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Univ. Paris-Saclay

Projets 2018

14 novembre 2018

TUNIFOLDS : Building blocks of foldamers in the gas phase

Contacts M. Mons, V. Brenner

This topic capitalizes on the team's achievements and in particular its pioneering role in the laser spectroscopy of isolated peptides. The elementary building blocks of foldamers, based on β-peptides, i.e. peptides more complex than the natural (α-) peptides, have specific intramolecular interactions, which can be characterized by IR / UV laser spectroscopy. 
These studies are at the origin of the project ANR TUNIFOLDS, in collaboration with the groups of D. Aitken and A. Zehnacker in Orsay, which seeks to finely tune the folding properties of the building blocks, by using specific intramolecular interactions, such as NH - S hydrogen bonds, when a heteroatom sulfur is included in the building blocks. Using these specific interactions as pivots, one should be able to control the folding properties of oligomers of these β-peptides, to form various types of secondary structures (helices, ribbons, etc ...).

This project is funded by the French National Research Agency (2017-2020, ANR-17-CE29-0008)

Collaborations :
•    Pr. David J. Aitken (Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay, Université Paris-Saclay)
•    Anne Zehnacker, Katia LeBarbu-Debus, Valéria Lepère, (Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay, Université Paris-Saclay)

13 septembre 2018
Responsable : Eric GLOAGUEN

Ion Pairs

Ion pairs are ubiquitous in Nature, from sea water and aerosols, to living organisms. Being the very first step of crystallization of ionic species and influencing the properties of ion-concentrated solutions or ionic liquids, they also play a key role in countless applications. Although they are met in many areas of Physics, Chemistry and Biology, their characterization is complicated by the co-existence of several types of pairs and their elusive nature in solution.

In this context, this project aims at documenting net neutral ion pairs by investigating them in the gas phase using IR and UV laser spectroscopic techniques which enable us to characterize each type of ion pair individually. This experimental approach is combined with theoretical approaches aiming at identifiying the ion pairs formed in the gas phase, and extrapolating their vibrational signature in solution. Several questions are investigated by this project:

  • the spectroscopic characterization of ion pair types, and its application to the study of the ability of solvent molecules to dissociate an ion pair.
  • the influence of nearby counterions on the structure of charged biomolecules.
  • the early stages of ionic crystallization.

This project is funded by:

  • the French National Research Agency (2016-2020, JCJC grant number ANR-16-CE29-0017)
  • the French National Computing Centers (2016-present, High Performance Computing resources, project A0050807524)
  • Université Paris-Saclay  (2014-2017, PhD grant of the Chemical Sciences Doctoral School of Université Paris-Saclay )
  • the LabEx PALM (2014-2018, Master student grants, ANR-10-LABX-0039-PALM)
  • the Japan Society for the Promotion of Science (2018, JSPS Summer Grant, J. Donon)


  • Pr. David J. Aitken (Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay, Université Paris-Saclay)
  • Dr. Denis Céolin (Soleil Synchrotron Facility, France)
  • Pr. Masaaki Fujii , Dr. Shun-ichi Ishiuchi (Tokyo Institute of Technology, Japan)


S. Habka, T. Véry, J. Donon, V. Vaquero-Vara, B. Tardivel, F. Charnay-Pouget, M. Mons, D.J. Aitken, V. Brenner, E. Gloaguen in preparation

S. Habka, "Spectroscopie optique des paires d’ions : De la caractérisation des modèles en phase gazeuse à l’identification des paires d’ions en solution", PhD thesis Université Paris-Saclay (2017)

S. Habka, V. Brenner, M. Mons, E. Gloaguen J. Phys. Chem. Lett. 7 (7) 1192 (2016)

21 août 2018

Project acronym: FLAVE
Project title: "Project Energetics of natural turbulent flows: the impact of waves and radiation".
Researcher (PI): Basile GALLET
Host Institution (HI):  CEA
Call Details: Starting Grant (StG), PE3, ERC-2017-STG


