La mesure du troisième cumulant des fluctuations de courant dans le régime quantique hf >> k_BT a permis de valider une prédiction théorique. Ce projet vise à répondre à cette question dans le domaine optique. En effet, les mesures électriques dans le domaine microonde donnent directement accès à l'amplitude du champ électrique alors que les mesures dans le domaine optique correspondent à un comptage de photons. Par ailleurs, si le couplage entre le conducteur et son environnement microonde est bien contrôlé, le problème devient plus compliqué dans le domaine optique car l'émission de photons via les fluctuations de courant fait intervenir des excitations plasmoniques de surface. Nous aborderons l'ensemble de ces questions en étudiant la statistique des photons émis par le conducteur quantique le plus simple: la jonction tunnel. Nous proposons de mettre en place une mesure de coïncidences entre photons de fréquences différentes, analogue à l'expérience de Hanbury Brown & Twiss.

Les hétérocycles azotés représentent une part non négligeable des substances actives mises sur le marché. L’addition directe d’une amine sur une double liaison carbone-carbone non-activée que l’on appelle la réaction d’hydroamination est une approche très prometteuse pour le développement d’une méthodologie de synthèse de ces composés, plus économique et respectueuse de l’environnement. En effet, dans cette transformation, tous les atomes du substrat de départ sont transférés au produit réduisant ainsi considérablement les déchets. De plus, les amines et les oléfines employées sont des réactifs relativement bon marché, abondants et variés. Malgré des avancées significatives dans le domaine académique, de nombreux progrès sont encore nécessaires pour que l’hydroamination intramoléculaire devienne une méthodologie efficace avec un fort potentiel d'applications industrielles. Cette transformation a priori simple nécessite généralement un catalyseur, ce qui permet de contrôler la régiosélectivité et les stéréosélectivités de la réaction par une synergie appropriée entre le métal et le (les) ligand(s). Parmi les différents métaux utilisés pour catalyser la réaction d’hydroamination, le fer semble avoir le potentiel de satisfaire au mieux le « cahier des charges » pour que cette méthodologie concurrence les voies classiques et stœchiométriques de synthèse de ces composés hétérocycliques. Sa facilité de manipulation, sa faible toxicité, sa tolérance fonctionnelle, associées à un faible coût et une grande disponibilité lui confèrent, en effet, des atouts privilégiés vis-à-vis des métaux nobles ou des terres rares par exemples. Ce projet a précisément pour objectif de développer une méthodologie d’hydroamination intramoléculaire métallo-catalysée au fer. L’objectif à plus longue échéance, qui ne relève pas de cette proposition, est le développement d’une version asymétrique. A notre connaissance, il n’existe pas d’exemples de catalyse d’hydroamination au fer mettant en jeu des amines aliphatiques primaires ou secondaires. Dans ce projet, nous visons à combler ce vide en relevant le défi de développer des catalyseurs d’hydroamination, plus accessibles et plus efficaces que ceux connus de l'état de l'art pour la réaction d’addition intramoléculaire des amines aliphatiques primaires et secondaires sur des oléfines monosubstituées et 1,2-dialkyl-substituées. Pour cela, un criblage de précurseurs catalytiques à base de fer à différents degrés d’oxydation (de +III à –II), générés chimiquement ou électrochimiquement, sera réalisé pour la cyclisation de substrats modèles. La réactivité du centre métallique sera modulée, en particulier par des ligands de denticité et d’effets stéréoélectroniques différents et l'emploi de certains additifs (sels, acides de Brønsted). Le champ d’application de cette méthodologie à d’autres amines primaires et secondaires sera ensuite étudiée, en particulier celles dont la cyclisation est réputée difficile telles que les amines liées à des oléfines 1,2-dialkyl-substituées ou celles ne portant pas de substituants sur la chaîne aliphatique. Le potentiel synthétique de cette méthodologie sera aussi illustré à travers la préparation de briques moléculaires clés fonctionnalisées et de deux alcaloïdes. Au cours de ce projet, une étude mécanistique de la réaction catalytique sera entreprise à travers une étude cinétique, l’isolement et la caractérisation d’intermédiaires réactionnels. La mise en œuvre de cette méthodologie, son application synthétique ainsi que l'étude mécanistique devrait nous permettre d'incorporer cette méthodologie dans des procédés originaux de catalyse. C'est pourquoi, le but ultime de ce projet sera d'associer la réaction d’hydroamination à une réaction de couplage croisé dans une approche en tandem de multicatalyse au fer assisté par l’électrochimie.

La spectroscopie de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) constitue un outil unique pour la caractérisation de la structure et de la dynamique d’une large palette d’assemblages moléculaires. Les développements méthodologiques qui ont été effectués de manière continue, associés aux avancées accomplies dans le domaine des sondes et des spectromètres ont conduit à l’établissement d’une grande variété d’expériences de haute résolution qui ont ouvert la voie à la mesure précise d’un grand nombre d’interactions de spin. Ces observables sont particulièrement utiles pour contraindre les simulations les plus sophistiquées, qui permettent de décrire des entités et des processus chimiques complexes, à l’échelle atomique. Malheureusement, dans la plupart des systèmes qui intéressent la communauté scientifique de nos jours, la taille ou la complexité des architectures moléculaires qui sont sondées conduisent souvent à l’obtention de spectres surchargés, dont la résolution devient alors trop basse pour donner accès à tout son contenu analytique. Ni l’utilisation de spectromètres opérant à très haut champ, ni le développement de séquences combinant des impulsions sélectives ou non ne permettent de complètement résoudre ce problème. Dans ce contexte, nous avons récemment proposé de développer un concept original qui consiste en l’acquisition parallèle de différentes expériences, tout en utilisant une seule et même bobine de détection. Nous avons montré avec succès que cette approche pouvait être appliquée pour faire évoluer différents échos de spin sélectifs en différents endroits de l’échantillon RMN, ce qui a conduit à une édition complète du réseau de couplages spin-spin agissant autour d’un noyau sélectionné. Afin de prolonger ces résultats encourageants, ce projet de recherche vise à fournir au spectroscopiste RMN une nouvelle génération d’expériences de corrélation basée sur la mise en œuvre d’un encodage spatial d’échantillon. Premièrement, des programmes de simulations seront développés, qui auront pour objectif une évaluation du signal RMN, basée sur un calcul analytique de l’évolution des cohérences de spin résultant de l’application d’une séquence d’impulsions encodées par un gradient. Deuxièmement, en tirant parti notamment de cet outil théorique, nous nous concentrerons alors sur le développement méthodologique de nouvelles techniques haute résolution de corrélation qui s’inspireront de ce concept d’encodage spatial en fréquence de l’échantillon. Troisièmement, étant donné que cette spectroscopie avec encodage par gradient est intrinsèquement moins sensible que les autres expériences classiques en RMN, nous explorerons deux techniques qui constituent des alternatives crédibles pour améliorer la sensibilité de nos expériences. Parmi celles-ci, nous étudierons notamment dans quelle mesure le para-hydrogène peut être utilisé comme agent de polarisation dans nos dispositifs expérimentaux. Notre but ultime sera d’appliquer les expériences de haute résolution qui seront ainsi créées à l’étude de systèmes réputés difficiles à analyser à l’heure actuelle. Ces séquences seront d’abord incorporées dans un protocole d’analyse structurale qui sera employé pour déterminer la stéréochimie d’oligosaccharides synthétiques. Ensuite, nous évaluerons la capacité des expériences de refocalisation sélective encodées par gradient (G-SERF) à simplifier la visualisation énantiomérique, dans le cas de mélanges d’énantiomères dissous dans un solvant de type cristal liquide chiral. Enfin, nous nous concentrerons sur la question de la quantitativité de ces expériences (qui est un aspect essentiel en chimie analytique) dans le contexte d’une détermination précise d’excès énantiomérique.

Les systèmes thermoélectriques permettent la conversion directe d'un flux de chaleur en puissance électrique, quelle que soit la nature de la source de chaleur. Ils peuvent donc constituer une voie efficace de valorisation de sources de chaleur perdue, par exemple dans les circuits d'échappement automobile, les incinérateurs d'ordures, (...) par production d'électricité propre. Jusqu'à présent, le principal facteur limitant pour l'utilisation de ces systèmes était leur rendement de conversion, trop faible pour qu'ils puissent être utilisables dans des applications à grande échelle. Cependant dans les deux dernières décennies, un effort de recherche important a été dirigé vers le développement de nouveaux matériaux plus performants. Cela c'est traduit notamment par une augmentation rapide du nombre de brevets déposés annuellement en rapport avec la thermoélectricité. L'efficacité d'un matériau thermoélectrique augmente le "facteur de mérite" thermoélectrique ZT augmente, celui-ci étant défini comme ZT = S²T/rl, avec S le coefficient Seebeck ou pouvoir thermoélectrique, r la résistivité électrique, et l la conductivité thermique. On considère généralement que la valeur minimale de ZT à atteindre pour qu'un matériau soit intéressant pour des applications est 1. Par exemple, un facteur de mérite égal à 1 pour les deux constituants, type n et type p, d'un module de conversion thermoélectrique idéal, pourrait permettre de valoriser 10% de la chaleur perdue dans le circuit d'échappement de camions, ce qui pourrait permettre d'économiser de l'ordre de 3 000 litres de carburant par camion par an. Ces dernières années, plusieurs familles de matériaux ont été développées avec des valeurs maximum de ZT>1, donc notamment les skutterudites ou les siliciure de magnésium, ... Une fois utilisés dans des modules thermoélectriques, ces matériaux ont permis d'obtenir des rendements de conversion de l'ordre de 10% en laboratoire. Cependant malgré ces développements, le besoin de nouveaux matériaux plus performants se fait toujours sentir. Au cours de années 1990s et 2000s, les matériaux de type oxychalcogénures, de formule générale RCuChO (R = cation trivalent, Ch = S, Se ou Te) ont été très étudiés, dans un premier temps comme possible composés parents pour de nouveaux supraconducteurs à haute température critique, et ensuite principalement en couches minces comme matériaux de type conducteurs transparents de type p, avec des applications possibles en optoélectronique. Au début de l’année 2008, une activité de recherche importante a vu le jour consacrée à l’étude d’une nouvelle famille de matériaux supraconducteurs, les « oxypnictides ». Suite à la découverte de la supraconductivité dans ces matériaux, nous avons initié des recherches exploratoires dans ce domaine. Nous avons été les premiers à montrer que ces matériaux, en plus de leur caractère supraconducteur, présentent des propriétés thermoélectriques prometteuses. Leur coefficient Seebeck peut être supérieur à 120 µV.K-1 au voisinage de 100K, avec une résistivité électrique faible. De ce fait, dans la gamme de température de l’azote liquide, leurs propriétés de transport électrique ne sont pas très éloignées de celles des meilleurs matériaux basés sur des alliages Bi-Sb. Suite à ces résultats, nous avons étendus nos travaux de recherche à la famille des oxychalcogénures, et nous avons découverts que ces matériaux présentent des propriétés thermoélectriques très prometteuses dans la gamme 400°C-650°C. Ce projet concerne donc principalement l'étude des propriétés thermoélectriques des matériaux de type oxychalcogénures, avec pour but d'une part de confirmer leur potentiel comme nouveaux matériaux thermoélectriques, et d'autre part d'optimiser leurs propriétés afin de les rendre utilisables dans des applications de conversion de flux de chaleur en puissance électrique.

