L'Agence nationale de la recherche Des projets pour la science

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  • BOLODISS Localisation des bosons dans les systèmes de spins désordonnés

    Localisation des bosons dans les systèmes de spins désordonnés
    Réunir les expériences par résonance magnétique nucléaire (RMN) et des méthodes théoriques numériques avancées pour comprendre la nature microscopique de la phase « verre de Bose » dans l'un de ses très rares représentants de taille thermodynamique : DTN dopé au Br, un composé de spins quantiques antiferromagnétique désordonné.

    Construire l’image microscopique du régime « verre de Bose » dans le composé DTN dopé
    A l’aide d’informations microscopiques obtenues par résonance magnétique nucléaire (RMN) et des simulations numériques avancées, nous étudions la physique en œuvre dans les antiferro-aimants quantiques exhibant une condensation de Bose-Einstein (CBE), et en particulier les effets de désordre pouvant induire une localisation des excitations bosoniques : la phase verre de Bose. En s’appuyant sur nos précédentes études par RMN de deux systèmes modèles purs, NiCl2-4SC(NH2)2 (dit DTN) et (C7H10N)2CuBr4 (dit DIMPY) [Phys. Rev. Lett. 109, 177206 (2012); Ibid. 111, 106404 (2013)], nous étudions leurs versions dopées. Les données RMN sur la distribution de polarisation de spins et sur leurs fluctuations, confrontées avec des résultats théoriques obtenus par des simulations Monte Carlo Quantique (QMC) et Groupe de Renormalisation de la Matrice Densité (DMRG) dans sa version « Matrix Product States » (MPS), nous permet d’établir une image microscopique des effets du désordre et de la dynamique du verre de Bose, et éventuellement d'observer la transition de localisation des bosons en interaction.



  • Target: CdS Petit ARN ciblant la séquence codante de l’ARNm : régulation négative d’expression par déstabilisation de l’ARNm en absence de répression de la traduction

    sRNA targeted to the mRNA coding sequence: mRNA destabilization in the absence of translational repression
    The molecular mechanism underlying the regulatory pathway(s) mediated by trans-encoded sRNA in Escherichia coli

    The molecular mechanism underlying the regulatory pathway(s) mediated by trans-encoded sRNA in Escherichia coli
    The potential of RNA molecules to exert regulatory functions in conjunction with auxiliary proteins has only recently been recognized and has emerged as a major field in molecular biology and biomedical research. In enterobacteria, such molecules constitute an ever-growing class of regulators of stress responses, metabolism and virulence. The majority of the known bacterial trans-encoded small RNAs (sRNAs) negatively regulate their target mRNAs by base pairing. This interaction leads to inhibition of translation and/or degradation of mRNA reducing the protein levels of the target gene. Whilst the first mechanism has ample experimental support, the messenger destabilization process, which is often regarded as a downstream consequence of generating untranslatable messengers, remains controversial in the absence of supporting data. However, a recent study strongly questions this assumption by reporting Salmonella MicC-ompD as the first example of RNase E dependent destabilization of an mRNA without primary effects on translation.
    After a decade of intensive research, we are beginning to have a full appreciation of the importance and prevalence of sRNAs in numerous and diverse means of gene regulation. Nevertheless, the molecular mechanism underlying sRNA-induced mRNA decay is largely unknown and has yet to be characterized in significant detail. The proposed research will add to our knowledge to explore it by using in vivo and in vitro experimental approaches.



