Grand succès au niveau européen

Peter Bühlmann est professeur de mathématiques. Il se concentre sur les statistiques, l'apprentissage automatique et la bioinformatique. Grâce à l'ERC Advanced Grant, il développera des méthodes de prévision puissantes et robustes qui pourront être utilisées pour des questions et des scénarios en biologie et en économie. Pour ce faire, il s'intéresse aux relations de cause à effet dans des ensembles de données complexes. L'idée clé repose sur la constatation que de telles relations (appelées causalités) ne changent pas, même si les conditions expérimentales changent ou si différentes influences perturbatrices (appelées perturbations) apparaissent. Les chercheurs de l'ETH renversent cette idée : Leurs algorithmes recherchent des relations stables et immuables dans d'énormes quantités de données hétérogènes. Ils en déduisent des causalités.

Comment le nationalisme change-t-il l'État ? Dans le cadre de son ERC Advanced Grant, l'auteur propose d'étudier le rôle de l'État dans l'évolution de la société. Lars-Erik Cederman,Le professeur de recherche sur les conflits internationaux, M. G. B., présente une nouvelle théorie de la transformation des États nationalistes. Il veut tester cette théorie à l'aide de cartes historiques et de données d'archives sélectionnées par apprentissage automatique. Dans le cadre du projet ERC, il étudie comment les États se forment, comment le nationalisme modifie les frontières extérieures et les structures internes et comment de tels processus interagissent avec les guerres. Cederman veut utiliser les résultats pour évaluer dans quelle mesure certaines propositions de réforme politique - comme une division territoriale ou la répartition du pouvoir - peuvent réduire les risques de conflit. Les résultats pourraient être particulièrement pertinents pour les États multiethniques.

Dans le cadre de ses recherches, il s'occupe de Martin Fussenegger, professeur au Département des systèmes biologiques, avec des circuits de gènes synthétiques pour traiter les maladies métaboliques. Certains de ces circuits sont contrôlés par la lumière. Dans le cadre de son projet ERC, il souhaite désormais élaborer les bases de réseaux de gènes régulés électroniquement. Dans ces réseaux d'un nouveau genre, l'électricité doit d'une part commander l'expression des gènes et l'électronique doit d'autre part pouvoir être programmée génétiquement. L'objectif est que des implants alimentés en énergie sans fil et remplis de cellules de designer surveillent le métabolisme, produisent à distance des substances actives protéiques et les délivrent de manière dosée. Le professeur de l'ETH souhaite valider les concepts et les appareils dans le cadre d'une démonstration de faisabilité à l'aide du diabète. Il s'agit du deuxième ERC Advanced Grant pour le biotechnologue bâlois.

Ursula Keller, professeure de physique des lasers à court terme, reçoit pour la deuxième fois un ERC Advanced Grant. Dans son nouveau projet, elle veut développer un nouveau laser à semi-conducteur à double peigne qui peut être utilisé pour la spectroscopie dans le domaine de l'infrarouge moyen. Cette technique présente un intérêt pour de nombreuses applications dans la recherche et l'industrie, par exemple dans la recherche environnementale et pharmaceutique. Elle a inventé ce nouveau concept en collaboration avec son groupe de recherche dans le domaine du proche infrarouge. Il est basé sur un seul laser à semi-conducteur peu coûteux qui génère deux peignes de fréquence et qui n'a pas besoin d'être stabilisé davantage pour de nombreuses applications. C'est unique dans ce domaine. Elle veut maintenant amener cette technologie laser dans l'infrarouge moyen, ce qui est possible grâce à la technologie des semi-conducteurs de ses lasers.

Ruben Kretzschmar est professeur de chimie des sols au Département des sciences des systèmes de l'environnement. Son groupe de recherche étudie les processus qui contrôlent les cycles des oligo-éléments dans l'environnement. Certains de ces oligo-éléments sont toxiques pour les êtres vivants, d'autres sont essentiels au bon fonctionnement des écosystèmes. Le fer joue un rôle particulier, car il est impliqué dans de nombreux processus biogéochimiques. Dans son projet ERC, Kretzschmar veut développer des approches qui permettront pour la première fois d'étudier les processus de transformation des minéraux de fer directement dans les sols et les sédiments. Le groupe de recherche espère ainsi approfondir sa compréhension des cycles du fer et d'autres éléments dans l'environnement. De telles connaissances sont également importantes pour l'assainissement des sols contaminés.