L’étude de nanostructures magnétiques soulève ces dernières années des intérêts vifs et divers tant du point de vue de l’originalité des phénomènes physiques rencontrés que de la variété des applications potentielles. Son développement récent, visant à obtenir un contrôle électrique des propriétés magnétiques est emblématique de cette concomitance d’avancées en physique fondamentale et appliquée. Il ouvre la voie à la conception de dispositifs de spintronique ne nécessitant plus l’application d’un champ magnétique. Jusqu’à maintenant, dans ce domaine de recherche, il était principalement question de manipuler l’aimantation de nanostructures ferromagnétiques. Récemment, des études théoriques ont suggéré qu’il était aussi possible de contrôler l’ordre magnétique dans des antiferromagnétiques (AF) grâce à un champ électrique ou un courant, et ceci d’une manière bien plus efficace qu’avec des ferromagnétiques. Les antiferromagnétiques pourraient donc dorénavant jouer un rôle actif dans les nanostructures complexes où ils ne constituent actuellement que des couches auxiliaires. Le projet ELECTR-AF vise à explorer les mécanismes physiques à la base du contrôle électrique de l’ordre antiferromagnétique. Pour en élucider les phénomènes intrinsèques, nous nous concentrerons sur l’étude de systèmes modèles. Nous nous intéresserons ainsi à des hétérostructures à base de films minces épitaxiaux de Cr, l’ordre AF du Cr volumique étant bien caractérisé et facile à manipuler. Les échantillons de Cr de bonne qualité cristalline présentent un ordre magnétique du type onde de densité de spin (ODS), dont la période est incommensurable avec celle du réseau cristallin. Ces couches AF seront incluses dans des hétérostructures modèles : nous ferons croître des tricouches épitaxiées formées d’un métal bcc/barrière de MgO/métal bcc (le Cr constituant l’une des deux couches métallique). Ce type de système a été déterminant dans la compréhension détaillée du transport tunnel polarisé en spin, et nous pourrons ainsi profiter des connaissances accumulées pour notre étude du transport polarisé en spin dans les AF. Dans un premier temps, nous procéderons à une étude approfondie des propriétés magnétiques de films minces de Cr et de l’interface Cr/MgO afin d’enrichir notre connaissance du système. Nous adopterons ensuite deux stratégies distinctes pour manipuler l’ordre magnétiques des couches de Cr : - Nous appliquerons une tension sur la couche de MgO pour créer une accumulation de charges à l’interface Cr/MgO. Connaissant la sensibilité du Cr au dopage, nous escomptons une modification de la période de l’onde de densité de charge dans le Cr. - Nous ferons circuler un courant polarisé en spin dans une couche de Cr. Nous voulons observer des effets de couple de transfert de spin, matérialisés par le retournement ou la précession du vecteur d’ordre du Cr. Des mesures par diffraction et magnétotransport nous permettrons d’étudier la modification de l’ordre magnétique du Cr avec une perturbation extérieure. Un des défis de ce projet est de parvenir à caractériser l’ordre magnétique du Cr. La diffraction de neutron, qui donne accès directement aux propriétés de l’ODS (direction de propagation, période et polarisation), est pour ce faire l’outil idéal. Ce projet nous apportera les moyens de repousser les limites de cette technique. Nous ferons aussi appel à des techniques utilisant le rayonnement synchrotron, et bénéficierons des tout derniers développements en microscopie électronique. Les aspects expérimentaux de ce projet sont certes très ambitieux mais à la lumière des tests de faisabilité déjà effectués et des développements récents dans ces différentes techniques, nous sommes très optimistes quant à leur réalisation.

Nouvelles formes de budgétisations, mesure de la performance, rémunérations liées à la performance, introduction de tableaux de bord, externalisation de certaines activités, etc. : depuis une trentaine d’années, à l’instar de nombreuses organisations publiques, des normes, outils, méthodes issus du management ont été introduits dans les organisations policières. Ce projet s’attache à analyser comment la managérialisation transforme la police en France et en Grande Bretagne. Ces nouvelles techniques et normes n’ont pas des effets mécaniques sur les administrations publiques en général et les polices en particulier. Ces dernières sont certes des organisations hiérarchisées, mais elles sont connues pour être particulièrement résistantes aux tentatives de changement venant de l’extérieur. Ce travail propose donc une sociologie politique comparée de la fabrique et de la mise en oeuvre des réformes en France et en Grande Bretagne (plus précisément en Angleterre et au Pays de Galles, l’Ecosse ayant des règles d’organisation du travail policier légèrement différentes). Ce faisant, on souhaite interroger la possible convergence entre ces deux pays, du point de vue tant de la façon dont les polices sont gouvernées que des modes de définition du travail policier et du rapport entre police et population. Un tel projet souhaite donc contribuer aux champs de connaissance suivants : - comment un service public essentiel, la police, s’approprie, traduit, contourne éventuellement, les normes et techniques issues du management. Il s'agit d'analyser ce que l’introduction des outils de mesure de la performance fait à la police : dans quelle mesure la diffusion de ces instruments transforme l’activité policière, les modes de commandement internes, les modes de justification de l’action, mais également les relations entretenues avec l’extérieur ? En retour, cette recherche souhaite s’attacher à comprendre ce que la police fait aux indicateurs de performance : Comment les différents niveaux de la hiérarchie policière, les différents métiers, avec leurs intérêts et représentations spécifiques contribuent-ils à en redéfinir le sens ? - Comment les polices évoluent dans deux pays ayant connu des trajectoires historiques différenciées au regard des relations entre police, Etat et populations. Il s'agit de comparer deux systèmes de police ayant connu des trajectoires institutionnelles différentes (et incarnant, parfois de façon exagérée, des modèles policiers différents) mais ont connu des enjeux similaires : reconfigurations institutionnelles, tensions police/population, notamment avec les minorités. La question posée est ici celle de la convergence des politiques policières. L’analyse se déroulera donc à un double niveau : - Au niveau national : l’objectif consistera à examiner la définition et l’usage des indicateurs de performance, en analysant les configurations de pouvoir entre différents types d’acteurs (professionnels, administratifs, experts, politiques), les idées dont ils sont porteurs, ainsi que le style décisionnel (concerté ou non). Nous envisagerons la capacité des autorités centrales à guider, assister, réorienter la réforme. Dans cette perspective, il faudra se demander quelle est la nature (plus ou moins centralisée) de la conception et du pilotage des réformes managériales. - Au niveau local : l’analyse portera sur les appropriations des réformes managériales au sein de polices locales. Nous proposons d’analyser comment les réformes sont conduites dans deux polices britanniques et deux directions départementales de sécurité publique en France. Trois méthodes de recherche seront mobilisées : collecte de documents, entretiens semi-directifs et observation directe.

L'épigénétique consiste en l'étude des modifications héritables de l'expression des gènes, non liées à un changement de séquence ADN. Même si la définition est simple, les mécanismes impliqués dans les modifications épigénétiques et la dynamique de la chromatine sont complexes et très étudiés, notamment chez les plantes modèles comme Arabidopsis. De récentes analyses, basées sur des techniques à haut débit, ont permis de révéler le paysage épigénétique d'Arabidopsis, comme les variations de méthylation de l'ADN, les modifications des histones, ou l'abondance des petits ARN, ainsi que le polymorphisme épigénétique des régions transcrites de différentes accessions. Les études s'intéressant à la variabilité naturelle des plantes se sont focalisées sur les variations de séquences, mais peu de chose sont connues sur le rôle de la machinerie épigénétique dans ce processus. Pour mieux comprendre l'importance des altérations épigénétiques héritables au sein des populations naturelles, il nous faut désormais isoler de nouveaux épiallèles. A l'IJPB, plusieurs groupes s'intéressent à la variabilité naturelle chez Arabidopsis, comme source de biodiversité. Plusieurs loci à effet quantitatif (QTL) responsables de ces variations ont été identifiés ainsi que les gènes correspondant. De manière intéressante, de nouveaux gènes ont également été identifiés, pour lesquels le polymorphisme observé au niveau nucléotidique, dans les accessions parentales, ne peut pas expliquer le phénotype des lignées recombinantes (RIL). L'objectif de ce projet est de caractériser ces épivariants naturels qui présentent des phénotypes, et également de comprendre les mécanismes moléculaires mis en jeu. La première partie du projet consistera en l'étude d'un épiQTL, SG1. Nous pensons que la protéine SG1 est impliquée de manière directe ou indirecte dans le contrôle épigénétique de certains loci, y compris de SG1 lui même. Des premiers résultats ont montré que SG1 est plus méthylé chez certaines accessions. L'analyse des profils de méthylation de l'ADN et des modifications des histones sera poursuivie. Nous identifierons les partenaires de la protéine SG1, sa localisation cellulaire et ses cibles. Enfin, nous caractériserons les épimutants générés dans un contexte sg1 puisque des mutants T-DNA sg1 ont des phénotypes stochastiques apparaissant après plusieurs générations, faisant penser à des épimutations. La seconde partie du projet consistera en l'étude d'une incompatibilité résultant du croisement entre Sha et Col. Des premiers résultats ont révélé qu'il existe un polymorphisme de méthylation entre ces accessions à un locus du chromosome 5 (gène AtFOLT1: transporteur de folate). Cela est lié à un second locus au chromosome 4 (AtFOLT2) qui est à l'origine de la méthylation au chromosome 5 chez Sha. D'abord, nous caractériserons les structures moléculaires particulières (tels que les tandems répétés) qui existent aux loci incompatibles de différentes accessions. Nous déterminerons si ces loci sont capables d'induire de la méthylation de novo et nous déterminerons les voies moléculaires qui contrôlent ces variations épigénétiques. Depuis la soumission de ce projet en 2010, nous avons détecté des petits ARN ciblant AtFOLT1 que nous caractériserons dans d'autres accessions. Enfin, de récentes données montrent que les voies de synthèse des petits ARN peuvent différer entre certaines accessions. Nous avons identifié des QTL d'expression (eQTL) dans deux populations de cartographie. Nous développerons ce projet très prometteur. Nous pensons être bien positionné pour caractériser ces nouveaux épivariants naturels avec une combinaison d'expertise en épigénétique et la découverte de ces épivariants au sein des populations naturelles. Ce projet permettra d'identifier de nouvelles voies qui émergent dans les projets 'variabilité naturelle' et qui conduiront à la découverte de nouveaux exemples de mécanismes épigénétiques régulant l'expression des gènes et transmis entre générations.