  • TITUS Critères d’optimisation des alliages de TITane pour améliorer leur USinabilité

    TITUS
    Critères d’optimisation des alliages de TITane pour améliorer leur USinabilité

    Productivité des opérations d'usinage des alliages de titane
    L’introduction massive des composites a impacté les opérations d’assemblages, et notamment de perçage, qui consistaient jusqu’alors majoritairement à percer des alliages d’Aluminium entre eux. Aujourd’hui, les cas d’assemblage les plus courants sont des empilages hybrides composite/métal. Le coût du perçage d’un assemblage hybride est 10 fois plus élevé que celui d’un assemblage métal/métal, voire plus avec l’augmentation du diamètre. L’optimisation du perçage des empilages composites/titane passe nécessairement par une parfaite maîtrise du perçage des alliages de titane. Ce projet s’inscrit dans une démarche globale de maîtrise des coûts d’usinage des alliages de titane, en se concentrant sur l’opération de perçage avec pour objectif d’améliorer l’usinabilité des alliages de titane.
    Pour l’usineur, une usinabilité améliorée s’évalue par la combinaison simultanée des plusieurs critères tels que la durée de vie outil augmentée, les paramètres de coupe augmentés et la qualité de surface respectant les spécifications. En s'appuyant sur ces critères, le projet a pour objectifs de contribuer à l’optimisation des paramètres de coupe et à l‘optimisation du matériau pour trois nuances d’alliage de titane, en s’attachant à développer une analyse fine des phénomènes physiques mis en jeu dans le procédé d’usinage des alliages de titane. S’il est maintenant établi que suivant leur composition chimique et leurs traitements thermo-mécaniques, les alliages de titane présentent de fortes variations de capacités d’usinage, la compréhension des phénomènes reste un axe clé à approfondir en vue d’optimiser les conditions d’usinage en fonction des propriétés du matériau. Le but est d’améliorer la compréhension de base du phénomène d’usinage, d’identifier les propriétés matériaux (mécaniques, thermiques, métallurgiques) mises en jeux lors de cette opération, et d’optimiser les conditions d’usinage en fonction de ces propriétés.



  • METANEX La régulation métabolique de l’hypérexcitabilité neuronale: nouvelle stratégie du traitement de l’épilepsie.

    La correction du métabolisme cellulaire rend normale l'activité des neurones endomagés et donc pourrait devenir une stratégie thérapeutique pour le traitement des épilepsies.
    Plusieurs maladies neurologiques telles que les épilepsies et la maladie d’Alzheimer apparaissent suite à un défaut du métabolisme dans une région du cerveau. Nous avançons une hypothèse qu’une thérapie qui compense ce défaut doit être plus efficace que les thérapies « classique » car elle cible la cause plutôt que les conséquences.

    Les suppléments nutritifs naturels, pyruvate et corps cétonique, aident à réparer le défaut métabolique.
    Le cerveau consomme beaucoup d’énergie. La consommation augmente dans le cerveau endommagé. Si la nutrition n’est pas adéquate cela aggrave encore plus la défectuosité du cerveau en augmentant son besoin en substrats nutritifs. Ce cercle vicieux tourne et conduit vers le développement de la maladie. Au temps actuel plusieurs stratégies thérapeutiques, comme par exemple la restriction calorique et le régime cétogène, qui ciblent le métabolisme du cerveau ont démontré leur efficacité dans la prévention des maladies neurologiques. Un manque des connaissances sur les mécanismes de leur action empêche l’introduction des ces approches dans la clinique à l’échelle nationale. La compréhension de ces mécanismes est un des objectifs de ce projet. Nous avons enrichi la nourriture des souris malades avec des produits qui sont des aliments directs (substrats énergétiques) des cellules du cerveau. Nous avons obtenu une amélioration considérable de l’activité de leurs cerveaux ce qu’était démontré dans des expérimentations in vivo et in vitro.



  • Neurorelaps Identification et manipulation sélective des microcircuits neuronaux impliqués dans la rechute des comportements pathologiques de peur et d'addiction.

    Comprendre, pour prévenir, la rechute des comportements d’addiction aux drogues et de peur pathologique (stress post-traumatique).
    L’addiction aux drogues et les désordres anxieux, dont le stress post-traumatique, constituent deux enjeux majeurs de santé publique. Ces deux psychopathologies se caractérisent par un risqué élevé de rechute même après des rémissions de relative longue durée. Ce profil suggère une réorganisation qualitative des réseaux neuronaux traitant les stimuli en lien avec la drogue et le traumatisme. Néanmoins, cet aspect fait l’objet de très peu d’études.

