Projets PHC Kolmogorov en cours [ru]

Le PHC (Partenariat Hubert Curien) Kolmogorov est un partenariat franco-russe de coopération pour la science et la technologie finançant des coopérations entre deux équipes de recherche.

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LAMSOL

Titre du projet : Multi-jonctions combinant silicium et matériaux III-V à partir de procédés basse température
Durée du projet : 2015-2017
Partenaire français : Jean-Paul Kleider, Laboratoire de Génie électrique et électronique de Paris, CNRS (UMR 8507)
Partenaire russe : Alexander Goudovskikh, Université académique de Saint-Pétersbourg, ASR

Description du projet LAMSOL

Le projet a pour objectif d’étudier une nouvelle voie de fabrication de cellules solaires à multi-jonctions sur silicium, à partir de procédés à basse température par ALD (Atomic Layer Deposition) assistée par plasma, dans une optique de réduction des coûts. Les matériaux visés sont des alliages du type GaP(N) et les efforts porteront notamment sur des caractérisations poussées de ces matériaux et de l’interface avec le silicium afin d’obtenir une meilleure passivation de l’interface par rapport à ce qui est obtenu aujourd’hui à partir des techniques d’épitaxie à plus haute température (MBE et MOCVD). La qualité de cette interface peut être critique dans les phénomènes de recombinaison des porteurs générés par la lumière, ce qui limite le rendement de conversion de l’énergie lumineuse en énergie électrique.

Nanocatalyseurs

Titre du projet : Nanocatalyseurs pour la conversion du CO2 en molécules d’intérêt en conditions supercritiques
Durée du projet : 2015-2017
Partenaire français : Nadine Essayem, Institut de recherches sur la catalyse et l’environnement de Lyon, CNRS (UMR 5226)
Partenaire russe : Léonid Koustov, Institut de chimie organique Zélinski, ASR, Moscou

Description du projet Nanocatalyseurs

Ce projet a pour objectif de relever le défi de développer de nouveaux catalyseurs dans le domaine de la valorisation du CO2 en molécules d’intérêt, par hydrogénation (vers des alcools, dérivés de l’acide formique, …) et par formation de liaisons C-C (synthèse de carbamates, carboxylation….). L’idée directrice pour concevoir des catalyseurs très actifs reposera sur la dependence entre taille et forme des nanoparticules de catalyseurs à base de métaux non nobles ou oxydes et les performances catalytiques. Par ailleurs, on attend de la mise en œuvre des réactions catalytiques en conditions CO2 supercritiques (CO2 solvant SC et réactif) pouvoir bénéficier des effets chimiques et physiques de ces milieux pour orienter favorablement les transformations catalytiques mais aussi developper une chimie durable en faisant appel à un solvant vert, une matière première abondante à valoriser, la mise en oeuvre de catalyseurs hétérogènes recyclables à base de métaux non nobles.

Channeloscopy

Titre du projet : Étude structure-fonction de canaux dépendants du potentiel et de leur mutants responsables de canalopathies cardiaques et neuronales
Durée du projet : 2015-2017
Partenaire français : Gildas Loussouarn, Institut du thorax, INSERM 1087, Nantes
Partenaire russe : Olga Sokolova, Université d’État Lomonossov, Moscou

Description du projet Channeloscopy

Cette collaboration va permettre d’associer l’expertise en microscopie électronique de l’équipe russe et l’expertise en électrophysiologie de l’équipe française afin de déterminer la relation structure/fonction de canaux ioniques dans le contexte de plusieurs pathologies. À cette fin, des canaux sauvages et mutants seront étudiés en microscopie électronique (structure) et en électrophysiologie (fonction). Cette collaboration se focalisera sur deux canaux ioniques. Ces canaux ont été sélectionnés car ils sont impliqués dans la physiopathologie de maladies chroniques. Pour le canal Kv7.1, deux mutations ont été sélectionné : une mutation gain de fonction et une mutation perte de fonction provoquant toutes deux des troubles du rythme cardiaque. Pour le canal Kv10.2, deux mutations ont aussi été séléctionné, liées cette fois-ci à une maladie du développement.