La recherche est aujourd'hui très riche et active sur le sujet des nanofils semiconducteurs, car elle présente un intérêt considérable tant pour ses aspects fondamentaux que pour les futures générations de composants électroniques et optoélectroniques, de capteurs, de cellules solaires, et de nano-sources d'énergie. Les progrès réalisés ces dernières années sur les techniques d'élaboration et de caractérisations à l'échelle nanométrique ont permis de commencer à confronter les observations et les mesures expérimentales aux modèles théoriques. Aujourd'hui nous disposons, au sein de la communauté française, de tous les outils nécessaires à une étude approfondie sur le sujet du dopage et du transport dans les nanofils semiconducteurs. Bénéficiant de ce contexte, notre ambition est d'évaluer et de comprendre les relations complexes entre le dopage, la basse dimensionnalité, les effets de surface et les propriétés de transport. Pour cela l'on s'appuiera sur des études structurales, optiques et électriques à l'échelle nanométrique, ainsi que sur des calculs ab initio. Pour aborder cette problématique, le cas du dopage des nanofils d'oxyde de zinc (ZnO) a été choisi dans ce projet, avec en particulier, le verrou technologique du dopage p dans ZnO. Le projet MAD-FIZ a pour objectif de répondre à des questions de fond concernant le transport dans les nanofils semiconducteurs, notamment la possibilité d'améliorer l'efficacité du dopage via la réduction de taille et les effets de surface développée. Six partenaires, complémentaires dans leur domaines de compétence forment le consortium : le GEMAC (Groupe d'Etude de la Matière Condensée), le GPM (Groupe de Physique des Matériaux), l'INL (Institut des Nanotechnologies de Lyon), l'Institut Néel, le CEA-LETI et le CEA-DEN. MAD-FIZ doit ainsi profiter des outils et méthodes de nano-caractérisation les plus avancés, et des techniques d'élaboration des nanostructures les plus pointues. Les nanofils de ZnO seront réalisés par la technique d'épitaxie en phase vapeur par décomposition d'organométalliques (MOVPE / MOCVD), et l'on étudiera l'incorporation des dopants via plusieurs procédés : in situ (durant la croissance), ou ex situ par diffusion des impuretés dans les nanofils à partir d'une phase gazeuse ou d'un verre dopant appelé "spin on dopant (SOD)". La sonde atomique tomographique révèlera la distribution spatiale des dopants. Leurs signatures optiques informeront aussi sur l'incorporation et leurs propriétés. La technique SCM (Scanning Capacitance Microscopy) sera développée pour accéder à une mesure locale du type et de la concentration des porteurs. Des expériences de transport dans un nanofil unique seront menées, incluant des mesures I(V), C(V), DLTS (Deep Level Transient Spectrocopy), cathdoluminsecence couplée EBIC (Electron Beam Induced Current). En parallèle, les calculs ab initio fourniront des informations importantes sur la contribution et les effets de la surface, et aideront à la compréhension des phénomènes expérimentaux observés. Enfin, concernant la question fondamentale de la relation entre dopage et basse dimensionnalité, l'objectif ambitieux du projet MAD-FIZ est l'obtention des structures nanofils radiales et/ou axiales électroluminescentes, réalisées à base de jonctions p-n ZnO.

Ce projet concerne l'étude et le développement de suspensions de nanoparticules anisotropes colloïdales en phase aqueuses (ACSN) et leur utilisation dans différentes technologies optiques. Ces matériaux ont des propriétés électro-optiques assez similaires à celles des cristaux liquides : En phase isotrope, l'application du champ électrique dans le cas de nanoparticules de type Beidellite ou des champs électriques et magnétiques pour la goethite, induit de l’anisotropie, si bien que ces matériaux peuvent être comparés au nano-PDLC (nano gouttelettes de cristaux liquide dispersé dans du polymère). L'objectif principal du projet est donc de démontrer que l'utilisation de ces matériaux peut déboucher sur un saut technologique dans différents domaines d’application de l’optique tels que les réseaux de communication optiques, les capteurs optiques, laser, métrologie optique, etc. Dans les différents domaines cités, beaucoup de fonctions optiques ne nécessitent pas des temps de réponse très courts. Citons par exemple, la reconfiguration et la restauration des réseaux de communication optiques dont les temps de réponse sont de l’ordre de 50 ms, les fréquences de balayage en longueur d’onde des sources pour les capteurs à filtre de Bragg , de l’ordre de quelques kHz, etc. Pour réaliser ces fonctions, les ACSN (en forme de bâtonnets ou disques) sont des matériaux à fort potentiel, qui de plus, n'ont jamais été étudiés dans ce contexte et offre la possibilité de réaliser une technologie bas-coût. Les ACSN possèdent également des avantages déterminants par rapport à d'autres technologies existantes: faible valeur du champ électrique appliqué, importante biréfringence induite, faibles pertes de diffusion, quasi insensibilité aux variations de température et ne nécessitant pas de film d'alignement. En outre, la technologie cristal liquide qui a déjà été développée semble être totalement compatible avec l'utilisation des ACSN. Une première étape consistera en la synthèse et l'optimisation de différents types de nanoparticules anisotropes (goethite synthétiques ou des argiles naturelles) ou de nature polymérique. Dans un deuxième temps, les suspensions colloïdales en phase aqueuses de ces nanoparticules seront formulées et leurs diagrammes de phase sera déterminé. Une étude complète et détaillée des propriétés électro-optiques des suspensions colloïdales sera ensuite effectuée. Les paramètres pertinents comme la biréfringence induite par un champ, le dichroïsme, les pertes optiques, et les temps de réponse y seront mesurés en fonction des propriétés physiques des suspensions. Pour comprendre le mécanisme sous-jacent, responsable de la susceptibilité géante mesurée en appliquant un champ électrique, des suspensions d’ellipsoïdes synthétiques en polymère seront synthétisées et étudiées. Les matériaux seront enfin étudiés pour évaluer les différentes applications possibles: le premier type de dispositif de test est un déphaseur spatial pour des applications en espace libre tels que les interféromètres (Mach-Zehnder, Fabry-Perot), ligne à retard optique. Le deuxième type de dispositifs se situe à un niveau plus élevé d'intégration technologique en utilisant des fibres microstructurées pour réaliser des fonctions optiques comme des filtres accordables, mais aussi des contrôleurs de polarisation fibré. Enfin, des composants fortement intégrés permettant de réaliser des fonctions de filtre mais aussi des LASER accordables, seront testés avec ces suspensions. Ces étapes technologiques sont cruciales pour valider l’utilisation des suspensions dans les différentes technologies optiques actuelles. On peut noter également que ces matériaux n'ont aucune toxicité.

Les mesures électriques locales en microscopie à force atomique (AFM) sont devenues un outil incontournable, aussi bien pour la caractérisation de matériaux, structures et dispositifs à une échelle de plus en plus réduite, que pour des études à caractère plus fondamental des propriétés de nanostructures et nano-objets. C’est la raison pour laquelle les partenaires du consortium (LGEP, UMPhy CNRS-Thales, CSI) avaient proposé dans le cadre de l’appel 2006, un projet "ALICANTE" centré sur un instrument, le "Résiscope", permettant de réaliser l’imagerie électrique locale en mode contact sur une très large gamme de résistance. Ce projet, qui s’est achevé en septembre 2010, a vu ses trois objectifs pleinement atteints : les performances instrumentales de l’appareil ont atteint plus de 11 décades, ce qui est unique au niveau mondial ; une application originale de nanolithographie sub-10nm a été développée, donnant lieu à de nombreux travaux de recherche de haut niveau (Garcia Nature 2009, Bernand Nature Phys 2009, Barraud Nature Phys 2010, Ruotolo Nature Nano 2009); enfin, la mise au point d’une version commerciale a abouti à la mise sur le marché réussie de l’instrument fin 2009. L’ANR a salué dans son appréciation finale un projet qui « constitue une référence en termes de réalisations scientifiques et de transfert industriel ». Même si l’extrême sensibilité du Résiscope permet d’opérer avec une très faible force d’appui pointe/surface, cette force reste exercée en continu tout au long du balayage (mode contact), ce qui peut endommager les échantillons mous. L'objectif principal du présent projet est donc de modifier l’appareil afin de pouvoir travailler en mode contact intermittent et ainsi élargir son champ d’applications à l'étude de matériaux mous (électronique moléculaire, biologie…), ou de nano-objets fragiles et/ou faiblement ancrés, pour lesquels on constate un fort accroissement de la demande de caractérisations électriques locales. Cet objectif se situe donc bien au-delà d’une nouvelle amélioration des performances : il s’agit d’une révision en profondeur des principes de l’instrument, permettant son adaptation à des conditions opératoires radicalement différentes et beaucoup plus complexes. Dans la continuité de la philosophie du projet ALICANTE, ce projet s’articule autour de 3 axes : un fort cœur de développement instrumental conduit par le LGEP (partenaire 1 et coordinateur), laboratoire à l’origine de l’actuel Résiscope, couplé à un axe applicatif ambitieux centré sur une recherche de pointe sur les matériaux moléculaires, porté par l’UMPhy (partenaire 3), qui motive les avancées instrumentales et bénéficiera largement de leurs retombées, et un axe de valorisation, porté par la TPE CSI (partenaire 2), dans un secteur très concurrentiel et en rapide évolution comme celui de la microscopie en champ proche. Un module Résiscope optimisé pour le mode intermittent sera d’abord obtenu par une succession de modifications du module actuel (LGEP). A l’issue de ces développements, les différents points clés de conception d’un nouveau module dédié aux mesures en mode intermittent guideront le développement du nouveau module IC-Résiscope (Intermittent Contact Resiscope), constituant l’étape la plus innovante du projet. Les résultats feront l’objet d’un transfert de technologie à CSI qui réalisera des prototypes intégrés des différents modules. Ces prototypes permettront de disposer au plus tôt de versions commerciales. Tout au long du projet, les évolutions instrumentales seront validées par des essais menés en partenariat avec l’UMPhy aussi bien sur des échantillons de référence réalisés spécifiquement (couches moléculaires ultra-minces) que sur des échantillons de recherche en spintronique moléculaire. L’étude d’échantillons « recherche » par l’UMPhy permettra d’élargir le champ d’évaluation de l’instrumentation tout en bénéficiant de progrès instrumentaux susceptibles de donner lieu à des avancées scientifiques de premier plan.

Nous proposons de développer des méthodes théoriques ainsi que des simulations numériques pour traiter, de façon unifiée, l'émission de fluorescence et la diffusion Raman dans des systèmes hybrides formés d'une molécule organique chimisorbée sur une nano-particue d'oxide métallique, qui se comporte comme un semi-conducteur. Cette étude poursuit un double objectif: la compréhension des processus qui donnent lieu à l'exaltation de la réponse Raman dans ces semi-conducteurs où l'excitation de résonance plasmon localisée est absente, d'une part, et ceux d'échange de charge photo-induit qui sont les précurseurs de l'effet photovoltaïque, d'autre part. Le système particulier que nous considérons est formé de la molécule de dopamine adsorbée sur du TiO2, dont les propriétés en termes d'exaltation de la réponse Raman mises en évidence très récemment expérimentalement, en fait un candidat prometteur pour des applications dans le domaine des bio-senseurs. Ces deux processus doivent être considérés conjointement car le processus Raman qui n'est pas résonant sur la molécule seule, ou la nano-particule isolée, le devient sur le système hybride, offrant ainsi la possibilité d'en peupler les états électroniques excités. Notre approche théorique consiste à obtenir la section efficace des deux processus en calculant la fonction d'auto-corrélation du dipôle dont l'évolution temporelle est gouvernée par l'équation de Liouville-von Neumann. Pour résoudre cette équation, nous envisageons de séparer le système molécule-nanoparticule en deux sous-systèmes. Le premier, formé de la molécule et d'un petit agrégat d'oxide métallique, sera décrit par un formalisme quantique complet. Le second est considéré comme un environnement induisant la relaxation du premier sous-système. Les états électroniques fondamental et excités du premier sous-système seront obtenus par des calculs de fonctionnelle de la densité dépendant du temps (TD-DFT). Le couplage entre les deux sous-systèmes sera traité soit à l'aide de Hamiltoniens modèles, soit en étudiant la dynamique de l'oxide métallique par TD-DFT.

