12 ERC Starting Grant pour l'ETH Zurich

Les polymères (également connus sous le nom de plastiques) sont constitués de longues cha?nes de molécules, construites à partir de petites sous-unités (monomères). La construction de ces cha?nes est appelée polymérisation. La réaction inverse, la dépolymérisation, permettrait de réutiliser les monomères dans des polymères similaires ainsi que dans de nouveaux matériaux aux propriétés différentes et sur mesure. Athina Anastasaki, professeure de matériaux polymères au Département de science et ingénierie des matériaux, explorera, dans le cadre de sa subvention ERC, de nouvelles stratégies de dépolymérisation basées sur la polymérisation radicalaire contr?lée. Son objectif est de développer des méthodes de recyclage avancées pour les polymères.

La géologue structurelle Whitney Behr s'intéresse à la manière dont les failles et les zones de cisaillement se développent et se comportent mécaniquement aux frontières des plaques. Dans son projet ERC, elle cherchera à savoir si les dép?ts de sédiments à proximité des fosses de subduction influencent à la fois le type de séismes dans la zone de subduction et la vitesse à laquelle les plaques se rapprochent. Les zones de subduction provoquent les séismes les plus violents et sont des moteurs importants de la tectonique des plaques. Une meilleure compréhension de leur fonctionnement est donc fondamentale pour pouvoir prédire les risques sismiques à court terme et mieux comprendre la dynamique de la planète Terre sur de très longues périodes.

Alessandro Carlotto fait de la recherche en géométrie différentielle, la branche des mathématiques qui étudie les formes à partir de la notion de courbure. Son projet s'articule autour d'un réseau de problèmes, dont certains sont de nature "pure" et d'autres issus de la relativité générale, c'est-à-dire de la théorie d'Albert Einstein qui décrit la gravitation au moyen de la courbure de l'espace-temps. Un aspect clé de la recherche de Carlotto concerne l'interaction entre ces deux mondes. Par exemple, l'étude des surfaces minimales (ce sont des objets géométriques fascinants qui se comportent comme des bulles de savon) et du problème du plateau associé a été une force motrice dans le développement des mathématiques du 20e siècle. Ce problème est aujourd'hui assez bien compris. En revanche, son pendant intrinsèquement géométrique, qui est apparenté aux problèmes généraux de remplissage de Riemann ainsi qu'à une certaine notion de masse quasi-locale de systèmes gravitationnels isolés, est extrêmement difficile à saisir. L'objectif du projet est d'éclaircir certains de ces mystères.

Dans le monde entier, de nombreux efforts sont déployés pour effectuer des calculs complexes dans les circuits électriques à l'aide de principes de mécanique quantique. Parallèlement, la lumière est utilisée pour transmettre des informations quantiques sur de grandes distances. Yiwen Chu,Dans le cadre de son projet, la professeure assistante tenure-track en systèmes quantiques hybrides étudiera la manière dont ces deux technologies quantiques importantes pourraient être combinées afin de créer une sorte de réseau de télécommunication quantique. Pour ce faire, elle utilisera des états quantiques d'ondes acoustiques dans des matériaux cristallins afin de convertir l'information entre les domaines électrique et optique.

Rachael Garrettest professeure assistante en politique environnementale. Dans ses recherches, elle analyse les causes des changements d'affectation des sols dans les zones rurales et l'efficacité des politiques agricoles et de conservation. Avec la Starting Grant, Garrett veut comprendre les conditions dans lesquelles des mesures de gestion des cha?nes d'approvisionnement des entreprises alimentaires peuvent conduire à une meilleure protection des forêts tropicales et des moyens de subsistance dans les régions tropicales. Pour ce faire, le groupe de Garrett évaluera comparativement de telles mesures au Brésil, en Indonésie et en Afrique de l'Ouest. Sur cette base, les entreprises et les décideurs politiques recevront des recommandations très attendues sur la manière de préserver efficacement les forêts tropicales, la biodiversité et un climat stable tout en maintenant la production alimentaire.

Bernhard Haeupler,Le professeur Gartner, actuellement professeur associé à l'Université Carnegie Mellon, s'intéresse en tant qu'informaticien théorique aux systèmes distribués, à la théorie du codage (en réseau) et de l'information ainsi qu'à la conception d'algorithmes combinatoires. Son projet ERC vise à développer des algorithmes distribués universellement optimaux. De tels algorithmes s'adaptent de manière optimale à n'importe quel réseau pendant leur exécution. Il en résulte des performances exponentiellement plus rapides par rapport aux algorithmes actuels. Bien que très prometteurs pour les systèmes distribués et les systèmes complexes d'analyse de représentations graphiques, de tels algorithmes universellement optimaux n'existent pas encore.

Jordon Hemingway est un géochimiste isotopique, actuellement post-doctorant à l'université de Harvard. Il s'intéresse à l'évolution des cycles du carbone, du soufre et de l'oxygène sur la Terre. Avec son projet ERC, il souhaite mieux comprendre un aspect particulier de ces cycles : la composition des isotopes de l'oxygène dans le sulfate marin (SO₄) dans le passé. Ils constituent un indicateur de la manière dont la teneur en oxygène de l'atmosphère a évolué au cours de l'histoire de la Terre. Cependant, les mécanismes chimiques et biologiques qui ont produit ces indicateurs restent inexpliqués. Hemingway veut améliorer la compréhension mécanistique de ces indicateurs et déterminer plus précisément la teneur en oxygène de l'air dans le passé de la Terre. Les résultats permettront de mieux comprendre dans quelles conditions environnementales la vie s'est développée.

