Les grands projets de recherche

Le volet « santé » de l’Initiative Data Science

La sci­ence des don­nées appa­raît aujourd’hui comme une réponse à de grandes prob­lé­ma­tiques mon­di­ales, en par­ti­c­uli­er dans le domaine de la santé. 

Emmanuel Bacry, pro­fesseur et respon­s­able de l’initiative Data sci­ence au Cen­tre de math­é­ma­tiques appliquées de l’École poly­tech­nique. © École poly­tech­nique — J. Barande

Afin d’appliquer les tech­niques de big data à des don­nées de san­té publique, l’École poly­tech­nique a noué un parte­nar­i­at avec la Caisse nationale d’Assurance mal­adie (CNAM) qui a con­fié aux chercheurs de l’X les don­nées du Sys­tème nation­al inter régimes de l’Assurance maladie. 

L’analyse de cette base de don­nées san­té, l’une des plus grandes au monde, représente un immense enjeu pour amélior­er le sys­tème de san­té. Ces travaux de recherche pour­raient per­me­t­tre de détecter des sig­naux faibles en phar­ma­coépidémi­olo­gie, d’optimiser les par­cours médi­coé­conomique pour cer­taines patholo­gies, de com­par­er l’efficacité de straté­gies thérapeu­tiques ou encore de détecter des fraudes. 

Débuté en 2014, ce parte­nar­i­at exclusif a été renou­velé cette année et com­mence déjà à pro­duire des résul­tats promet­teurs. Les algo­rithmes d’apprentissage automa­tique dévelop­pés par les chercheurs ont en effet retrou­vé l’association con­nue et prou­vée par les méth­odes clas­siques entre prise de piogli­ta­zone et le déclenche­ment d’un can­cer de la vessie chez les patients souf­frant de diabète. 

Ce pro­jet, porté par Emmanuel Bacry, pro­fesseur et respon­s­able de l’initiative Data sci­ence au Cen­tre de math­é­ma­tiques appliquées de l’École poly­tech­nique et directeur de recherche au CNRS à l’Université Paris- Dauphine, fait par­tie des 9 ini­tia­tives de recherche soutenues par la lev­ée de fonds 2016 de la Fon­da­tion de l’X.

Physique, Sport et Handisport

Physique et sport se con­juguent pour for­mer un domaine de recherche qui se développe dans plusieurs étab­lisse­ments de haut niveau comme au Biode­sign Lab de Harvard. 

Le pro­jet « Physique, Sport et Han­d­is­port » ouvre un vaste champ d’études, alliant recherche fon­da­men­tale et appli­ca­tions médi­cales et socié­tales, en util­isant le sport comme source de défis sci­en­tifiques. © Fovi­vafo­to

Pour se démar­quer et fig­ur­er par­mi les lead­ers de cette thé­ma­tique, l’École poly­tech­nique mise sur la pluridis­ci­pli­nar­ité qui fait sa force en regroupant des com­pé­tences en math­é­ma­tiques appliquées, mécanique, physique et biomécanique. 

Au car­refour de ces dis­ci­plines, le pro­jet « Physique, Sport et Han­d­is­port » ouvre un vaste champ d’études, alliant recherche fon­da­men­tale et appli­ca­tions médi­cales et socié­tales, en util­isant le sport comme source de défis sci­en­tifiques orig­in­aux pour amélior­er les matéri­aux, les straté­gies, mais aus­si pour com­pren­dre les mou­ve­ments opti­maux des sportifs et leurs lois sous-jacentes. 

Les recherch­es sont ini­tiées par des ren­con­tres avec des sportifs comme le nav­i­ga­teur Yves Par­li­er pour le kitesurf et le biath­lète Mar­tin Four­cade pour le fartage des skis, mais peu­vent aus­si relever d’un intérêt médical. 

Ain­si, en étu­di­ant les mou­ve­ments de lev­ées de poids chez des ath­lètes, les équipes de l’X ont con­stru­it des mod­èles pré­cis du mou­ve­ment asso­ciant artic­u­la­tions et mus­cles. Ces mod­èles pour­ront offrir aux médecins général­istes un out­il de diag­nos­tic pré­coce de cer­taines mal­adies neuromusculaires. 