HepAmine

Titre du projet : Le métabolisme des polyamines comme nouvelle cible thérapeutique dans l’hépatite C chronique
Durée du projet : 2015-2017
Partenaire français : Birke Bartosch, Centre de recherche en cancérologie (INSERM U 1052), Lyon
Partenaire russe : Sergueï Kotchétov, Institut de biologie moléculaire Engelhardt, ASR, Moscou

Description du projet HepAmine

Environ 170 millions de personnes dans le monde sont chroniquement infectées par le virus de l’hépatite C. Les porteurs chroniques développent fréquemment des troubles métaboliques comme la résistance à l’insuline, le diabète ou la stéatose, qui accélèrent la progression de la maladie vers le cancer du foie. Ce projet vise à étudier le rôle de ces changements métaboliques dans la réplication du VHC ainsi que dans la pathophysiologie associeé. L’objectif est de développer des stratégies thérapeutiques qui bloquent le virus et au même temps la progression de la maladie vers le cancer du foie. L’étude se focalisera sur les polyamines, une famille de molécules qui joue un rôle primordial non seulement dans le contrôle du métabolisme cellulaire mais aussi dans l’inflammation hépatique.

UNI-QD

Titre du projet : Propriétés d’émission contrôlée dans les nanostructures par utilisation de nanocristaux semiconducteurs fluorescents intégrés dans des cristaux photoniques unidimensionnels
Durée du projet : 2015-2017
Partenaire français : Igor Nabiev, Laboratoire de Recherche en Nanosciences, LRN-EA4682, Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)
Partenaire russe : Vladimir Oleïnikov, Laboratoire de Biophysique Moléculaire, Institut Chémiakine-Ovtchinnikov de Chimie Bioorganique, ASR

