ERC Starting Grant : nouveau record pour l'ETH Zurich

De minuscules ferrys devraient un jour naviguer dans les vaisseaux sanguins du corps humain et transporter avec précision des médicaments à des endroits difficiles à atteindre, afin de soigner des maladies comme le cancer par exemple. Les microphones existent déjà, mais ils ne sont pas prêts à être utilisés dans le corps humain ou animal pour plusieurs raisons. Daniel Ahmed est un spécialiste de la micro et de la nanorobotique. Dans son projet ERC, il prévoit de dépasser les limites existantes et de développer de petits robots qui peuvent être actionnés aussi bien par des ultrasons que par des champs magnétiques et qui se prêtent à une utilisation dans des modèles animaux.

Ueli Angstest un ingénieur civil spécialisé dans la corrosion. Son projet ERC porte sur les procédés électrochimiques pour protéger les infrastructures à base d'acier contre les dommages causés par la corrosion. Pour ce faire, Angst et son équipe combineront des méthodes issues de la science de la corrosion et des sciences environnementales avec la modélisation des processus de transport dans les matériaux poreux. La corrosion des infrastructures telles que les ponts et les pipelines cause des dommages considérables à la société. Rien que dans l'UE, les co?ts estimés des infrastructures corrodées s'élèvent à 250 milliards d'euros par an, et la tendance est à la hausse.

Kristy Deiner est écologiste et spécialiste de la protection de la nature. Elle étudie les causes et les conséquences de l'appauvrissement de la biodiversité animale et végétale en eau douce et sur terre. Deiner consacre sa bourse ERC à la surveillance de la biodiversité à l'aide de méthodes génétiques inédites, qui permettent de détecter des espèces à partir de traces d'ADN dans l'environnement. L'extinction mondiale des espèces menace les services écosystémiques tels que la nourriture ou les médicaments. L'analyse de l'ADN animal et végétal dans l'environnement renseigne de manière efficace sur la présence d'espèces et permet ainsi de prendre de meilleures décisions en matière de protection de la nature.

Daniela Domeisen étudie comment les processus du système climatique sont couplés entre eux et comment de telles interactions peuvent être utilisées pour des prévisions météorologiques à long terme. Dans son projet ERC, elle étudie les moteurs et la prévisibilité des vagues de chaleur. Celles-ci devraient devenir plus fortes et plus fréquentes avec le changement climatique. Les modèles actuels ne peuvent toutefois pas prédire plusieurs semaines à l'avance quand les vagues de chaleur se produiront. En effet, les scientifiques ne comprennent pas encore parfaitement les facteurs qui poussent à ces événements extrêmes, c'est-à-dire par exemple comment la surface des terres et des océans interagit avec l'atmosphère. En améliorant la compréhension des vagues de chaleur dans une hiérarchie de modèles, Domeisen veut fortement améliorer leur prédictibilité.

Mohsen Ghaffari travaille sur les bases théoriques du calcul distribué et parallèle. Il développe des algorithmes pour des systèmes dans lesquels plusieurs ordinateurs interagissent pour résoudre le problème. Dans son projet ERC, il prévoit de s'attaquer à certains problèmes très centraux des algorithmes de graphes distribués. Par exemple, la question ouverte depuis des décennies de savoir si ces algorithmes ont besoin d'être aléatoires pour être efficaces. En outre, le projet a pour objectif de développer des algorithmes efficaces et massivement parallèles qui permettront à un groupe d'ordinateurs de résoudre ensemble de grands problèmes de manière efficace.

Marco Hutter est professeur à l'Institut de robotique et de systèmes intelligents. Il s'est spécialisé dans le développement de robots marcheurs à quatre pattes capables de se déplacer de manière autonome. Dans son projet ERC, il prévoit d'améliorer la mobilité de ces robots à l'aide de nouvelles méthodes d'apprentissage automatique et de les rendre aptes à se déplacer de manière autonome sur des terrains très difficiles. ? l'avenir, de tels robots pourraient effectuer des t?ches désagréables ou dangereuses pour l'homme, par exemple dans des zones sinistrées, des égouts, des mines ou sur des plateformes offshore.

Pour nourrir la population mondiale, l'agriculture a besoin dans le monde entier de grandes quantités d'engrais azotés (ammoniac). Celui-ci est aujourd'hui en grande partie produit industriellement selon le célèbre procédé Haber-Bosch, ce qui génère beaucoup de CO₂ Un pour cent des émissions mondiales de CO₂-Les émissions de CO2 sont dues à ce seul procédé. L'électrochimiste Victor Mougel,Le professeur de chimie inorganique, M. G., prévoit de développer une technologie alternative, plus efficace en termes d'énergie et de CO₂-L'objectif est de développer une méthode neutre pour la production d'ammoniac. Au centre de ce projet se trouve une nouvelle classe d'électrocatalyseurs que Mougel souhaite développer selon le principe de fonctionnement d'une enzyme existant dans la nature (nitrogénase).

Randall Platt,Le professeur Gérard Boulanger, professeur au Département des systèmes biologiques de l'ETH Zurich à B?le, développe de nouveaux outils moléculaires dans le but de mieux étudier et contr?ler les cellules saines et malades. Il a récemment créé un "enregistreur de données" biologique qui enregistre l'activité des gènes dans les cellules. Sur cette base, Platt souhaite développer dans son projet ERC une sorte de cellule sentinelle qui pourrait être placée dans l'intestin et y surveiller et enregistrer les processus biochimiques. De telles cellules sentinelles pourraient un jour être utilisées comme capteurs vivants dans le diagnostic médical.