John Lygeros est professeur de technique de régulation et de calcul. Dans le cadre de son projet ERC, il développera de nouvelles méthodes de régulation permettant d'optimiser des applications de grande envergure et nécessitant beaucoup de données. Il s'agit par exemple de la gestion énergétique prévisionnelle de grands bâtiments ou de quartiers urbains, qui intègre des prévisions météorologiques et d'autres données entachées d'incertitudes. Autre exemple d'application : les offres d'utilisation commune de véhicules, qui nécessitent la coordination de nombreux participants aux besoins inconnus.

Marco Mazzotti, professeur à l'Institut de génie des procédés, étudie les processus de séparation qui sont notamment utilisés dans les systèmes de capture et de stockage du dioxyde de carbone. La cristallisation est un autre de ses domaines de prédilection. De nombreux produits de l'industrie chimique, alimentaire et pharmaceutique sont fabriqués sous forme de poudre par un processus de cristallisation en continu. Les cristaux sont alors produits par nucléation secondaire dans des suspensions de cristaux agitées. Dans son projet ERC, Mazzotti souhaite combler les lacunes dans la compréhension scientifique de la formation de germes secondaires à l'échelle micrométrique. Il espère ainsi pouvoir optimiser et contrôler la cristallisation continue à l'échelle du processus. Le professeur de l'ETH espère que ce projet aura une influence considérable sur la science de la cristallisation et les processus industriels qui y sont liés.

En tant que professeur de mathématiques, fait de la recherche Rahul Pandharipande en géométrie algébrique. Il s'intéresse notamment à un certain type d'espaces géométriques, les espaces modulaires de courbes. Depuis le début du millénaire, une relation très fructueuse s'est établie entre la géométrie algébrique, la théorie quantique des champs et la théorie des cordes. Il existe notamment plusieurs liens importants entre la géométrie algébrique des espaces modulaires et les intégrales de chemin de la théorie quantique des champs. Ces intégrales permettent à la mécanique quantique d'appréhender tous les chemins possibles par lesquels une particule peut se déplacer de A vers B. Avec son deuxième ERC Advanced Grant, Pandharipande veut mieux comprendre de tels espaces modulaires et permettre la résolution d'intégrales pertinentes pour la théorie des cordes.

Ruth Signorell consacre ses recherches aux aérosols et aux nanoparticules. Dans son projet ERC, elle étudie par spectroscopie de photoélectrons les processus élémentaires de transport d'électrons lents dans les liquides et à l'interface entre les liquides et les gaz, les solides et les autres liquides. Pour ce faire, des électrons libres sont générés dans de petites gouttelettes en suspension (aérosols) par l'émission de lumière à haute énergie. Un dispositif de mesure sensible mesure ensuite la vitesse et la direction des électrons qui s'échappent des gouttelettes. Ce projet porte sur une question importante de la recherche fondamentale : comment et à quelle vitesse les électrons lents perdent-ils leur énergie en entrant en collision avec des molécules liquides ? Les connaissances dans ce domaine sont notamment importantes pour la compréhension des dommages causés par les radiations dans les organismes vivants.

Heini Wernli est professeur de dynamique de l'atmosphère et s'intéresse aux processus physiques qui déterminent la structure et l'évolution des systèmes météorologiques, comme les dépressions et les épisodes de précipitations. Dans son projet ERC, il veut obtenir une image complète de la manière dont les saisons météorologiques extrêmes se forment dans le climat actuel et futur. Concrètement, il souhaite par exemple comprendre à quoi pourrait ressembler à l'avenir un hiver particulièrement pluvieux dans différentes régions du monde et quels processus météorologiques en seraient responsables. En outre, Wernli veut étudier comment les saisons extrêmes se répercuteront sur le plan socio-économique, par exemple les hivers particulièrement enneigés ou peu enneigés sur le tourisme dans l'espace alpin.