L'histoire de l'architecture est marquée par les architectes masculins, ils interprètent les constructions du point de vue de celui qui construit. L'historienne de l'architecture Anne Hultzsch veut en revanche se concentrer sur les utilisateurs et les utilisatrices. Elle veut montrer que la perception féminine en particulier est aussi pertinente pour l'histoire de l'architecture que la construction et la conception elles-mêmes. Pour ce faire, elle recherche des femmes qui ont décrit avec des mots les villes et leurs architectures aux 18e et 19e siècles. En s'appuyant sur des récits de voyage historiques, des manuels, des articles de presse et des textes scientifiques, elle explore le r?le que l'architecture a joué à certains moments de l'histoire.

Andreas Moor est professeur au Département des systèmes biologiques de l'ETH Zurich à B?le et spécialisé dans l'analyse de cellules biologiques individuelles dans des tissus complexes. On sait que les molécules d'ARN messager (transcription de l'ADN nécessaire à la fabrication des protéines) ne sont pas réparties uniformément dans de nombreuses cellules, mais qu'elles s'accumulent localement. Quelles en sont les conséquences pour les fonctions cellulaires ? Pour certains types de cellules, comme les cellules nerveuses, il existe des suppositions à ce sujet. Pour les cellules épithéliales, dont font partie les cellules de la muqueuse du tube digestif, on ne le sait pas. On ne sait pas non plus comment le gradient de concentration de l'ARN messager est maintenu dans les cellules. C'est sur ces questions que Moor va se pencher dans son projet ERC, afin de mieux comprendre comment les cellules fonctionnent à l'état sain et en cas de maladie.

Dans le cadre de ses recherches, il étudie Joaquim Serra équations différentielles partielles. Ces équations mathématiques décrivent de nombreux phénomènes naturels tels que les ondes, la chaleur, les potentiels électriques et gravitationnels, la dynamique des fluides et la mécanique quantique. Dans son projet ERC, il s'intéressera aux interfaces ou aux surfaces de séparation qui se comportent de la même manière que deux liquides non miscibles de même densité qui se déplacent dans une "lampe à lave" et forment des motifs décoratifs. Pour les décrire, ils utilisent des équations assez filigranes. Elles ont souvent de nombreuses solutions avec des structures exotiques, mais peu d'entre elles sont suffisamment stables pour qu'on puisse les observer dans la nature. L'objectif de Serra est de comprendre les propriétés de ces solutions observables. Pour ce faire, il tentera de transférer de manière appropriée les connaissances acquises ces dernières années lors de l'étude de modèles plus simples, afin de découvrir de nouvelles propriétés des équations filigranes.

L'UE, la Suisse et de nombreux autres pays utilisent des instruments de politique financière pour accélérer la transition vers une économie à faible émission de carbone. Toutefois, on ignore en grande partie comment de telles mesures de politique financière agissent sur la diffusion de nouvelles technologies, par exemple dans le secteur de l'énergie et des transports. Dans son projet ERC, il Bjarne Steffen, ma?tre-assistant au Département des sciences humaines, sociales et politiques, l'étudiera. Il utilisera pour cela une combinaison de méthodes de recherche sur l'innovation et d'économie financière. Dans son projet, il souhaite montrer comment une politique financière verte peut aider à combler les lacunes de financement lors de la restructuration imminente de l'économie.

Judit Szulágyi, actuellement encore ma?tre-assistante à l'Université de Zurich, étudie la formation des planètes. Depuis 1992, plus de 4000 planètes ont été découvertes en dehors de notre système solaire, et celles-ci présentent une grande diversité. Nous ne comprenons toutefois que partiellement comment cette diversité se forme. Dans son projet ERC, l'astrophysicienne étudiera la formation des planètes, des lunes et des systèmes planétaires entiers à l'aide de simulations informatiques complexes. Elle souhaite ainsi mieux comprendre comment notre système solaire s'est formé et comment les systèmes planétaires se forment dans l'univers. Gr?ce aux simulations informatiques, elle souhaite également prédire comment nous pouvons observer la formation des systèmes planétaires avec les télescopes actuels.

Dans sa recherche, le professeur assistant de l'ETH va de l'avant. Helmuth Gehartà la question de savoir comment les cellules tumorales ou les cellules souches interagissent avec leurs voisines et comment cela influence le destin de ces cellules. Cela aide le chercheur à comprendre les principes communs et spécifiques de la tumorigenèse et de la régénération normale des tissus. Dans son projet ERC, il veut développer une nouvelle méthode permettant de marquer ou de modifier génétiquement l'environnement cellulaire de chaque type de cellule souhaité dans un organisme vivant. Gehart veut ainsi étudier en détail l'environnement des cellules souches adultes et identifier l'environnement cellulaire dont les métastases tumorales ont besoin pour pouvoir s'implanter dans des tissus étrangers. Il veut en outre comparer la composition exacte des niches de cellules souches dans différents organes et découvrir ainsi de nouveaux mécanismes de régénération des tissus. Sur cette base, Gehart veut développer de nouvelles stratégies qui soutiennent la capacité régénératrice des organes ou qui limitent la croissance et la propagation des tumeurs.