    Des outils adaptés pour une étude des réorganisations neuronales impliquées dans la rechute des comportements d’addiction et de peur pathologique.
    Le caractère récurrent de l’addiction aux drogues et du stress post-traumatique pourrait dépendre de deux processus biologiques majeurs : 1. une modification à long terme de l’expression de protéines spécifiques qui provoquerait un changement quantitative du statut fonctionnel des neurones et de leur capacité à traiter les stimuli liés à la drogue ou au traumatisme, 2. une réorganisation qualitative des circuits neuronaux cérébraux traitant ces stimuli. Ces deux processus ne sont pas mutuellement exclusifs, mais il est particulièrement important d’évaluer le poids relatif des deux mécanismes afin de développer des stratégies thérapeutiques efficaces pour ces désordres comportementaux. Si l’étude des modifications d’expression protéique a fait l’objet de nombreuses études, très peu de travaux ont porté sur la réorganisation qualitative des réseaux neuronaux. Une des principales raisons est probablement d’ordre technologique. L'étude de la réorganisation des réseaux neuronaux implique l’analyse simultanée de l’activité électrophysiologique dans plusieurs neurones et régions cérébrales, chez l’animal se comportant. Il s’agit de l’une des techniques les plus complexes en Neuroscience. De plus, elle doit être couplée avec des modèles comportementaux qui, comme dans le cas de l’addiction, sont particulièrement difficiles à mettre en œuvre. Il n’y a pratiquement aucun laboratoire aujourd’hui qui réunisse les compétences conceptuelles et technologiques nécessaires. De plus, l’expertise complémentaire des deux principaux investigateurs, l’un pour l’addiction, l’autre pour le stress post-traumatique, constitue une valeur ajoutée. Très rarement addiction et stress post-traumatique ont été comparés. Or tous deux mettent en jeu des processus mnésiques et présentent un caractère récurrent. Une étude comparative de ces deux pathologies doit permettre de mieux cerner les mécanismes de leur dimension commune (la rechute) qui constitue l’enjeu clinique majeur.



  • SynthAx Synthèse énantiosélective de furanes et pyridines atropisomères par interconversion de chiralité centrale à axiale

    Combinaison de l’organocatalyse avec la conversion de la chiralité : Synthèse atroposélective d’hétérobiaryles
    Des nouveaux composés hétéroatropisomériques de type 4-aryl–furanes ou –pyridines énantiomériquement enrichis sont obtenus par organocatalyse énantiosélective permettant le contrôle de la chiralité centrée, suivie d’une étape d’aromatisation oxydante conduisant à la formation des atropisomères correspondants avec de hauts niveaux de conversion de la chiralité centrée à axiale.

    Atropisomeric 4-aryl–furanes ou –pyridines énantiomériquement enrichis
    Le projet SynthAx porte sur le contrôle de la chiralité d’édifices moléculaires atropisomériques complexes par conversion de chiralité centrée à axiale. Nos approches innovantes s’appuient sur l’organocatalyse énantiosélective pour le contrôle de la chiralité centrée couplée à une aromatisation oxydante qui génère la chiralité axiale. L’objectif est la construction atroposélective d’hétérobiaryles de type aryl–furanes et –pyridines optiquement actifs qui constituent un réel défi synthétique. En effet, contrairement aux atropisomères carbonés de type biaryle, les dérivés hétéoaromatiques correspondants ont été moins étudiés car bien plus difficiles à obtenir. Cela est le résultat d’une part du manque de méthodes synthétiques efficaces et suffisamment générales et d’autre part de barrières de rotation plus faibles en particulier dans le cas des atropisomères incorporant un cycle à cinq chaînons. La détermination des éléments structuraux nécessaires pour obtenir des atropisomères stables à température ambiante est basée sur une étude physico-chimique utilisant la HPLC chirale pour la mesure des barrières de rotation des produits.
    Les applications visées se situent dans le domaine de la synthèse totale énantiosélective de la (+)-streptonigrine, alcaloïde naturel qui possède un noyau 4-aryl pyridine et présente d’intéressantes activités antitumorales et antibiotiques et du développement de nouveaux organocatalyseurs par post-transformations sélectives.