Description du projet UNI-QD

Ce projet de recherche collaborative concerne une nouvelle génération de nanostructures basée sur des cristaux photoniques à une dimension dopés avec des nanocristaux semiconducteurs fluorescents ayant une longueur d’onde d’émission contrôlée et une forte efficacité de fluorescence. L’objectif majeur de ce programme est de contrôler parfaitement l’élaboration de telles nanostructures, d’analyser leurs propriétés et de comprendre les principes photophysiques permettant d’aboutir aux propriétés de fluorescence désirées. En pratique, ce projet propose d’utiliser une nouvelle approche permettant de doper des cristaux photoniques (CPs) à une dimension avec des nanocristaux (quantum dots = QDs) afin de pouvoir utiliser de fortes concentrations de QDs et surtout d’obtenir une distribution homogène de ces QDs dans les CPs. Ces paramètres sont de première importance pour contrôler les propriétés des matériaux hybrides et l’insertion des QDs dans les CPs sera optimisée en fonctionnalisant la surface des QDs avec des espèces possédant une forte affinité avec la matrice et en choisissant les solvants et les procédures de dopage adéquates.
La base du projet concernera donc le développement de la synthèse des espèces à greffer en surface et des techniques permettant de substituer ces espèces aux ligands habituellement présents à la surface des QDs. Deux types de CPs seront testés pour réussir à obtenir des nanostructures à forte émission et à longueur d’onde contrôlable. Le premier type de CPs sera constitué de cristaux liquides choléstériques pouvant s’arranger en structures ordonnées et dont les caractéristiques peuvent être contrôlées par irradiation ou champ électrique. De tels systèmes peuvent être utilisés dans l’ingénierie de composants pour l’affichage, l’enregistrement et le stockage d’information. Les deuxièmes structures photoniques seront des microcavités à base de silicium poreux qui sont utilisées comme capteurs pour la détection de composés organiques et inorganiques mais également en spectrométrie de masse et dans les lasers. Ce projet devrait permettre d’obtenir des nouvelles nanostructures hybrides avec une émission des QDs stimulée grâce à l’utilisation des CPs. Le couplage des deux types CPs et des QDs sera étudié et les performances des deux systèmes comparés.
Les résultats du projet serviront à la mise au point de systèmes lasers miniaturisés et d’une nouvelle génération de composants à forte efficacité pour l’affichage, l’enregistrement et le stockage de données. Ce projet de recherche collaborative concerne une nouvelle génération de nanostructures basée sur des cristaux photoniques à une dimension dopés avec des nanocristaux semiconducteurs fluorescents ayant une longueur d’onde d’émission contrôlée et une forte efficacité de fluorescence. L’objectif majeur de ce programme est de contrôler parfaitement l’élaboration de telles nanostructures, d’analyser leurs propriétés et de comprendre les principes photophysiques permettant d’aboutir aux propriétés de fluorescence désirées. En pratique, ce projet propose d’utiliser une nouvelle approche permettant de doper des cristaux photoniques (CPs) à une dimension avec des nanocristaux (quantum dots = QDs) afin de pouvoir utiliser de fortes concentrations de QDs et surtout d’obtenir une distribution homogène de ces QDs dans les CPs. Ces paramètres sont de première importance pour contrôler les propriétés des matériaux hybrides et l’insertion des QDs dans les CPs sera optimisée en fonctionnalisant la surface des QDs avec des espèces possédant une forte affinité avec la matrice et en choisissant les solvants et les procédures de dopage adéquates.
La base du projet concernera donc le développement de la synthèse des espèces à greffer en surface et des techniques permettant de substituer ces espèces aux ligands habituellement présents à la surface des QDs. Deux types de CPs seront testés pour réussir à obtenir des nanostructures à forte émission et à longueur d’onde contrôlable. Le premier type de CPs sera constitué de cristaux liquides choléstériques pouvant s’arranger en structures ordonnées et dont les caractéristiques peuvent être contrôlées par irradiation ou champ électrique. De tels systèmes peuvent être utilisés dans l’ingénierie de composants pour l’affichage, l’enregistrement et le stockage d’information. Les deuxièmes structures photoniques seront des microcavités à base de silicium poreux qui sont utilisées comme capteurs pour la détection de composés organiques et inorganiques mais également en spectrométrie de masse et dans les lasers. Ce projet devrait permettre d’obtenir des nouvelles nanostructures hybrides avec une émission des QDs stimulée grâce à l’utilisation des CPs. Le couplage des deux types CPs et des QDs sera étudié et les performances des deux systèmes comparés. Les résultats du projet serviront à la mise au point de systèmes lasers miniaturisés et d’une nouvelle génération de composants à forte efficacité pour l’affichage, l’enregistrement et le stockage de données.

MAXSS

Titre du projet : Atmosphere-Ocean System Extremes using Sensor Synergy and modelling
Durée du projet : 2015-2017
Partenaire français : Bertrand Chapron, Laboratoire d’océanographie spatiale, IFREMER, Brest
Partenaire russe : Vladimir Koudriavtsev, Université d’État d’hydrométéorologie, Saint-Pétersbourg

PERMACAR

Titre du projet : Comportement du carbone organique et des éléments traces associés dans les zones de pergélisol
Durée du projet : 2017-2019
Partenaire français : Stéphane Audry, Géosciences Environnement Toulouse
Partenaire russe : Sergueï Kirpotine, Université d’État de Tomsk 

Description du projet PERMACAR

En s’intéressant au fonctionnement biogéochimique des lacs thermokarstiques sibériens, et en particulier au compartiment sédiment, ce projet vise à combler un manque flagrant de connaissances de la communauté scientifique sur la contribution de ces objets lacustres au cycle du carbone et éléments traces associés en contexte de changement climatique.
L’objectif majeur de ce projet de recherche est donc de caractériser finement les relations existant entre les processus de dégradation de la matière organique (MO) au cours de la diagenèse précoce et le comportement du carbone organique (CO), des gaz à effet-de-serre (GES) et des éléments traces dans les milieux lacustres boréaux riches en MO, en précisant la dynamique des espèces rédox dans les sédiments et la colonne d’eau.
Outre sa composante pluridisciplinaire (géochimie, microbiologie, limnologie, pédologie), le caractère innovant du présent projet se situe dans l’étude de la zone à pergélisol continu de la Sibérie Occidentale qui permettra d’étudier l’effet du climat (actuel et passé) sur le stockage et le recyclage du CO et des éléments traces associés dans des sédiments de lacs thermokarstiques. Ce projet devrait permettre, également pour la première fois, de quantifier les stocks de CO dans les sédiments des lacs sur tout le gradient de la zone de pergélisol ; les seules estimations disponibles jusqu’à présent ne concernant que la zone boréale sans pergélisol.