The proposed research is an effort to understand the role of non-covalent interactions in formation of secondary structures in biological systems, and the selective sequestration of ions. The focus will be on understanding how intermediate configurations, of higher energy, ultimately reach the ground state configuration, a process analogous to protein folding, going from a collapsed and/or denatured state to the native structure. This will be accomplished through by a combined experimental and theoretical investigation of ion-molecule complexes, partially hydrated, that exhibit a variety of structural conformers. Newly developed experimental methods, combining mass spectrometry and infrared laser spectroscopy, will be used to identify and characterize the molecular configurations of these systems. State-of-the-art theoretical methods, density functional theory combined with molecular dynamics (DFT-MD), will be applied to these systems to characterize the energy barriers between different configurations and the pathways over these barriers connecting them. Anharmonic vibrational spectra will be obtained from DFT-MD, compared to the experiments, and the band assignments will provide a detailed microscopic interpretation of the experimental features, and will provide final assessments of conformations experimentally probed. Initial studies will target solvated cations and anions in order to map out potential energy surfaces and to develop/refine the combined experimental/theoretical approach. Next, specific molecules of biological interest: n-methyl acetamide (a model for the protein backbone), amino-phenyl ethanol (a model neurotransmitter), and serotonin (a neurotransmitter) will be investigated. The selective sequestering of mono and divalent ions of biological interest, Na+, K+, Mg2+, and Ca2+, as well as environmental interest, Cs+, I-, and Sr2+, with specific ionophores in a hydrated environment will also be studied. More broadly, mono and divalent ions are ubiquitous in biological systems, they are involved in wide range of functions and play important roles in the structure of proteins, RNA and DNA. Environmental remediation is also of particular interest in light of safety concerns associated with nuclear facilities, world-wide. The experiment developed in the Lisy group is unique and brings a new possibility of detailed conformational mapping of clusters’s conformers and energy barriers, within the gas-phase community. By combining mass spectrometric methods with infrared laser spectroscopy, Prof. Lisy helped pioneer the field of ion cluster spectroscopy. Prof. Lisy’s insistence that cluster internal energy (or effective cluster temperature) is crucial to understanding cluster structure and conformation has changed the way the others in the field now approach these systems. The Gaigeot group brings originality in the emerging field of DFT-MD to the experimental facets of the research that desperately need accurate anharmonic vibrational frequencies, potential energy barrier heights and vibrational energy relaxation. The expertise of the group in theoretical spectroscopy using MD simulations and its coupling to action spectroscopy experiments is unique in Europe. The association between the two groups will bring novelty and excellence to the domain of vibrational spectroscopy of strongly anharmonic molecular ions. This proposal aims to develop a new cadre of young scientists, with the knowledge of experimental methods to probe fundamental issues in biological and environmental issues, and equipped with modern theoretical approaches that go beyond implementing computational software packages. The collaboration and exchange between the groups at the University of Illinois and the University of Evry will make this possible.

Le projet AITOILES regroupe cinq acteurs majeurs de la production française d’hydrogène par électrolyse PEM de l’eau. Il a pour objectif de développer et d’évaluer les potentialités de concepts très novateurs au niveau des composants de cœurs d’électrolyseurs PEM utilisés pour la production d’hydrogène électrolytique afin d’augmenter les rendements de production d’hydrogène tout en réduisant les coûts de ses composants. La réduction voire la suppression des teneurs en métaux nobles dans les couches électroactives est un élément important de réduction des coûts. Une première approche consistera, côté anodique, à développer des catalyseurs bi ou trimétalliques, avec insertion d’éléments non nobles moins onéreux. Différentes méthodes de synthèse seront utilisées par le laboratoire CNRS du LACCO à Poitiers pour atteindre cet objectif. Une seconde approche consistera à développer des catalyseurs non-conventionnels. Des composés à base de macromolécules métalliques développés par l’université d’Orsay – Paris sud et CETH2 seront ainsi utilisés comme catalyseurs des réactions de dégagement d’oxygène ou d’hydrogène. Un autre objectif du projet AITOILES sera d’augmenter la pureté de l’hydrogène produit. Des matériaux alternatifs aux membranes perfluorosulfonées conventionnelles de type Nafion® seront développées par le CEA - Le Ripault (Tours). Le projet prévoit notamment l’étude de membranes nanocomposites lamellaires et de membranes hybrides phosphonées. Tous ces matériaux innovants seront utilisés pour fabriquer des assemblages membrane électrodes (AME) à l’aide de procédés d’impression maîtrisés par le CEA-LITEN (Grenoble) Des encres catalytiques seront préparées et leur composition sera optimisée. Différents procédés d’impression industriels seront utilisés pour déposer ces encres sur les membranes. Ce travail s’appuira sur un savoir faire déjà solidement établi au sein du Consortium dans le domaine des PEMFC en matière de procédés de fabrication. Des AME totalement innovants, performants et à bas coûts pourront alors être fabriqués puis caractérisés lors d’essais d’électrolyse de l’eau par les différents partenaires en monocellule selon des protocoles précis. Les composants développés ne devront pas seulement être performants mais aussi endurants pour des applications de couplage aux énergies renouvelables. Des essais de durabilité (>1000 h) sont ainsi prévus dans le projet par CETH2 et HELION. Les protocoles de test devront également permettre de simuler des profils de courant produit par des sources d’énergie intermittentes (photovoltaïques ou éoliennes) afin d’étudier le comportement des composants dans des applications correspondant au couplage direct des électrolyseurs à ces sources d’énergie alternatives. Des études de dégradation des composants à différentes échelles: sollicitations mécaniques des membranes, cyclages des catalyseurs, étude de la pureté de l’eau sur les cœurs d’électrolyseurs seront également réalisées au cours du projet AITOILES Enfin, la réalisation d’essai en grande surface par CETH2 permettra d’évaluer et de démontrer la faisabilité de la mise à l’échelle pré industrielle des composants et des procédés de fabrication développés dans le projet.

Le projet est proposé dans le cadre de l’Appel à Projets de l’Agence Nationale de la Recherche « Production Renouvelable et Gestion de l’Electricité » (PROGELEC). Il consiste à développer un procédé de fabrication de cellules solaires photovoltaïques (PV) bifaciales à haut rendement à partir de substrats de silicium type n monocristallin. Le partenariat implique: - le laboratoire LCP (CEA-INES) spécialisé en R&D cellules PV en silicium cristallin, - le laboratoire CNRS IEMN, spécialisé dans l’élaboration de couches minces, - le laboratoire CNRS IneSS, spécialisé dans les traitements laser de couches minces, - l’industriel OM group spécialisé dans les procédés chimiques, notamment d’électro-dépôt, - l’institut Lavoisier Versailles (CNRS) spécialisé dans la caractérisation des couches métalliques et en électrochimie fondamentale des semi-conducteurs et des métaux . Les cellules photovoltaïques fabriquées sur silicium de type n Cz (élaboration Czochralski) ne présentent pas de phénomène de dégradation sous éclairement (à l’origine d’une baisse des performances des cellules de type p). Ce matériau présente également des durées de vie de porteurs minoritaires supérieures liées à une moindre sensibilité vis-à-vis des impuretés métalliques. A travers ce matériau, le développement puis transfert du procédé sur une ligne industrielle permettra la fabrication de cellules photovoltaïques dont le rendement sera à la fois plus élevé (>20%) mais aussi plus stable que celui offert par la filière industrielle actuelle. Le caractère innovant du procédé sera lié aux briques technologiques spécifiques de dopage, passivation, et métallisation. Le projet vise à lever les verrous qui limitent le rendement de cette technologie ainsi que son industrialisation (freinée notamment par un coût élevé des métallisations traditionnelles par sérigraphie). Le LCP dispose d’ores et déjà d’un procédé type n offrant des rendements dépassant les 19% sur substrat Cz de surface 148.6cm². Dans le cadre de ce projet, une première phase de développement a pour objectif d’atteindre des rendements de 20% grâce aux améliorations des briques de dopage et passivation. La métallisation par sérigraphie a un impact néfaste sur le courant de court-circuit (perte par ombrage) et sur la tension de circuit ouvert (pertes par recombinaisons sous les contacts) de la cellule. Le remplacement des métallisations traditionnelles par des métallisations avancées doit permettre de réduire le coût du procédé tout en améliorant les performances de la cellule. Dans le cadre de ce projet une métallisation impliquant une couche d’accroche de nickel, combinée à une recharge électrolytique de cuivre est envisagée. Cette seconde phase de développement a pour objectif d’améliorer les performances des cellules à un niveau de rendement de 22% sur grande surface tout en réduisant le coût du procédé (économie de matière première). Le caractère bifacial de cette architecture de cellule constitue un second levier pour le développement d’une technologie de cellules économique. En effet, en fonction de l’installation des modules élaborés avec ce type de cellules, il est possible d’atteindre des gains en puissance de 30% par rapport à des modules classiques. Qui plus est, l'architecture envisagée est particulièrement adaptée à l'utilisation de substrats minces (jusqu'à 100µm) de part la forte réduction des contraintes mécaniques au niveau des métallisations.