Apollon : le laser le plus intense au monde pour des expériences utilisateur

Apol­lon est une instal­la­tion conçue autour de lasers d’une puis­sance jamais égalée, dédiée aux expéri­ences d’interactions avec la matière à très haute inten­sité, avec des appli­ca­tions finales dans les domaines de l’énergie, de la biolo­gie, de la médecine et du nucléaire. 

Apol­lon est piloté par une équipe du Lab­o­ra­toire d’utilisations des lasers intenses.
© École poly­tech­nique — J. Barande

Son principe est de met­tre à dis­po­si­tion un fais­ceau d’une inten­sité de 150 Joules et d’une durée de l’ordre de 15 fem­tosec­on­des pour attein­dre une puis­sance de 10 PétaWatt. 

Le sys­tème est conçu pour être robuste et pour délivr­er un fais­ceau pro­pre à rai­son d’un tir par minute afin que les util­isa­teurs puis­sent l’exploiter dans deux salles dédiées à la réal­i­sa­tion d’expériences de physique de pointe. 

Ini­tié en 2007 au sein de l’Institut de lumière extrême, le pro­jet fédère une dizaine de lab­o­ra­toires du plateau de Saclay qui cou­vrent l’ensemble des com­pé­tences néces­saires pour la con­struc­tion et l’exploitation de lasers de forte puis­sance. Actuelle­ment en phase de con­struc­tion, Apol­lon est piloté par une équipe du Lab­o­ra­toire d’utilisations des lasers intens­es et devrait réalis­er ses pre­mières per­for­mances en 2018 : pre­mier tir à 1PW en été et pre­mière expéri­ence avec des util­isa­teurs à l’automne. Sa puis­sance sera pro­gres­sive­ment aug­men­tée pour attein­dre 10PW. 

Le laser Apol­lon est financé dans le cadre du Con­trat de Plan État — Région Île-de-France 2007–2013, avec le sou­tien com­plé­men­taire du CNRS, de l’École poly­tech­nique et de l’ENSTA Paris­Tech et de l’EQUIPEX CILEX. 

NanoMAX : observer les nanostructures croître atome par atome

Les nano-objets joueront un rôle crois­sant dans la microélec­tron­ique de demain. Le but du pro­jet NanoMAX est la com­préhen­sion, à l’échelle atom­ique, des mécan­ismes qui gou­ver­nent la crois­sance de ces nanoob­jets, des nanopar­tic­ules aux nan­otubes de car­bone, en pas­sant par les nanofils semi-con­duc­teurs ou métalliques. 

Le pro­jet NanoMAX est porté par l’École poly­tech­nique et le CNRS avec le con­cours du C2N et du CEA. © École poly­tech­nique — J. Barande

Cette com­préhen­sion est essen­tielle pour maîtris­er leur fab­ri­ca­tion en con­trôlant leur géométrie, leur struc­ture cristalline et leur com­po­si­tion chim­ique afin de maîtris­er leurs pro­priétés élec­tron­iques et optiques. 

Il s’agit à terme de pou­voir pro­duire ces nanoob­jets soit à grande échelle, soit pour des appli­ca­tions pointues à haut con­tenu tech­nologique. À cette fin, NanoMAX utilise un micro­scope élec­tron­ique à trans­mis­sion à ultra-haute réso­lu­tion unique où les fais­ceaux d’atomes, de molécules ou de rad­i­caux gazeux sont dirigés vers l’échantillon in situ d’une manière très con­trôlée pen­dant que les obser­va­tions de réso­lu­tion atom­ique sont enregistrées. 

Les pre­mières expéri­ences réal­isées avec le Cen­tre de nanosciences et de nan­otech­nolo­gies (C2N – Uni­ver­sité Paris-Sud) ont don­né des résul­tats impres­sion­nants qui sont en cours de publication. 

Le pro­jet NanoMAX est porté par l’École poly­tech­nique et le CNRS avec le con­cours du C2N et du CEA. C’est l’un des trois volets de TEMPOS, lau­réat de l’appel à pro­jets Equipex 2010 qui vise à créer à Saclay un tri­an­gle de la sci­ence des matéri­aux com­posé d’un cen­tre d’élaboration de nanoob­jets, d’un cen­tre de nanocar­ac­téri­sa­tion et un cen­tre d’exploration de nou­velles pro­priétés de la matière.

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