MICRA

Titre du projet : Multiple-scale Interactions in Convection Regions of the north Atlantic
Durée du projet : 2017-2019
Partenaire français : Bernard Barnier, Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement
Partenaire russe : Sergueï Goulev , Institut d’océanologie P.P. Chirchov 

Description du projet MICRA

L’objectif est de décrire les mécanismes qui pilotent la convection profonde dans l’océan Atlantique Nord aux latitudes subpolaires et de quantifier leurs rôles respectifs dans la génération de la variabilité décennale à multi-décennale de la couche de mélange océanique et la production des masses d’eau de profondeurs intermédiaires. Pour atteindre cet objectif, nous allons développer une approche intégrée, alliant l’analyse par des techniques avancées des observations historiques collectées dans cette région avec des modèles numériques à très haute résolution permettant de simuler l’évolution de la circulation océanique et de la banquise dans cette région. Les observations nous permettrons de décrire les principales évolutions des propriétés de l’océan dans les régions de convection et de valider les modèles, ces derniers nous donnant accès à la compréhension détaillée des processus à l’œuvre.

SUFNANO3

Titre du projet : Catalyseurs à phases sulfures nanométriques trimétalliques NiMoWS et CoMoWS pour le traitement des coupes pétrolières et résidus
Durée du projet : 2017-2019
Partenaire français : Carole Lamonier, Unité de Catalyse et Chimie du Solide
Partenaire russe : Pavel Nikoulchine , Université technique d’État de Samara 

Description du projet SUFNANO3

Un des principaux procédés de raffinage est l’hydrodésulfuration, effectuée sous haute pression d’hydrogène et à haute température, permettant d’éliminer le soufre des coupes pétrolières afin de respecter les normes environnementales tolérant actuellement en Europe au plus 10 ppm de soufre. Les catalyseurs d’hydrotraitement ou d’hydrodésulfuration sont constitués de sulfures métalliques dispersés sur un support. Généralement, les unités sont chargées avec des catalyseurs à l’état oxyde qui sont sulfurés pour former les sulfures métalliques. Les espèces métalliques actives utilisées sont le plus souvent les phases sulfures des couples métalliques de type « CoMo », « NiMo » ou « NiW ». La préparation du catalyseur peut permettre d’augmenter ses performances catalytiques si on maximise la quantité de phase active, en utilisant par exemple des précurseurs de Mo ou W sous forme d’hétéropolyanions et/ou encore des agents organiques complexants. Un catalyseur massique (non supporté) trimétallique NiMoW a été développé industriellement et est commercialisé sous le nom de « NEBULA », il présente des propriétés catalytiques bien meilleures que celles des catalyseurs NiMo ou CoMo. L’amélioration des performances catalytiques a été attribuée à la formation d’une phase sulfure mixte NiMoWS plus efficace que les phases sulfures NiMoS ou NiWS séparées. Néanmoins, le principal désavantage de ce catalyseur massique est son prix en raison de la quantité importante de métaux présents.
Dans ce travail original, nous proposons pour la première fois d’utiliser des hétéropolyacides mixtes tungstène-molybdène dont la préparation peut être parfaitement contrôlée à l’échelle moléculaire, et qui permettent d’introduire au sein d’une même entité chimique le tungstène et le molybdène responsables de l’activité catalytique. Des catalyseurs trimétalliques NiMoWS supportés seront donc préparés à partir de solutions d’imprégnations contenant les hétéropolyacides mixtes de type H4[SiW12-nMonO40] et du nickel/cobalt complexé par un agent organique. Dans ce projet, nous étudierons aussi les effets de l’utilisation de supports mésostructurés ayant en particulier une distribution poreuse adaptée au traitement des charges lourdes avec des diamètres de pores dans la gamme des 10-20 nm.
L’objectif de ce travail est de développer un catalyseur d’hydrotraitement innovant, efficace dans le traitement des coupes lourdes du pétrole et résidus en contrôlant la formation à l’échelle nanométrique de la phase active mixte Ni(Co)MoWS. La corrélation entre la nature et la quantité de phase active et les performances catalytiques nous permettra de proposer un catalyseur « à façon » selon la coupe pétrolière à hydrodésulfurer.