L’objectif global du projet Vision est de proposer des accumulateurs Li-ion pour l’application stockage de l’énergie associé aux énergies renouvelables avec une durée de vie de 15 à 20 ans. Ces accumulateurs devront aussi présenter une sécurité améliorée et un coût réduit. L’objectif scientifique est d’améliorer l’état de connaissance des mécanismes de vieillissement sur des temps très longs en fonction des conditions d’utilisation. Cette compréhension doit permettre de proposer des solutions d’amélioration qui seront testées au cours du projet. Des accumulateurs Li-ion utilisant les matériaux Li(Ni1-x-y,Mnx,Coy)O2 (NMC) pour l’électrode positive et du graphite dans l’électrode négative seront étudiés. Grâce au remplacement partiel du nickel par le manganèse, le NMC doit permettre de satisfaire aux exigences de réduction de coût et d’amélioration de la sécurité par rapport au matériau LiNi1-x-yCoxAlyO2 (NCA) utilisé aujourd’hui. La tâche 1 de ce projet consiste à fabriquer et à tester en vieillissement plusieurs générations d’accumulateurs prototypes dont les différents composants seront analysés dans les autres tâches. Différents paramètres de vieillissement seront étudiés : stockage et cyclage, température, régime et profondeur de décharge du cyclage, tension de stockage. Les 4 verrous scientifiques et techniques à lever pour atteindre 20 ans de durée de vie sont pris en compte dans les tâches 2 à 5. Le premier verrou (tâche 2) vient du vieillissement des matériaux actifs. Le second verrou (tâche 3) est la dégradation de l’électrolyte et du séparateur. La tâche 4 consiste à étudier l’évolution de l’interface matériaux actifs/électrolyte qui constitue le 3ème verrou. La tâche 4 est donc complémentaire des tâches 2 et 3. Enfin, la tâche 5 s’attachera à traiter le verrou 4, à savoir la stabilité de la structure des électrodes. Ce dernier verrou est particulièrement pertinent pour le matériau actif NMC, qui est mauvais conducteur électronique et donc très sensible à la structure de l’électrode. Il s’agit de vérifier le maintien de la percolation pour l’accès des électrons, mais aussi le maintien de la porosité de l’électrode pour l’accès des ions Lithium. Des prototypes vieillis (tâche 1) seront fournis dès le début du projet (Gen0). Trois générations de prototypes améliorés suivront au cours du projet (Gen1, Gen2 et Gen3) en fonction des recommandations successives issues des tâches 2 à 5. Enfin, la coordination du projet est l’objet de la tâche 0 et la valorisation et l’exploitation des résultats est l’objet de la tâche 6. Ce projet implique 4 partenaires, dont 1 partenaire industriel et 3 partenaires universitaires. Il s'appuie d'une part sur la grande expertise de l'université de Pau sur les études de surface/interface par XPS, les solides compétences de l'université d’Orsay en électrochimie du solide, via les méthodes d’impédance complexe et de GITT entre autres, et la forte expérience de l’université de Picardie Jules Verne en techniques de microscopie, telles que MEB, MET, EELS. Ce projet profite d’autre part des connaissances poussées de Saft en matériaux, électrolytes et séparateurs pour batteries, de sa capacité et de son savoir faire pour fabriquer et tester des prototypes industriels, de son positionnement sur le marché des batteries et de sa connaissance des applications de stockage. Les enjeux économiques et sociétaux sont importants car la pénétration des énergies renouvelables dans le mix énergétique nécessite le développement de systèmes de stockage de l’énergie à longue durée de vie. Le projet est novateur car la durée de vie envisagée est le double de celle de l’application automobile. De plus, peu de données sont disponibles aujourd’hui sur le vieillissement long terme du matériau NMC. Une aide de 752 738 euros est demandée pour ce projet pour un coût global de 1 935 790 euros.

Parmi les Energies Marines Renouvelables (EnMR), la ressource « énergie des vagues » présente un gisement énergétique considérable et surtout une relative complémentarité par rapport aux autres ressources intermittentes. Cependant, et malgré le grand nombre de technologies qui ont été proposées par le passé ou sont en cours d’étude actuellement, aucune technologie houlomotrice n'a encore prouvé sa supériorité sur les autres et ne s'est imposée comme « la » solution. Il y a à cela plusieurs raisons, dont une bonne part résulte des nombreuses problématiques disciplinaires que soulèvent les systèmes houlogénérateurs : hydrodynamique, mécanique, électrotechnique, commande, etc. Dans ce projet, nous nous intéresserons à ces problématiques fortement couplées et introduisant des dynamiques propres qui augmentent la complexité de la commande de la récupération et de la qualité de l’énergie produite. Nous considérons ici la famille des houlogénérateurs à conversion hydro-mécanique directe (c'est-à-dire sans stockage gravitaire ou mécanique tampon) qui constituent la grande majorité des concepts en cours de développement et les plus prometteurs sur le long terme. Dans ce cas, un problème majeur concerne la qualité de l’énergie produite. Du point de vue électrotechnique, une solution consiste à exploiter des moyens de stockage électrique locaux (embarqués) et/ou distants (mutualisés) pour lisser l’énergie électrique produite sans dégrader la productivité. Mais il faut également considérer la possibilité de profiter des effets de foisonnement des productions d’un ensemble de houlogénérateurs agencés en ferme pour poser ce problème dans toute son étendue. Le stockage électrique peut alors être envisagé comme intégré à chaque houlogénérateur et piloté de façon centralisée ou encore centralisé à l’échelle de la ferme. Les travaux proposés consistent, dans ces différentes situations, à maximiser, avec des considérations de cycle de vie, les deux critères (productivité et qualité de l’énergie) au moyen d’une gestion et d’un dimensionnement adéquats du stockage et d’une stratégie de commande optimale. Sur l’aspect hydrodynamique, il s’agit de la problématique de la modélisation de mouvements de grande amplitude dans la tenue à la mer des flotteurs qui composent les systèmes houlomoteurs aussi bien en situation de survivabilité qu’en conditions opérationnelles. Les travaux envisagés portent donc sur : • Les méthodologies de dimensionnement d’un stockage par supercondensateurs et de sa gestion d’énergie pour assurer le lissage de la production et améliorer la qualité de l’énergie produite, en considérant notamment les contraintes de flicker. Ceci à l’échelle d’un seul houlogénérateur mais également à l’échelle d’une ferme dont le nombre d’unités sera un paramètre. Ici, les couplages forts entre les aspects hydrodynamiques, électrotechniques et de commande nécessiteront d’utiliser les modèles hydrodynamiques avancés même si dans une première approche, des modèles simplifiés seront utilisés. • La définition de critères qualitatifs et quantitatifs de la qualité de l’énergie électrique acceptable par un réseau (au-delà du seul critère de flicker) • Le développement de méthodes de prédiction de la houle et de commande du système de récupération dans le but d’optimiser en quantité et en qualité l’énergie électrique produite. • le développement de méthodologies et d’outils de simulation numérique innovants en hydrodynamique et leur intégration dans la chaine globale des transferts énergétiques dans un houlogénérateur direct. Selon les échelles d’amplitude de mouvement, les approches seront basées sur des méthodes potentielles linéaires ou non linéaires.

Les films multicouches présentent un grand intérêt car ils permettent de réaliser des compromis de propriétés, chaque couche de polymère jouant un rôle spécifique (mécanique, barrière…). Pour réaliser l’adhésion entre les polymères en présence, il est nécessaire d’introduire une fine couche de liants, généralement des copolymères diblocs, pour qu’ils s’enchevêtrent de part et d’autre de l’interface. Le multimatériau est souvent réalisé par coextrusion, rassemblant les polymères extrudés dans un même outillage pour obtenir une structure multicouche. Le copolymère y est formé in situ, par réaction de greffage à l’interface. La réalisation de telles structures reste un défi car des instabilités interfaciales naissent dans la filière, et ceci dépend des conditions de coextrusion. Ces défauts peuvent être amplifiés par les opérations de formage ultérieures. Il est prouvé que l’architecture moléculaire des liants a une grande influence sur ces instabilités, mais les mécanismes sous-jacents sont mal maîtrisés (tension interfaciale, rhéologie, écoulement), mais il est clair que la stabilité du procédé résulte d’une cascade de phénomènes multi-échelles : nano (réaction de greffage), micro (épaisseur du liant et de la zone proche de l'interface entre polymères) et macro (écoulement). En outre, les déchets de production de ces films doivent être recyclés, souvent par compoundage/re-extrusion. Or on y observe des perturbations d’écoulement et des propriétés finales du produit altérées, du fait que les polymères recyclés sont incompatibles. Une optimisation du recyclage passe donc aussi par une optimisation des liants. C’est l’objectif du projet ASPECT de comprendre l’influence de l’architecture moléculaire des liants sur le développement des instabilités de coextrusion, dans le but : - d’optimiser les conditions de coextrusion et la recyclabilité mécanique, - définir une méthodologie rationnelle pour la conception de nouveaux liants permettant d’obtenir des propriétés améliorées. Pour atteindre ces objectifs, ce projet associe : - ARKEMA, spécialisé dans la fabrication de polymères fonctionnels, aux compétences reconnues dans la réalisation de liants; LEYGATECH, une PME innovante spécialisée dans le soufflage de gaine multicouches à forte valeur ajoutée; BARBIER, un transformateur de polyoléfines spécialisé dans le recyclage mécanique ; - l’Université d’Orsay-LPS a une expertise expérimentale et théorique dans la quantification du greffage interfacial, et son incidence sur l’adhésion ; Armines-Cemef a une expertise expérimentale et de modélisation de ces instabilités ; INSA de Lyon-IMP a étudié expérimentalement l’impact de l’affinité physico-chimique des deux polymères sur les instabilités. Le projet de recherche est divisé en 6 tâches scientifiques. - Sélection et caractérisation des polymères à utiliser pendant la totalité du projet ; choix préliminaire de liants modèles réputés présenter des instabilités de coextrusion. - Caractérisation rhéologique du système multimatériau et des modifications de la tension interfaciale, en lien avec les mécanismes de greffage. - Test des adhésifs choisis sur des machines de laboratoire puis industrielles de façon à tester les paramètres d’extrapolation entre les deux échelles ; la même démarche sera effectuée sur les adhésifs optimisés. - Réalisation d’expériences modèles, en conditions statiques pour observer et comprendre le développement simultané du greffage interfacial et des instabilités, puis dynamiques pour tester l’influence du cisaillement et de l’élongation. - Elaboration d’un modèle macroscopique réaliste pour rendre compte de l’incidence du greffage sur la rhéologie et la tension interfaciale. Développement de calculs de stabilité, par méthodes de stabilité linéaire puis simulation directe. - Développement de nouveaux liants et démonstration de leur efficacité, c'est-à-dire le meilleur équilibre entre propriétés optiques, adhésion, stabilité et haut niveau de recyclabilité.

La mesure des faibles quantités d’émetteurs alpha à l’état de traces dans les réseaux d’eau potable est devenue un enjeu majeur pour notre société. Cet enjeu tient aussi bien aux raisons des raisons de sécurité nucléaire que de la lutte contre le terrorisme. Les récents événements dramatiques de Fukushima et le contexte géopolitique ont démontré la vulnérabilité de nos populations face à ce type de menace. La dissémination de matière radioactive dans l’environnement d’une manière intentionnelle (acte terroriste) ou non (accident majeur sur un réacteur nucléaire) doit pouvoir être évaluée le plus rapidement possible après son fait générateur afin que les gouvernements puissent prendre les décisions qui s’imposent afin de protéger les populations. Nous proposons dans le cadre de ce projet de finaliser puis de pré-industrialiser un capteur analytique de radioactivité alpha portable permettant grâce à une assistance électrochimique incluse, d’identifier puis de quantifier les émetteurs alpha directement au sein de solutions aqueuses par simple immersion. Le capteur proposé ici est constitué par un détecteur de rayonnement à base de silicium dont une des faces est recouverte de diamant rendu conducteur par dopage au bore. La limite de détection cible est de l’ordre du Bq/L par radionucléide. Un des atouts majeurs de ce nouveau capteur tient dans le fait qu’il est utilisable sans traitement sophistiqué sur le milieu mesuré, et entièrement décontaminable donc réutilisable indéfiniment. Un brevet français déposé récemment à permis de valider l’assise scientifique de ce projet. Le projet prévoit notamment le développement d’une filière préindustrielle pour ce type de dispositif, en s’appuyant sur les filières de fabrication de détecteurs de l’industriel Canberra. La possibilité de coupler le système à une système d’électrophorèse capillaire permettra d’étendre les domaines d’utilisation à des milieux plus complexes que l’eau seule, et notamment seront explorés certaines boissons, l’urine, voire des composés protéiniques comme le lait. Enfin, la possibilité d’utiliser de tels systèmes industriels pour la décontamination d’eau sera explorée.