Sebastian Schemm explore - à l'interface entre la météo et le climat - les relations entre la physique des nuages et la circulation dans l'atmosphère. Il veut comprendre la physique fondamentale qui est à l'origine de la variabilité quasi chaotique de l'atmosphère. Il souhaite en outre découvrir le r?le des nuages, de la convection, du rayonnement et de la turbulence dans la formation d'états inhabituels de l'atmosphère. L'objectif à long terme est de mieux comprendre comment se forment les situations météorologiques rares, les saisons extrêmes et les variations du cycle annuel. En outre, Sebastian Schemm veut créer une nouvelle base physique pour leur représentation dans les modèles météorologiques et climatiques.

L'eau dure - c'est-à-dire celle qui contient beaucoup de calcaire ou d'autres minéraux - provoque des dép?ts dans les chaudières ou les conduites d'eau chaude. Ce tartre réduit l'efficacité énergétique des applications industrielles et peut colmater les membranes filtrantes. Thomas Schutziusest un expert en nano-ingénierie et en surfaces. Dans son projet ERC, il étudiera en détail comment se forme le tartre. Il prévoit en outre de développer des surfaces qui, gr?ce à une interaction intelligente entre le matériau et la structure, empêchent le calcaire ou d'autres minéraux de s'y déposer.

?tudié dans le domaine du génie chimique Chih-Jen Shih la morphologie, la dynamique, les forces moléculaires et les phénomènes de transport des interfaces de nanomatériaux. Son projet ERC a pour objectif de contr?ler le mouvement et l'orientation des excitons - qui sont des quasi-particules électriquement neutres - dans les assemblages de nanomatériaux. Son approche comprend des procédés chimiques pour le développement de surfaces de nanomatériaux qui pourraient en fin de compte guider les interactions des excitons. Si cette idée aboutit, l'efficacité de la conversion de l'électricité en lumière dans les écrans et les diodes électroluminescentes modernes pourrait être doublée, ce qui réduirait considérablement la consommation d'énergie dans l'électronique mobile.

Veerle Sterken étudiera notre voisinage interstellaire immédiat dans le cadre de son projet ERC. Pour ce faire, elle étudiera les trajectoires des particules de poussière qui se déplacent dans le système solaire. Dans son travail, elle combinera des simulations informatiques avec des mesures par satellite. Cela lui permettra de délimiter les propriétés des particules de poussière dans le nuage interstellaire local et d'étudier la structure dynamique de ce que l'on appelle l'héliosphère. Sur la base de ces résultats, elle étudiera également la manière dont les autres étoiles interagissent avec leur environnement et comment notre système solaire a évolué au fil du temps au cours de son voyage à travers notre galaxie.

Vincent Tassion étudie les modèles mathématiques de la mécanique statistique. Ces modèles décrivent des mécanismes qui, en physique, conduisent à des transitions de phase. Les processus de percolation, qui constituent le thème principal de son projet ERC, sont un exemple de tels modèles. La théorie de la percolation étudie comment des entrées aléatoires indépendantes, réparties uniformément sur une grille ou dans l'espace, conduisent à des structures macroscopiques - la propagation d'épidémies ou d'incendies de forêt en est un exemple. Un certain nombre de résultats fondamentaux ont amélioré la compréhension de la percolation, mais certaines questions fondamentales restent sans réponse. Tassion entend répondre à certaines d'entre elles en établissant de nouveaux liens entre la théorie de la percolation et d'autres domaines des mathématiques ou de l'informatique théorique.

Laurent Vanbever s'occupe des réseaux informatiques tels qu'Internet ou les grands centres de données. Il s'intéresse notamment à la manière dont de tels réseaux sont exploités. Avec son groupe, Vanbever développe des systèmes qui contr?lent les grands réseaux et garantissent leur disponibilité et leur performance de manière optimale. Dans son projet ERC, Vanbever veut générer automatiquement et correctement les commandes des appareils de réseau sur la base d'exigences supérieures. L'automatisation d'aspects décisifs du contr?le permettrait à l'avenir d'exploiter les réseaux de manière non seulement plus fiable, mais aussi plus flexible et plus performante.

Les mémoires à changement de phase offrent une alternative intéressante aux appareils traditionnels à base de silicium. Maksym Yarema Dans le cadre de son projet ERC, il étudiera des matériaux à changement de phase à l'échelle nanométrique et des dispositifs de stockage fabriqués à l'aide de procédés peu co?teux, efficaces en termes de matériaux et basés sur des liquides. Du c?té des matériaux, il se concentrera sur les nanoparticules collo?dales et les encres moléculaires, qui lui permettront de contr?ler la taille des matériaux à changement de phase jusqu'au niveau moléculaire. Les nanomatériaux collo?daux sont idéaux pour étudier les transitions de phase et la dynamique structurelle à haute température. Du c?té des appareils, ces nanomatériaux se prêtent à la fabrication et à l'exploitation de nouveaux types de mémoires à faible consommation d'énergie.