DECATMEMB

Titre du projet : Development of new catalytic membrane reactors for hydrogen energy, water treatment and biobased chemistry by physical and chemical modification of the membrane volume and / or surface
Durée du projet : 2017-2019
Partenaire français : Marc Cretin, Institut européen des membranes
Partenaire russe : Victor Nikonenko, Université d’État du Koubane 

Description du projet DECATMEMB

The objective of the joint investigations is the scientific and technological progress in the field of catalytic membrane reactors. The particular objective is the development of scientific basis for new technologies of globally competitive membranes and membrane reactors aimed at intensifying and improving the selectivity of coupled processes of catalysis and mass transfer used in hydrogen energy, water treatment and production of valuable organic acids.

Formalas

Titre du projet : Formation et étude des propriétés des nanostructures dans les matrices diélectriques par impulsions laser
Durée du projet : 2017-2019
Partenaire français : Tatiana Itina, Laboratoire Hubert Curien
Partenaire russe : Vadim Veïko, Université ITMO 

Description du projet Formalas

Le but du projet est d’étudier l’organisation des nano-objets dans les matrices diélectriques par un rayonnement laser avec une durée d’impulsion courte et ultracourte. Les structures fabriquées seront utilisées pour le développement de la technologie de fabrication de micro et nano- systèmes avec des propriétés photochromique et plasmoniques uniques. Une attention particulière sera accordée à l’élaboration des principes et des propriétés des approches de contrôle à base d’un traitement laser court et ultracourte multi-impulsionnel des nanocomposites poreuse. Le projet permettra de déterminer les conditions de fabrication de matériaux composites à base de verres avec un contenu différent et dispersion de particules d’argent, le cuivre, le bismuth, et d’autres. Les métaux appropriés pour la création de nanostructures présentant de nouvelles propriétés sous l’action d’un rayonnement laser. Nous proposons mettre au point des techniques nouvelles et adapter des techniques existantes de la caractérisation des processus de formation de nanostructures en volume des matériaux nanocomposites à base de verre, ainsi que les conditions établies de l’organisation de ces nanostructures. Tout cela permettra non seulement d’appliquer ces méthodes/technologies en utilisant des systèmes laser existants et en développant des modèles numériques, mais aussi d’améliorer les performances et de créer de nouveaux éléments de la technologie des microsystèmes. Le projet de recherche proposé a pour objectif de mieux maitriser la formation des structures périodiques par laser ultra-brève dans les matrices diélectriques avec des inclusions ou nanocomposites. Les études proposées sont liées à la dynamique d’interaction laser ultra-brève avec des matériaux composés des nano-objets inclus dans des matrices diélectriques sous exposition séquentielle ultra-courte avec une densité d’énergie, durée d’impulsion et des intervalles de temps entre les impulsions variables aux fins d’optimiser les conditions du traitement par ablation laser.

QCL

Titre du projet : Research and development of the single-frequency mid-infrared quantum cascade lasers
Durée du projet : 2017-2019
Partenaire français : Adel Bousseksou, Institut d’électronique fondamentale
Partenaire russe : Grigori Sokolovski, Institut physico-technique A.F. Ioffé 

publié le 06/07/2017

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