Bourses ERC Synergy 2023 : deux résultats remarquables pour l'ENS-PSL

L’ENS-PSL est fière de compter 2 projets lauréats :

WHIRLS: Impact des mouvements tourbillonnaires à fine échelle de l'océan sur le climat et les écosystèmes

Projet WHIRLS  - The impacts of ocean fine-scale whirls on climate and ecosystems - Porté par Arne Biastoch (Helmholtz - Centre for Ocean Research), Sebastiaan Swart (University of Gothenburg), Sarah Fawcett ZA (University of Cape Town) et Sabrina Speich (ENS - PSL).

Le projet WHIRLS se consacre à l'étude de l'incidence des processus océaniques de petite échelle sur le climat. Les échanges de chaleur et de carbone entre l'océan et l'atmosphère façonnent le climat à l'échelle régionale et mondiale. Les tourbillons océaniques jouent un rôle essentiel dans ces échanges, en influençant le climat par le transfert de chaleur et de carbone, et en modelant la biodiversité marine.

WHIRLS mettra en œuvre diverses méthodes d'observation en parallèle, notamment l'utilisation de plusieurs navires de recherche et un grand nombre de plateformes autonomes différentes, afin de recueillir des données physiques, chimiques et biologiques colocalisées pour l'océan et l'atmosphère. De plus, des simulations couplées océan-atmosphère à haute résolution et des techniques d'apprentissage automatique seront déployées pour compléter ces observations. Le projet WHIRLS nous permettra d'approfondir notre compréhension des processus à petite échelle et d'améliorer leur intégration dans les prévisions météorologiques numériques et les modèles du système terrestre, en vue d'obtenir des prévisions climatiques plus précises.

À propos de Sabrina Speich

Sabrina Speich est née à Milan, en Italie. Elle vit aujourd'hui à Paris, en France. Passionnée par la mer et la voile depuis l'enfance, elle découvre au lycée les sciences et la physique qui la fascinent profondément. Titulaire d'une master en physique fondamentale et d'un doctorat en océanographie physique, elle décide de combiner ses passions et de devenir océanographe et climatologue. Elle a ensuite eu l'occasion de vivre sur plusieurs mers et continents en tant que professeur d'université. Aujourd'hui, elle est professeur au département de géosciences à l'ENS et membre du Laboratoire de Météorologie Dynamique et de l'Institut Pierre-Simon Laplace pour la recherche sur le climat. Ses recherches portent sur le rôle de l'océan dans le climat et la biodiversité marine. Elle a présidé plusieurs comités sur l'océan et le climat sous l'égide de l'Organisation météorologique mondiale et des Nations unies. Elle est lauréate 2019 de la médaille Albert Defant et membre de l'Académie européenne des sciences.

Qu'est-que cette bourse ERC représente et va représenter dans vos recherches ?

« Le financement accordé par le Conseil européen de la recherche, d'un montant significatif (près de 12 000 euros), est d'une importance cruciale. Il contribuera non seulement à la formation d'un important groupe d'experts, dont un nombre substantiel de jeunes chercheurs, autour d'un thème majeur visant à élucider les processus physico-chimiques qui régissent les échanges d'énergie et de matière entre l'océan et l'atmosphère, ainsi que la biodiversité marine. Ces processus restent à ce jour énigmatiques et ne sont pas pris en compte de manière adéquate dans aucune des applications opérationnelles, de la prévision météorologique à la prévision du changement climatique et de ses impacts, en le rendant moins performantes.

Ce financement jouera également un rôle essentiel dans la consolidation de la capacité d'observation de l'océan et de l'atmosphère de l'Europe grâce à l'intégration de ces nouvelles technologies d'observation et de modélisation, ainsi que par l'adoption d'approches novatrices pour l'analyse des données et la consolidation des résultats.  Ces outils seront ensuite accessibles à la communauté scientifique, contribuant ainsi à l'amélioration  des observations et des modèles globaux. Ces acquisitions revêtent une importance stratégique pour tout système opérationnel futur. » Sabrina Speich

Projet Dark Quantum : Quantum Technologies for Axion Dark Matter

Projet Dark Quantum : Quantum Technologies for Axion Dark Matter - Porté par Igor Irastorza (Université de Saragosse), Sorin Paraoanu (Université de Aalto), Wolfgang Wernsdorfer (KIT à Karlsruhe) et Takis Kontos (ENS - PSL).

Il y a un consensus général pour admettre que seule une petite partie de la matière et de l’énergie dans l’univers a été identifiée. Mettre en évidence et caractériser ces constituants est un des enjeux majeurs de la physique. Le paradigme des axions, particules hypothétiques proposées dans les années 70 dans le contexte de physique des hautes énergies, est particulièrement prometteur dans ce contexte. Cependant, la détection de cette matière « noire » reste un défi aux techniques standard de mesure en raison de la faiblesse des signaux attendus.

Le projet ERC Synergy Dark Quantum se propose de tester complètement le paradigme des axions dans une gamme très étendue de masses grâce aux méthodes d’amplification quantiques qui permettent de sonder des grandeurs avec une précision limitée uniquement par le principe d’incertitude de Heisenberg. Ce projet est une collaboration mêlant des expertises en physique des particules, en physique de la matière condensée, en cryogénie à grande échelle et en amplification quantique. Il se nourrira notamment des études sur l’interaction matière mésoscopique-rayonnement microonde menée par Takis Kontos, en collaboration avec Audrey Cottet sur les aspects théoriques. Les collaborateurs principaux pour ce projet sont Igor Irastorza (Université de Saragosse), Sorin Paraoanu (Université de Aalto), Wolfgang Wernsdorfer (KIT à Karlsruhe) et Takis Kontos.

À propos de Takis Kontos

Les recherches de Takis Kontos s’articulent autour de l’élaboration et de l’étude de structures hybrides sur puce pour mettre en évidence de nouveaux états de la matière ou bien mettre en œuvre de nouvelles fonctionnalités exploitant les propriétés de la mécanique quantique. Takis Kontos a effectué sa thèse au CSNSM à Orsay sur la coexistence entre supraconductivité et ferromagnétisme dans des circuits multicouches combinant supraconducteurs et matériaux magnétiques. Il a ensuite étudié, en postdoctorat à l’université de Bâle, en Suisse, le transport de spin dans les nanotubes de carbone. Depuis 2005, il est CR puis DR CNRS. Il est également cofondateur de la start-up « quantique » C12 Quantum Electronics qui vise à fabriquer un processeur quantique de spin dans les nanotubes de carbone.

Qu'est-que cette bourse ERC représente et va représenter dans vos recherches ?

« Puisse cette bourse nous apporter la sérénité nécessaire à tout travail de recherche. » Takis Kontos