Le projet « EM-Hontomín » propose de poursuivre le développement des méthodes de monitoring électromagnétiques initié dans le projet ANR EMSAP-CO2 (2008-2010) et dans d’autres projets propres à chaque partenaire, et de tester/valider ces méthodes sur le site pilote d’Hontomín (Espagne) où 100 kt de CO2 seront injectées à partir de la fin 2012. L’originalité de ce projet est qu’il repose sur une coopération Franco-Espagnole avec le laboratoire Geomodels de l’Université de Barcelone (UB) et la fondation publique CIUDEN, qui coordonne les recherches sur le stockage de CO2 en Espagne. Pour ce qui est des méthodes de CSEM , le développement de la source LEMAM (utilisant des forages comme longues électrodes) sera poursuivi par le BRGM. L’accent sera mis sur les configurations dissymétriques à une seule électrode LEMAM ou à deux longues électrodes rapprochées (dipôle LEMAM). On étudiera aussi l’intérêt d’une mise en œuvre multifréquence (0.1 Hz - 10 kHz) pour essayer de distinguer la réponse « time-lapse » du CO2 profond de celle associée à d’éventuelles accumulations superficielles résultant d’une remontée anormale à travers la couverture. Le laboratoire L2S de Supélec développera un outil d’inversion 2D/3D répondant entre autres à cette problématique. CGGVeritas, de son côté, souhaite étudier et mettre en œuvre des dispositifs à source électrique verticale avec mesure par un réseau d’électrodes enterrées permanentes, afin de maximiser la réponse du CO2 et minimiser le bruit de répétition. Le laboratoire Geomodels de l’UB réalisera des mesures MT préliminaires (signal EM naturel), participera aux levés CSEM des autres partenaires et mettra en œuvre la tomographique électrique entre forages et forage-surface. Enfin, CIUDEN, gestionnaire du site d’Hontomín et en charge de l’injection du CO2, assurera le forage et l’instrumentation (électrodes isolées) des nouveaux puits, la logistique des expériences de terrain, l’accès aux données préexistantes et aux règlementations spécifiques (normes de sécurité, environnement).

La transition énergétique renvoie à une diversité de scénarios qui ouvre un débat sur la nature du bouquet énergétique du futur, les systèmes sociotechniques engagés et la conduite de cette transition. Le passage de ces visions quantifiées (les scénarios) à des futurs soutenables dépend largement des modalités (collectifs, échelles, rythme…) qui présideront au développement de nouvelles technologies de l’énergie (NTE), tant pour la diversification de l’offre que pour la maîtrise de la demande. Un argument central de ce projet est que le potentiel de la transition ne se restreint pas au « potentiel technologique » – défini comme la capacité d’une technologie à contribuer à la production d’énergie (e.g. les 25 GW de l’éolien en France). Ce potentiel est à construire. Il émerge au travers des processus sociaux de développement et de déploiement des technologies. Le projet COLLENER fait porter l’analyse, au moyen des méthodes et concepts des sciences sociales, sur les collectifs sociotechniques qui sous-tendent cette émergence. Ce faisant, le questionnement sur la transition énergétique ne se limite plus aux conditions de l’opérationnalisation des scénarios qui la sous-tendent. Il examine si les NTE, du fait de leur modularité et de leur potentiel de décentralisation, sont à mêmes de redisposer les pouvoirs, les richesses et les risques, et d’être à l’origine d’un potentiel de développement soutenable à l’occasion de la décarbonisation de notre économie. Il s’agit donc autant d’apprendre sur la transition énergétique en cours, avec le déploiement des NTE, que sur le potentiel de recomposition sociétales et environnementales dont elle peut être porteuse. L’analyse est structurée autour de trois dynamiques (transnationale, nationale et locale) qui sont au cœur de la transition énergétique : - l’émergence de coalitions d’acteurs et de processus transnationaux dans le secteur des NTE et de leur financement, visant à instaurer un cadrage politique et règlementaire qui permette le développement des NTE à large échelle ; - l’émergence des politiques climat-énergie par passage progressif de politiques énergétiques sectorielles (e.g. éolien, solaire,…), soumises à de fortes tensions dans différentes pays, à des politiques climat-énergie plus territorialisées ; - l’émergence de « communautés énergétiques durables » correspondant à des initiatives locales ou en réseau d’invention de futurs énergétiques durables. Notre objectif est d’aboutir à une compréhension de la transition énergétique par l’analyse des jeux d’acteurs, des visions, des propositions et des forces qui orientent le devenir des collectifs sociotechniques qui portent ces innovations, en tentant de saisir les ramifications institutionnelles, territoriales et sociales des dynamiques à l’œuvre. Le projet de recherche propose d’explorer sur cette base les processus suivants : solaire, éolien terrestre, offshore (éolien, énergies marines), captage et stockage géologique du CO2, réseaux intelligents, bois-énergie et bâtiments énergétiquement performants. La comparaison des processus empiriques étudiés sera organisée autour de la description de « configurations d’innovations » selon un nombre restreints de dimensions (temporalité de l’innovation, diffusion de l’innovation, partage de l’innovation). Il s’agit là, à dessein, non pas d’une notion stabilisée et affiliée à un champ disciplinaire ou un pas de temps spécifié, mais d’un infra-langage destiné à permettre une saisie et un suivi des enjeux sur les différentes NTE analysées, et une élaboration commune, à la croisée d’objets, de disciplines et de partenaires non scientifiques, sur le projet COLLENER.

Ce projet concerne l’utilisation du mélange helium/oxygène dans la thérapie des maladies Chroniques Obstructives telles que l’asthme et la BPCO (en particulier, l’emphysème). L’objectif global est d’étudier l’utilisation de l’hélium/oxygène dans ces maladies en caractérisant les paramètres ventilatoires (distribution des débits gazeux, effort respiratoire), le transfert alvéolaire de l’oxygène dans le sang, et la profondeur de pénétration du médicament aérosolisé dans les voies respiratoires, afin de montrer pour le patient les bénéfices de l’hélium/oxygène comparativement à l’air. La première partie du projet consistera en une étude préclinique. Le modèle animal (rat) sera décliné en trois états : animal sain, modèle d’asthme, modèle d’emphysème. L’étude préclinique comportera deux phases : 1. analyse de la ventilation, de l’effort respiratoire et du transfert de l’oxygène à travers la membrane alvéolaire, et 2. étude du transport et dépôt d’aérosol. La distribution de ventilation sera analysée à l’aide de deux techniques complémentaires : l’imagerie IRM de l’hélium-3 (He3) hyperpolarisé, et la scintigraphie de ventilation au krypton. L’étude du dépôt d’aérosol consistera en l’administration d’aérosol par un système de nébulisation qui aura été préalablement développé, suivi de l’acquisition des images de dépôt qui se fera par deux techniques performantes : l’imagerie IRM de l’He3 hyperpolarisé et l’imagerie SPECT/CT en 3D. Pour les études de ventilation et d’aérosol, nous comparerons l’effet du gaz (air vs. hélium/oxygène) dans les différents modèles animaux (sain, emphysème et asthme). Cette partie préclinique devrait montrer les effets bénéfiques de l’hélium/oxygène en termes d’effort respiratoire, transfert d’oxygène, ciblage du dépôt régional d’aérosol. La deuxième partie du projet consistera en la construction de modèles in silico. Pour cette partie, la morphologie des voies respiratoires des rats sains et pathologiques sera caractérisée par Micro-CT Scan dans le but de reconstruire numériquement cette morphologie en 3D. Un modèle complet d’arbre respiratoire sera obtenu, dont les premières générations seront issues de cette reconstruction 3D et les suivantes de la littérature. On peut trouver de nombreux modèles théoriques de prédiction de ventilation et de dépôt d’aérosol dans les voies respiratoires dans la littérature, mais très peu d’entre eux considèrent les morphologies pathologiques. Par conséquent, nous développerons des modèles analytiques/numériques prenant en compte les caractéristiques pathologique et l’asymétrie des voies respiratoires de la morphologie 3D reconstruite. Ces modèles prendront également en compte l’effort respiratoire et le transfert alvéolo-capillaire de l’oxygène. Ils devraient permettre de transposer à l’humain les résultats de simulation de ventilation et de dépôt dans un arbre respiratoire pathologique. Une étude in vitro se concentrera également sur le comportement de l’aérosol dans des modèles simplifiés de singularités de voies respiratoires chez le rat pour valider les modèles in silico. La comparaison entre les simulations réalisées avec ces modèles et les expériences in vivo / in vitro devrait permettre de valider les modèles. Finalement, dans la troisième partie du projet, les résultats qui auront été obtenus dans les phases précédentes permettront de mettre en place une étude clinique sur la ventilation chez l’Homme en utilisant la méthode d’IRM de l’He3 hyperpolarisé. Cette étude clinique devrait démontrer la capacité de ces modèles à prédire la distribution de ventilation en fonction des caractéristiques pathologiques du patient.

Dans un contexte de compétitivité toujours plus grande couplé à un impératif de respect de l’environnement, l'industrie automobile est confrontée à des ruptures technologiques au niveau de l’allègement de la structure du véhicule et du développement des véhicules électriques. Ces nouveaux enjeux doivent être réalisés tout en maintenant un niveau d’excellence en sécurité des véhicules. Lors d’un accident de la route, la structure du véhicule est conçue pour absorber une partie de l’énergie libérée par le choc, ceci afin de protéger le plus possible les occupants du véhicule. La qualité des assemblages, et plus particulièrement celle des points soudés par résistance, est un enjeu clef pour assurer cette absorption d’énergie par déformation des pièces et rupture de points fusibles. La géométrie irrégulière du profil des points de soudure rend l’application de méthodes d’inspection non destructive particulièrement difficile. A ce jour, cette problématique n’a pas pu être levée pour l’application de la technique des ultrasons multi-éléments. ASAP s’inscrit dans ce contexte général en proposant de développer une méthodologie de contrôle applicable en usine et permettant une surveillance optimisée des assemblages du véhicule qui sera validée par des essais de tenue statique et dynamique. Les travaux réalisés dans le projet viseront à l’étude et au développement d’une nouvelle méthode de contrôle ultrasonore multi-éléments dédiée aux points de soudure par résistance. L’une des originalités du projet sera d’implémenter au sein de cette instrumentation des algorithmes innovants permettant en temps réel de s’adapter à la géométrie complexe de la soudure, d’améliorer les performances de détection par une meilleure focalisation du faisceau ultrasonore, et de disposer d’une imagerie évoluée d’analyse permettant une interprétation immédiate sans besoin d’expertise de la qualité du point soudé. Une part importante du projet sera par ailleurs consacrée à la caractérisation de la tenue dynamique a posteriori des points soudés en modes purs et mixtes I/II sur une large gamme de vitesses de déformations, ainsi qu’au développement et à la fiabilisation d’un modèle numérique macroscopique de tenue dynamique des points soudés. Une autre originalité du projet sera d’établir une corrélation entre modélisation paramétrique, qualité par diagnostic CND et comportement dynamique à rupture des assemblages soudés par points. Le modèle numérique macroscopique couplé aux outils de simulation de la méthode CND permettra de valider et d’optimiser la méthodologie de contrôle pour une grande gamme de paramètres caractéristiques des assemblages et points soudés. ASAP réunira l’industriel RENAULT, les PME EXTENDE et M2M, et les laboratoires de recherche CEA LIST et LAMIH de l’Université de Valenciennes. L’implication et l’expertise de ces partenaires dans des domaines de compétences complémentaires permettront d’aboutir au bout de trois ans à la création du premier appareil du marché ultrasons multi-éléments assurant un diagnostic fiable, rapide, simple, et univoque de la qualité de la soudure par point et à la fiabilisation d’un modèle paramétrique de tenue des PSR.