Turbulence in natural flows is an outstanding challenge with key implications for the energetics of planets, stars, oceans, and the Earth’s climate system. Such natural flows interact with waves, radiation or a combination thereof: surface waves and solar radiation on oceans and lakes, bulk waves and radiation inside the rapidly rotating and electrically conducting solar interior, etc. Standard simplified models often discard waves, radiation, or both, with dramatic consequences for the energy budget of natural flows: geostrophic models neglect waves, and Rayleigh-Bénard thermal convection considers heat diffusively injected through a solid boundary, in strong contrast with radiative heating. The purpose of the present multidisciplinary project is to develop a consistent and coupled description of natural flows interacting with waves and radiation, to properly assess their energy budget:

  • Because resolving surface waves in global ocean models will remain out-of-reach for decades, I will derive and investigate reduced equations describing their two-way coupling to the ocean currents, with timely implications for the upwelling of nutrients, the strength of the global ocean circulation and ultimately CO2 sequestration and the climate system. 
  • Building on my recent advances in the field of rotating and magnetohydrodynamic turbulence, I will derive a set of reduced equations to simulate such turbulent flows in the vicinity of the transition where bulk 3D waves appear on a 2D turbulent flow. This approach will allow me to reach unprecedented parameter regimes, orders of magnitude beyond state-of-the-art 3D direct numerical simulations (DNS).
  • Finally, I will combine state-of-the-art DNS with a versatile experimental platform to determine the structure, kinetic energy and heat transport of turbulent radiative convection in various geometries. I will extrapolate the resulting scaling-laws to the ocean circulation, the mixing in lakes and the solar tachocline.

Start date: 2018-03-01, End date: 2023-02-28.

10 juillet 2018

Durée du projet d’un an - Mission Interdisciplinarité du CNRS

Le projet FISC dont le LAPA est  le coordinateur s’inscrit dans l’axe biocorrosion du laboratoire. Son objectif est de mieux cerner les mécanismes de biocorrosion du fer. Personnes du LAPA impliquées : Florence Mercier, Delphine Neff, Eddy Foy, Jean-Paul Gallien, Enrique Vega, Mickaël Bouhier, Philippe Dillmann

Partenaires :

  • LaSIE/Université de la Rochelle
  • IPREM/Université de Pau et des Pays de l’Adour
  • Institut Michel Eugène Chevreul/Université de Lille

Les sulfures de fer, produits de corrosion du fer en milieu désaéré, ont une influence sur la vitesse de corrosion du fer : elles peuvent l’augmenter par corrosion galvanique ou bien la diminuer en passivant le métal. Ces produits de corrosion peuvent être formés par voie inorganique ou avec la contribution des bactéries sulfato-réductrices (BSR) qui réduisent en sulfures les ions sulfates du milieu.      Pour cerner le rôle des bactéries dans la corrosion et élucider les mécanismes de biocorrosion du fer, il faut déterminer l’origine de ces sulfures de fer qui se sont formés localement dans les couches de produits de corrosion.

L’objectif du projet FISC est de déterminer par spectroscopie et imagerie ToF-SIMS, le rapport isotopique du soufre 32S/34S au sein des sulfures de fer présents dans les couches de corrosion du fer afin de déterminer leur origine inorganique ou bactérienne. En effet, en réduisant les sulfates en sulfures, les BSR laissent les sulfates résiduels appauvris en 32S et enrichis en 34S.

Les phases soufrées présentes dans les couches de produits de corrosion issus du fer issu de sols anoxiques ou du milieu marin sont très localisées et sous forme de liserés de  quelques dizaines de micromètres pouvant être mélangés à d’autres produits de corrosion tels que des carbonates et des oxydes de fer (figure 1). Ainsi, pour déterminer le rapport isotopique du soufre dans ces phases soufrées imbriquées avec d’autres produits de corrosion, le ToF-SIMS, méthode de spectrométrie de masse de résolution spatiale submicrométrique est parfaitement adaptée.

