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Projets financés en 2013

Le territorial analysé par son métabolisme : modélisation et fouille de données appliquées à l’écologie territoriale

Serge FENET - LIRIS / DM2L – UMR 5205)

Dans le contexte des grands enjeux environnementaux et écologiques contemporains et futurs, les villes et territoires jouent un rôle qui va s'avérer de plus en plus incontournable. Concentrant un nombre sans cesse croissant d'habitants, consommant de grandes quantités de ressources, générant pollution et déchets et occupant de plus en plus de terres arables, les grands centres d'activités urbains impactent en effet toutes les échelles et contribuent à des transformations profondes de la biosphère.
L'objectif de ce projet est de décrire et d’analyser le fonctionnement de ces territoires urbains (au sens large). Il s'agira tout d'abord de quantifier les flux de matières fabriquées, stockées, importées et exportées, puis de comprendre et d'analyser ces circulations énergétiques et matérielles au sein des territoires, mais aussi entre territoires. Pour ce faire, nous prendrons en compte à la fois les dimensions spatiales (portée des flux, effets à distance, impacts multi-échelles) et temporelles (effets différés, dynamiques non linéaires, effets de seuil, hystérésis) pour bâtir un modèle du métabolisme urbain, et nous nous baserons sur les connaissances extraites par un processus de fouille et d'apprentissage automatique sur les données liées aux agglomérations Lyonnaise et Grenobloise. Nous nous intéresserons ensuite à la caractérisation de la résilience de ce modèle par rapport à des perturbations réalistes, et chercherons à calculer et à tester des stratégies de gestion urbaine permettant de maximiser cette résilience dans le contexte de plusieurs scénarios de durabilité.


 

Utilisation de la transformée en ondelettes pour le seuillage, la modélisation des effets mixtes et la classification des signaux  électrophysiologiques : étude des effets exogènes et endogènes du speech ABR

Rafael LABOISSIERE - LPNC - UMR 5105

Dans ce projet, nous proposons la mise en place d’une nouvelle chaîne d’acquisition de potentiels évoqués auditifs. Cette nouvelle chaîne nous permettra d’actualiser le matériel utilisé en routine clinique afin de préparer le choix futur de l’équipement de diagnostic à l’Hôpital Édouard Herriot. Cette chaîne d’acquisition devrait permettre le traitement en temps réel des
réponses auditives évoquées dans le tronc cérébral, ce qui nécessite une carte d’acquisition ainsi que des ordinateurs et des logiciels spécialisés.

Les expériences que nous comptons réaliser porteront sur deux thèmes : 1/ Influences exogènes et endogènes de la catégorisation phonémique dans le speech ABR. 2/ Corrélats neurophysiologiques de la compréhension de la parole dans le bruit.


 

Physique de la cavitation de la sève dans les arbres

Philippe MARMOTTANT - LIPhy - UMR 5588

La sève ascendante dans les arbres peut se trouver sous des pressions négatives pouvant atteindre -100 bar. Dans ces conditions, la sève est à l'état liquide métastable et peut caviter, formant brutalement des bulles et causant l'embolie partielle ou totale de l'arbre, principalement par temps sec. En parallèlle, des émissions acoustiques se produisent, et il est supposé dans la littérature que leur origine pourrait être la nucléation des bulles de cavitation. Il n’existe cependant aucune observation directe.
Nous proposons un dispositif original qui permet d’observer optiquement des échantillons de bois sous tension hydrique, et d’enregistrer simultanément les émissions acoustiques. Ce dispositif devrait permettre de répondre à la question de l'origine exacte des sons dans l'arbre sous stress hydrique, et de comprendre la physique de la propagation des embolies dans le réseau des canaux de bois.


 

Modélisation des effets de la diffusion anormale dans les cellules

Hugues BERRY, INRIA Rhône-Alpes, Lyon

Des expériences récentes ont rapporté que la diffusion dans la plupart des compartiments intra-cellulaires (membrane, cytoplasmes, noyaux) est anormale et sous-diffusive (non-Brownienne). Ces observations témoignent du fait que, fondamentalement, les milieux cellulaires doivent être considérés comme spatialement inhomogènes et mal connectés. Nous souhaitons évaluer l’impact de ces caractéristiques sur les réactions biochimiques qui se déroulent dans la cellule. Pour cela nous nous proposons d'une part de développer de nouvelles approches mathématiques de la sous-diffusion anormale et, d'autre part, de coupler ces théories avec des simulations basées agents, pour évaluer l'impact que la diffusion anormale pourrait avoir sur une sélection de modules élémentaires de signalisation intracellulaire.


 

Modèles de graphes pour l’étude des causes et des conséquences du comportement de dispersion chez les oiseaux DISPER-GRAPH

Hamamache KHEDDOUCI, LIRIS

L’objectif de notre projet est de modéliser, analyser et comprendre les différents graphes associés aux mouvements de dispersion dans des populations naturelles d’oiseaux dans le but de comprendre les causes et conséquences de la dispersion sur les composantes de la valeur sélective individuelle (survie et succès reproducteur).


 

Modèles théoriques de l'Hétérochromatine : entre répression de la transcription et transcription pour la répression

Cédric VAILLANT - LPENS - UMR 5672

Les chromosomes eucaryotes sont ainsi en général composés de deux types de domaines épigénétiques structurels et fonctionnels chromatiniens: l' euchromatine, ouverte et généralement accessible, où l'on retrouve la plupart des gènes actifs et l'hétérochromatine, fortement condensée, riche en éléments transposables et en séquences répétées. D'un point de vue fonctionnel, l'hétérochromatine contrôle plusieurs aspects fondamentaux du fonctionnement nucléaire comme la répression de la transcription des séquences sous-jacentes et voisines ou l'activation et la répression de certaines interactions à longue distance impliquées notamment dans la régulation du développement. En effet, l'hétérochromatine est étroitement associée à la différentiation cellulaire, que ce soit dans les organismes unicellulaires où elle contrôle le type cellulaire et la reproduction sexuée ou dans les organismes multicellulaires où est impliquée dans la maintenance de l'identité cellulaire. On distingue deux types d'hétérochromatine : (i) l'heterochromatine constitutive associée aux séquences répétées et éléments transposables garantissant l'intégrite génomique des cellules ; (ii) l'heterochromatine facultative typiquement associée aux genes regulés au cours du développement. Malgré son importance, les mécanismes de formation, de régulation, d'héritabilité épigénétique et surtout la manière dont ce type de chromatine exécute ces différentes fonctions sont encore assez mal connues. En étroite collaboration avec des biologistes, ce projet vise à mettre en place les approches théoriques permettant la modélisation des différents modes d'héterochromatinisation observés chez l'organisme modèle S. pombe. En particulier et notre étude théorique se concentrera sur la caractérisation du couplage entre hétérochromatine et métabolismes des ARN nucléaires intervenant dans la régulation de la différentiation sexuelle. La modélisation du système se basera sur des méthodes analytiques et numériques issues de la physique statistique et permettra de formuler des prédictions vérifiables expérimentalement.

Figure : "Exprimer pour mieux reprimer" in Transcriptional Scaffolds for Heterochromatin Assembly, H. P. Cam, E.S. Chen  and S.I.S. Grewal, Cell 136 (2009) 620-614