Le projet e-MECA a pour objectif la recherche de solutions innovantes ultra-compactes et à forte puissance massique pour des systèmes électromécaniques embarqués. Les travaux seront essentiellement dédiés aux machines de type moteur-générateur d’une puissance de 8kW à 12kW pour les véhicules mild et full hybrides. Ce type de machine présente en effet un fort potentiel de déploiement industriel en très grandes séries à des prix abordables. Le partenariat rassemble deux industriels (Valeo et SKF), l’IFPEn et trois laboratoires (Satie, Dynfluid et Tempo). La gestion globale du projet sera sous la responsabilité de Valeo. Le Satie assumera la coordination scientifique des laboratoires. Valeo et SKF seront garants de la cohérence des choix technologiques en vue de leur application industrielle. L’axe de recherche privilégié consistera à étudier l’augmentation de la fréquence de conversion (vitesse de rotation et nombre de paires de pôles) des machines électriques. Les travaux porteront sur l’étude et le développement d'outils, de modèles et de méthodologies pour l’optimisation des machines électriques. Le projet s’attachera à diminuer l'utilisation de matériaux onéreux en vue de réduire le coût des systèmes. Des maquettes fonctionnelles seront réalisées et testées par les industriels. L’étude de réducteurs adaptés aux grandes vitesses de rotation des machines envisagées sera traitée pour chaque application dans un projet applicatif séparé.

Le déplacement sans émission, l'absence de bruit et le confort de conduite sont de grands avantages pour les véhicules électriques (EV). Un inconvénient, cependant, est l'autonomie limitée des batteries. Dans l'usage quotidien, le conducteur doit recharger fréquemment son véhicule. L'utilisation de câbles pour connecter les véhicules n'est pas confortable. En particuliers, pour des raisons de manipulation et de salissure ; plus spécialement au cours des journées d'hiver froides et humides. Les inconvénients supplémentaires sont les questions d’encombrement du trottoir avec des câbles dans la rue, enfin, l’aspect paysage urbain est modifié par les bornes de charge. Le projet WIC2IT offre une solution pour augmenter la croissance du VE en offrant la charge sans fil. La facilité d'utilisation de ce système de charge permettra au conducteur de se garer puis de recharger sans avoir à manipuler un câble encombrant, lourd et sale. Ce système est aussi trés discret dans le panorama urbain. Le défi majeur est d'assurer que les véhicules différents sont capables de se recharger à chaque fois qu’une place de parking équipée avec ce système se libère. L’interopérabilité signifie que même les véhicules les plus récents peuvent être chargés par induction à des endroits équipés d’anciens systèmes qui n'ont pas été spécifiquement conçu pour ce véhicule. Ce sera vrai aussi pour les véhicules qui pourraient provenir de constructeurs différents. En même temps, pour permettre un marché libre et concurrentiel, il est important de laisser une liberté maximale de conception aux équipementiers spécialiste des système de charge inductif. Un deuxième défi dans le cadre de l'interopérabilité réside dans la connaissance du rayonnement électromagnétique. WIC2IT étudie l'effet des rayonnements électromagnétiques sur les êtres vivants en vue d'acquérir une expérience précieuse qui aidera à déterminer les limites d’utilisation et de soutenir ainsi le processus de normalisation pour rendre la charge sans contact standard dans l'UE.

Les systèmes électroniques embarqués sont désormais équipés de fonctions intégrées permettant un diagnostic rapide et ciblé. Or le réseau d’interconnexion filaire est maintenant regardé comme un système critique mais son diagnostic n’est pas considéré. Les longueurs cumulées de câbles augmentent (4 kilomètres dans une voiture moderne et jusqu'à 400 kilomètres dans un avion de transport civil). Le diagnostic du réseau est alors essentiel et permettrait un gain de sécurité, de temps et d'argent pour les industriels. Les méthodes développées par le CEA LIST via un portefeuille de 11 brevets sont à ce jour les seules permettant de détecter, caractériser et localiser un défaut sur un câblage complexe. La preuve de concept ayant été largement éprouvée au travers de nombreux projets de recherche.

AIRPX est un service destiné aux opérateurs d'aéronefs ou tout engin qui a la capacité d'enregistrement de données. Le service AIRPX sera délivré en priorité aux opérateurs d'aéronefs, c'est-à-dire les compagnies aériennes. Il s'agit d'un outil d’aide à la performance pour améliorer les opérations en vol demanière à réduire le temps d'immobilisation au sol.C ela est donc bien entendu valablepour les compagnies aériennes qui sont directement intéressées d'optimiser leurs opérations mais aussi pour les agences spatiales qui voient en AIRPX unmoyen d'auto-analyse et d'autocorrection des systèmes embarqués, que ce soit pour les lanceurs ou pour les satellites et lesmissions interplanétaires.

Plasmabiotics est centrée sur la conception, le développement et la commercialisation de solutions de sécurisation microbiologique basées sur l’approche technologique de plasma froid d’azote à pression atmosphérique, en réponse aux enjeux spécifiques du secteurmédical hospitalier. Elle concentre ses efforts de recherche sur l’évaluation et l’optimisation de l’efficacité biologique de son approche sur différents supports / matériaux / micro-organismes en réponse aux contraintes réglementaires afin d’adresser différents segments / niches du marché de la sécurité microbiologique en milieu hospitalier et différentes applications médicales dont les besoins sont mal adressés ou non satisfaits par l’offre actuelle.

L’utilisation des techniques de piégeage et refroidissement d’atomes par laser a ouvert la voie à la réalisation de nouveaux dispositifs de mesure par interférométrie à ondes de matière. Ces instruments permettent d’effectuer avec une grande précision la mesure des accélérations (notamment la gravité), des rotations et de l’écoulement du temps. Le niveau de maturité de cette nouvelle technologie rend aujourd'hui possible l'apparition d'une nouvelle génération d’instruments commerciaux, qui conduira à une véritable rupture technologique dans différents domaines d'utilisation. Les marchés visés concernent notamment la gravimétrie, qui joue un rôle essentiel pour l’étude du globe terrestre et l’exploration des richesses du sous-sol, la navigation inertielle et la radionavigation.

Ce projet de startup technologique (Projet SOLAYL) a pour objectif de baisser le coût de fabrication des panneaux solaires afin de rendre l’électricité photovoltaïque accessible à tous. Pour atteindre cet objectif, la startup valorisera une innovation brevetée portant sur la pièce maîtresse des équipements actuels de production de panneaux solaires en silicium, appelée “source plasma”. La source plasma SOLAYL est plus performante, plus économique, plus modulaire et moins énergivore que les sources existantes. L’entreprise SOLAYL exploitera cette innovation en se positionnant comme équipementier de sources plasma. Les clients seront les fabricants de ces machines et leurs utilisateurs. Le marché visé est celui des sources plasma de dépôt du silicium dans le photovoltaïque, en forte croissance aujourd’hui. L’intégration de cette technologie dans les machines de production devrait faire baisser le coût de fabrication des panneaux photovoltaïques de 25 %.

ABgenomica offre des solutions innovantes en bioinformatique pour l’annotation et l’analyse des génomes issus du séquençage à haut débit (Next Generation Sequencing). Son expertise se porte sur les génomes de haute complexité, dont les séquences comportent des spécificités qui ont besoin d'une procédure d'analyse adaptée et efficace. ABgenomica a recours au logiciel REPET développé à l'INRA pour connaître les complexités de ces génomes, ainsi qu’à une collection d’outils open sources qui permettent de construire les “workflows” les mieux adaptés aux propriétés du génome pour la suite des annotations. Le champ d'application cible les grands projets génomiques (maïs, blé, riz, colza, espèces impliquées dans les chimies vertes et biocarburants) ainsi que la médecine personnalisée. Une interface graphique est en cours de développement et sera opérationnelle courant 2010.

Au travers de ce projet, la société DIOTASOFT, jeune start-up du CEA-LIST créée en avril 2009, s'intéresse à un projet ambitieux, tant au point de vue technologique que commercial, sur lequel la société souhaite s'investir de façon importante dès le début de l’année 2010. Ce projet, baptisé ARMONI (Augmented Reality on MObile for New Interactions), a pour objectif la mise en oeuvre de techniques de réalité augmentée innovantes dans un contexte mobile grand public. Il consiste, d’une part, en un transfert technologique important concernant des briques logicielles et algorithmes issus du CEA-LIST et, d’autre part, en la création d’un laboratoire commun CEA-LIST – DIOTASOFT ayant pour mission l’élaboration d’un socle technologique dédié à la réalité augmentée. L’exploitation de ce dernier, selon les stratégies exposées au travers du document de présentation, constituera, à terme, la principale activité de DIOTASOFT.

L'effet Allee décrit un scénario dans lequel des populations à faible effectif sont affectées par une relation positive entre le taux d'accroissement et la densité. Ainsi certaines populations de petite taille ou faible densité peuvent subir un recrutement moindre, ou une mortalité supérieure, résultant en une nouvelle décroissance de l’effectif (ou baisse de la densité). Le point final de cette réaction en boucle est généralement l'extinction de la population. Les travaux actuels montrent que cet effet affecte potentiellement la plupart des espèces animales et végétales, directement ou indirectement. La première partie de notre projet RARE se focalisera sur cet effet, que nous chercherons à mieux comprendre, par une série d’études théoriques, empiriques et expérimentales. Nous proposons d’analyser une large base de données (séries temporelles de 1198 espèces différentes) pour des évidences d’effet Allee et les caractéristiques qui lui sont propres, de perfectionner les méthodes analytiques et mathématiques permettant de les déceler dans les jeux de données démographiques et de proposer une nouvelle méthode pour en quantifier l’intensité. Par l’étude spécifique d’un certain nombre de modèles animaux adaptés, de système social à contraintes croissantes (chauves-souris, primates, suricates et fourmis), nous approfondirons les connaissances sur le fonctionnement de ce processus. Cette partie devrait nous permettre de mieux comprendre les processus associés au risque d’extinction des populations. Cette seconde partie est subdivisée en trois tâches. La première s’efforcera d’étudier les processus à l’œuvre dans les activités récréatives liées à une recherche de reconnexion avec la nature : collections d’animaux, NACs et écotourisme. La seconde tâche s’intéressera aux activités commerciales liées à un gain de prestige social, avec deux études distinctes concernant de nombreuses espèces animales, l’une sur les centaines de mammifères des listes de riches chasseurs de trophées et l’autre sur le lien possible entre l’extinction d’une part importante de l’avifaune du Pacifique et les indicateurs de hiérarchie sociale des différentes cultures Polynésiennes. La troisième tâche augmentera encore le niveau d’interdisciplinarié. Elle complètera le projet par un ensemble d’études originales impliquant des collaborateurs des sciences humaines et sociales, au sein de trois groupes d’études : de la modélisation mathématique en économie de l’environnement, des approches expérimentales en psychosociologie du consommateur et enfin une partie permettant d’apporter des solutions concrètes,avec une approche en politique de la conservation. Ces deux parties se feront en parallèle et avec de nombreuses collaborations avec des spécialistes de chaque domaine concerné