  • SATIN Cuisson en moule des pains et biscottes; Maîtrise des risques chimiques et enjeux énergétiques

    SATIN vise à améliorer la qualité des pains de type pain de mie et biscotte.
    SATIN vise à développer des technologies résultant en un meilleur contrôle des risques chimiques associés au revêtement antiadhésif des moules et une réduction de l’énergie de cuisson.

    Stratégie « gagnant-gagnant ; réduction du risque chimique et de l’énergie de cuisson.
    Les produits de boulangerie sont susceptibles de contenir des contaminants néoformés (CNF) issus de précurseurs inoffensifs présents dans la pâte ainsi que des contaminants exogènes (CE) transférés du revêtement anti-adhésif du moule vers le pain. SATIN s’intéresse aux CE de type perfluorés (PFC comme les PFOS et PFOA) qui sont utilisés comme anti adhésif sur certains moules industriels. Les réglementations nationales et Européennes s’appuient sur des tests réalisés sur des moules neufs, alors que le risque de migration augmente avec le vieillissement de l’anti-adhésif. L’industrie manque d'outils pour suivre le vieillissement de l’antiadhésif et pour maîtriser le risque lié à la présence de CE et de CNF dans les pains.
    Les objectifs de SATIN sont i) de mettre en place une méthodologie de vieillissement de l’antiadhésif de moules de cuisson permettant d'évaluer la contamination de pains en CE et en CNF à partir d’équipements de tests développés dans le projet, ii) de mettre au point un équipement de test et un protocole permettant de détecter la fin de vie de l’antiadhésif, iii) de développer une structure de revêtement de moule innovante qui permettra d'atténuer le risque de transfert des PFC dans les produits et iv) de développer des systèmes de cuisson innovants permettant de réduire la température de cuisson et la consommation d’énergie.

    SATIN vise ainsi à une meilleure maîtrise du risque lié au CE et CNF et à une réduction des déchets chimiques liés à la remise à neuf du revêtement usé. SATIN contribuera ainsi à l'amélioration de la qualité des pains de type pain de mie et biscotte et aussi à l’évolution des réglementations françaises et européennes.



  • BHUTANEPAL Couplage sismique et mégaséismes le long de l’arc himalayen

    Couplage sismique et mégaséismes le long de l’arc himalayen
    Comme l'ont tragiquement démontré les récents tremblements de terre au Népal, l'un des problèmes les plus délicats pour améliorer l'évaluation de l'aléa sismique consiste à mieux prévoir la taille / ampleur des futurs grands (M> 8) tremblements de terre. Cela nécessite d'explorer de nombreuses questions fondamentales, mais non résolues en sciences de la terre: Qu’est-ce qui contrôle l'occurrence des grands tremblements de terre ? Comment les zones tremblement de terre sont-elles rechargées?

    Enjeux et objectifs
    Pour estimer les variations latérales de couplage sismique le long de l'arc himalayen, notre projet est focalisé autour de deux grands axes: la géométrie des structures de la croûte terrestre et la distribution des contraintes associée aux cycles sismiques. Nous cherchons notamment à améliorer notre compréhension des processus suivants:

    Les variations temporelles de la dynamique des frontières de plaques convergentes
    - Pour caractériser la déformation actuelle le long de l'arc himalayen
    - Pour décrire la relation entre les déformations actuelles et Holocène

    Les processus liés aux variations latérales dans les systèmes en chevauchement
    - Caractériser la variation latérale des structures
    - Estimer les déplacements actuels en surface le long de l'arc himalayen
    - Discuter de la robustesse d'une rupture de 700-800 km de long de l'est du Népal au Bhoutan
    - Discuter de l'effet du plateau de Shillong et de la syntaxe est himalayenne



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