Le premier volet du projet consiste en l’analyse par ToF-SIMS de systèmes simples constitués d’une diversité de phases soufrées (sulfures de fer, rouilles vertes sulfatées) que l’on trouve généralement dans les couches de corrosion du fer issu de sols anoxiques ou du milieu marin. Ces phases sont obtenues à la suite d’expériences de corrosion en conditions contrôlées, en l’absence ou en présence de souche BSR, et dans des conditions représentatives de la corrosion dans les sols ou en milieu marin. Cette première partie du projet vise à déterminer si le rapport isotopique varie : (i) selon la nature de la phase soufrée et (ii) selon que les phases soufrées ont une origine inorganique ou bactérienne. La deuxième partie du projet sera consacrée à l’étude de systèmes réels consistant en des échantillons corrodés en milieux naturels, dans les sols et en milieu marin. La distribution des sulfures de fer au sein des couches de produits de corrosion ainsi que leur nature cristalline seront identifiées par des techniques de caractérisation complémentaires, de l’échelle macroscopique à nanométrique (microscopie optique, MEB-EDS, µRaman, DRX, Conductive-AFM). Le fractionnement isotopique local du soufre sera mesuré au sein des différentes phases soufrées présentes dans les couches de produits de corrosion grâce au ToF-SIMS afin de déterminer l’origine inorganique/bactérienne des phases fer-soufre présentes.

Les résultats acquis dans ce projet doivent permettre de mieux comprendre les mécanismes de corrosion du fer dans différents environnements (sols anoxiques, milieu marin) et de cerner le rôle des bactéries dans la corrosion.

10 juillet 2018

Durée du projet : 1 an – Projet DRF-Impulsion (CEA).

Le projet SIMBBAC dont le LAPA est le coordinateur s’inscrit dans l’axe biocorrosion du laboratoire. Son objectif est de mieux cerner les mécanismes de biocorrosion du fer.

Partenaires :

  • Laboratoire des Interactions Protéine Métal/BIAM UMR 7265 CNRS CEA Université Aix-Marseille
  • IPREM/Université de Pau et des Pays de l’Adour

Le contexte du projet est l’identification des mécanismes de biocorrosion des aciers utilisés dans le concept multi-barrières des colis de déchets nucléaires en milieu géologique profond et en particulier la détermination des souches bactériennes actives. L’identification des mécanismes de dégradation par les bactéries est un défi majeur pour comprendre la corrosion des aciers.

23 mai 2018
Détection efficace et sensible d'intermédiaires réactionnels / Efficient and sensitive detection of reaction intermediates via NMR

Efficient and sensitive detection of reaction intermediates via NMR


The ability to control chemical reactions by simultaneously monitoring in real time and under real conditions the concentration of different species is an essential tool to determine in the laboratory the reaction kinetics, in order to elucidate the associated reaction mechanisms, as well for the development and optimization of the processes on an industrial scale. Nuclear magnetic resonance (NMR) can become an effective and essential tool in this field, provided that a high quality in the measurement and detection sensitivity are obtained.

DESIR is a joint laboratory (ANR LabCom project) which brings together the strengths and skills of CortecNet and LSDRM, the research laboratory of CEA within the UMR NIMBE. The "DESIR LabCom" is based on the expertise developed by CortecNet in the synthesis of molecules enriched in stable isotopes and the expertise of LSDRM in the creation of innovative devices for the improvement of the NMR tool.

NMR is an indispensable tool for organic chemists, but its intermittent mode of use is often time consuming. The mission of the joint laboratory is to provide the community of organic chemists with an in situ NMR tracking system of their reaction synthesis. Such a device must be able to bring substantial productivity gains to chemistry laboratories for research and industry.

The DESIR ANR project.


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