Cette étude s'inscrit dans un ambitieux programme de recherche multidisciplinaire \"AIR HOPITAL\" ayant fait l'objet d'une candidature dans le cadre d'un appel à projet de l'ANR (programme MIE). Ce vaste programme propose de développer de nouveaux outils pour mieux connaître (Développement d?une chambre d?essai en taille réelle) et de mieux lutter contre les agents pathogènes véhiculés par l?air (Explorations cliniques de la décontamination aérienne). Plus largement, les avancées liées à ce programme pourront s'appliquer à d'autres environnements (lieux publics, environnement domestique de personnes fragilisées, industrie agro-alimentaire). Nous effectuons une demande supplémentaire dans le cadre d?un appel à projet de l?AFSSET Les objectifs de l?étude sont : 1) Etudier la qualité de l?air (microbiologique et chimique) en milieu hospitalier 2) Améliorer les connaissances microbiologiques et environnementales de la contamination microbienne aéroportée

NanoE est une société spécialisée dans la fabrication de nanoparticules de très haute qualité à usage industriel. Ces particules très fines, de 10 à 20 nanomètres (milliardièmes de mètre) sont utilisées pour la réalisation de matériaux hautes performances : les céramiques techniques. NanoE propose aux céramistes des poudres 10 à 100 fois plus fines que celles de ses concurrents, ce qui permet d’obtenir des céramiques ultra rigides. Réfractaires, résistantes à l’usure et à la corrosion, très résistantes à la compression, d’une faible densité, les céramiques disposent d’une palette de qualités permettant de répondre à des exigences très spécifiques dans de nombreux domaines : le biomédical (prothèses), l’armement (blindages et coiffes de missiles), l’aéronautique (boucliers thermiques)… Le marché des nanopoudres pour céramiques est un marché émergent (seulement 4 M?en 2009) mais en croissance exponentielle (350 M€en 2013 et 1 000 M€en 2015). NanoE souhaite devenir leader sur ce marché.

Medsqual est une société pharmaceutique dont la mission est le développement de nano médicaments, nouvelle génération de médicaments améliorés issue de la technologie de squalénisation. La squalénisation consiste en un couplage covalent de l’acide squalénique avec une drogue d’intérêt thérapeutique. Le produit de couplage forme une nanoparticule où la drogue possède alors des propriétés pharmacocinétiques améliorées, une meilleure diffusion tissulaire et une efficacité augmentée. L’objectif de Medsqual est de développer trois molécules jusqu’au stade clinique de preuve de concept chez l’homme dans le marché des antiviraux de l’hépatite C et celui du cancer. D’ores et déjà, les nanoparticules de gemcitabine-squalène ont démontré une efficacité très supérieure au Gemzar® (Gemcitabine) dans différents modèles de tumeurs solides et leucémiques chez l’animal, associée à une bonne tolérance. Ces nanoparticules démarreront une phase 1 dès le premier trimestre 2010.

Les résultats opérationnels des opérateurs d’équipements industriels complexes sont impactés par les coûts des opérations de maintenance et par l’immobilisation de l’équipement qu'elle impose. Ce système de réalité augmentée en vision directe (AuRely) permet de réduire ces deux sources de coût, tout en améliorant la qualité et la traçabilité des opérations. AuRely guide pas à pas le technicien de maintenance, en faisant apparaître dans son champ de vision et en cohérence avec l'équipement réel (conjugaison du réel et du virtuel) les tâches à effectuer. L'opérateur n’a plus qu’à reproduire ce qui lui est présenté. Ainsi, même peu formé, il devient un expert lorsqu’il utilise AuRely. De plus, les risques d'erreur sont minimisés et la fastidieuse et coûteuse recherche documentaire n'est plus nécessaire.

Kalray développe et vend des circuits intégrés programmables, avec leurs outils logiciels, aux concepteurs de systèmes embarqués. Le marché visé est celui des applications numériques haut de gamme, petites et moyennes séries, nécessitant des temps de conception courts. La famille de circuits reconfigurables MPPA combine puissance de calcul et basse consommation en intégrant sur une seule puce une carte mère de processeurs et de mémoires reliés par un réseau de communication embarqué. Les outils logiciels AccessCore permettent aux concepteurs de systèmes embarqués d'implémenter leurs applications directement sur la puce grâce au langage C de haut niveau, diminuant leur temps de conception d'un facteur 2 à 4 par rapport aux solutions actuelles. Kalray réalise ainsi le rêve du "Parallel Computing" pour les applications embarquées.

Patrick Couvreur, professeur à l’Université Paris XI, dirige l’unité UMR CNRS 8612 de 120 chercheurs située à la faculté de pharmacie de Châtenay-Malabry. Leader d’opinion de renommée mondiale dans sa discipline, il est l’auteur de 44 brevets, 280 publications internationales et éditeur de 6 ouvrages. Il est à l’origine de plusieurs expériences réussies de transfert de technologie vers l’industrie pharmaceutique et l’industrie agro-alimentaire. Il est notamment l’inventeur de la technologie “Transdrug nanoparticle” et de son application à la Doxorubicin Transdrug, aujourd’hui en phase II d’essai clinique. Le projet a pour objet de valoriser une nanotechnologie révolutionnaire et brevetée qui donnera naissance à une nouvelle génération de molécules sous forme de “nanomédicament”. Cette technologie vient d’être validée sur des analogues nucléosidiques connus pour leur activité thérapeutique dans le domaine du cancer et des maladies virales.

Les porteurs du projet AddenFi sont deux scientifiques expérimentés et complémentaires. L’incubation de leur projet chez Agoranov leur a permis d’acquérir les compétences nécessaires pour valoriser leurs travaux de recherche par la création d’une société de biotechnologie. L’étude de marché menée en 2006 avec le cabinet E&Y témoigne d’une importante demande d’instruments et de supports dans le domaine de la recherche sur les maladies métaboliques dans l’industrie pharmaceutique, les sociétés sous contrats de recherches, les entreprises de biotechnologie et les laboratoires académiques. Le potentiel économique est de l’ordre de 38 à 76 MÛ. AddenFi répond directement à cette demande en commercialisant des plateformes de mesures intégrées (instruments, logiciels, support) pour rats et souris. La propriété intellectuelle est protégée par le dépôt d’un brevet sur un modèle innovant de chambre métabolique, la protection des programmes et un savoir-faire exclusif des fondateurs.

Méthode originale de fabrication de nanoparticules stables pour l’encapsulation d’actifs ne nécessitant ni l’emploi de solvants organiques ni de tensioactifs. Les dispersions nanoparticulaires sont fabriquées directement par simple mélange de deux solutions aqueuses de polymères qui forment un système associatif. Les nanoparticules peuvent être lyophilisées et reconstituées dans l’eau sans agents cryoprotecteurs offrant ainsi des conditions de stockage illimitées. Les rendements de fabrication sont d’environ 95%. Le chargement et le relargage contrôlé des actifs s’effectuent grâce aux cyclodextrines. Le champ d’application est vaste : l’agroalimentaire (arômes), la cosméto-textile (amaigrissants), la cosmétique (filtres solaires) et la pharmacie (vectorisation d’anticancéreux).

Afin de mieux connaître l’impact des particules atmosphériques sur l’environnement, le climat et la santé, AIR2 offrira des sytèmes de mesure simples, conviviaux, légers et peu onéreux, s’appuyant sur des instruments de type LIDAR (Light Detection and Ranging), cousin du radar mais utilisant des longueurs d’onde situées dans le spectre lumineux. Nos produits sont développés en collaboration avec des laboratoires du CEA et du CNRS. Ils profitent des technologies innovantes brevetées issues de ces organismes. Notre vision à terme est de devenir une référence LIDAR au service des marchés de l’environnement et de l’atmosphère en Europe (pollution, recherche sur le climat, énergie éolienne, sécurité aérienne...), en entretenant une relation durable et mutuellement bénéfique avec les laboratoires scientifiques français et européens.

Ce projet d'entreprise nouvelle consiste à industrialiser et commercialiser des spectromètres de masse Fourrier Transform Ion Cyclotron Resonace présentant tous les avantages de cette technique (haute résolution, piégeage et caractérisation des molécules), tout en étant compacts, transportables, robustes et faciles à mettre en oeuvre. Nos appareils permettent d'obtenir en quelques secondes le spectre de masse complet d'un échantillon sans pré-concentration, et ouvrent de nouveaux champs d'applications à la FTICR, dans des domaines où le prix élevé et la taille de l'appareillage étaient prohibitifs : surveillance de l'air, de l'eau, contrôle de process dans l’industrie automobile, électronique, petites molécules biologiques…

Le projet a pour objet de créer une entreprise en charge d'industrialiser, enrichir et commercialiser dans le monde entier les technologies d'avant-garde développées par le laboratoire LIC2M du CEA, pionnier dans le traitement informatique du langage et de l'image. Ces technologies couvrent quatre fonctions clés pour les entreprises : l'analyse, la recherche, l'organisation et la diffusion de l'information multimédia et multilingue. L'ambition est de devenir un des dix premiers acteurs d'un marché dont le taux de croissance est estimé à plus de 25% par an.

Notre projet a pour but de développer de nouveaux médicaments pour le traitements des cancers. Les cellules tumorales expriment un répertoire de protéines différent de celui des cellules normales. Un nouveau procédé extrêmement puissant, basé sur un mécanisme naturel, permet d’inhiber très spécifiquement la synthèse protéique. Notre objectif est de développer à partir de ce procédé des médicaments pour inhiber dans une même cellule tumorale la synthèse de plusieurs oncoprotéines pour entraîner la régression tumorale et empêcher au maximum le phénomène de résistance.

There is an ever increasing amount of data that needs to be transmitted, processed, and stored by mobile communication technologies like today’s smartphones and tomorrow’s numerous connected devices. Presently, the raw measurement signals need to be amplified, pre-conditioned, and converted to digital signals before they can be processed. Thus, there is clear impetus to supplement next generation radio technologies with analog signal processing functionalities to perform computation directly on the measured signals. By conducting research at the interface between nanomagnetism, acoustics, microwave engineering and micro-electromechanical systems, MAXBAR aims to integrate low power spin-wave signal processing capabilities with state-of-the-art acoustic wave resonators widely used in RF communication systems to distinguish between signals at different frequencies. It is motivated by the premise that the coupling between spin-waves and acoustic waves in nanosystems can be leveraged (i) to overcome the intrinsic limitations plaguing acoustic wave technology, and (ii) to simultaneously deliver an energy efficient microwave interface for spin waves – the holy grail of magnonics. The primary objective is to establish a platform in which strongly hybridized magneto-elastic resonant modes enables new technological functionalities, such as the tunability of bulk acoustic wave filters and the development of non-reciprocity in acoustical wave based delay lines. The project builds upon the host institution’s expertise in microwave measurements of spin-wave propagation, interference processes and magnetization dynamics, while relying on next-generation acoustic wave resonators developed at the secondment institute to demonstrate its objectives. The applicant is an expert in the design, fabrication and characterization of nanomechanical microwave devices and will thus complement its skills by adding nanomagnetism and acoustics in his competences.