Programme de recherche Mathématiques en interaction (PEPR Maths-Vives)

Le Programme de recherche Mathématiques en interaction (PEPR Maths-Vives) vise à faire dialoguer les mathématiques avec d’autres disciplines afin d’innover pour le vivant, l’environnement et la société.

Les grandes problématiques actuelles comme le changement climatique, la perte de la biodiversité ou la gestion des épidémies appellent des progrès conceptuels où les mathématiques ont un rôle important à jouer. Les mathématiques peuvent contribuer à relever des défis scientifiques du 21ème siècle en apportant un éclairage théorique et des méthodes numériques via la modélisation, l’analyse et la simulation de phénomènes complexes.

Le programme vise à favoriser et structurer les interactions des mathématiques avec les autres sciences autour d’enjeux contemporains. Il se décline en trois thématiques de recherche : le vivant, l’environnement et la société, abordées au sein de dix projets ciblés lors de la phase initiale. Tout au long du programme, des appels à projets seront lancés afin de faire émerger des projets transdisciplinaires en rupture, susceptibles de faire avancer la connaissance sur les grands sujets sociétaux et de favoriser les interactions entre les thématiques.

Doté d’un budget de 50 M€ sur 10 ans, le programme fait partie du plan d’investissement France 2030. L’État a confié au CNRS la direction scientifique du programme dont l’ANR est l’opérateur. L’Institut national des sciences mathématiques et de leurs interactions (Insmi) soutient ce programme afin de faire évoluer le champ disciplinaire pour maintenir l’excellence française et préparer les mathématiques de demain, sources d’innovations futures.

50 millions d’euros pour innover avec les mathématiques en interaction
10 ans de programme
10 projets interdisciplinaires déjà financés
1 appel à projets (limite 17/10/2024, 11h)

Axes thématiques et actions de recherche

Les interactions sont au cœur des préoccupations du programme qui se décline en trois axes thématiques entrelacés.

Vivant

L’axe Vivant vise à améliorer la compréhension des différentes dynamiques du vivant à toutes les échelles. Il cherche à accélérer le dialogue constant avec les sciences du vivant : la médecine, la biologie, l’agronomie, l’écologie et l’épidémiologie.

La puissance des mathématiques réside notamment dans sa capacité à travailler à différentes échelles, que ce soit au niveau cellulaire, au niveau individuel ou au niveau d’une population en intégrant des dimensions spatiales et temporelles. Les mathématiques permettent également de rationaliser des grands jeux de données.

A titre d’exemple, lors de la pandémie COVID-19, le fait de coupler des méthodes statistiques à des modèles a été utile pour aider à la prise de décision en politique de santé. Les mathématiques ont beaucoup à apporter à des fins d’aide au diagnostic, de suivi de patients ou encore à la détection précoce de maladies. D’un point de vue plus prospectif, la population humaine interagit avec une grande diversité d'espèces, mieux comprendre ces interactions permettrait d’anticiper des crises sanitaires futures.

Projets ciblés associés :

  • MAMUTCELL | Mathématiques ∩ Biologie
    • Mathématiques multi-échelles pour la dynamique de cellules
  • IMOCEP | Mathématiques ∩ Médecine   
    • Innovations en modélisation de la croissance : de la cellule au développement pédiatrique
  • DYLT | Mathématiques ∩ Médecine
    • Influence de la dynamique des longueurs des télomères et des conditions environnementales sur les aspects biologiques et cliniques du vieillissement
  • AGROSTAT | Mathématiques ∩ Biologie/Agriculture
    • Statistiques pour l'évolution et la dynamique des populations et espèces d'intérêt agronomique

Environnement

L’axe Environnement vise à développer et analyser de nouveaux modèles pour les questions environnementales comme le changement climatique, l’évolution de la biodiversité et les nouvelles énergies. Il cherche à accélérer le dialogue constant avec la physique, les géosciences et l’écologie.

Les mathématiques en interaction sont fondamentales pour la modélisation du système Terre et sa compréhension de par sa capacité à mettre en équation et simuler des systèmes complexes. Elles permettent ainsi d’étudier des questions environnementales variées : le couplage océan-atmosphère, la prédiction de risques et de rupture de chaines énergétiques, l’anticipation de besoins d’énergie, la stabilité d’un écosystème ou la diffusion dans des milieux poreux.

A titre d’exemple, un des projets ciblés vise à étudier l’évolution du climat en couplant les modèles océaniques et atmosphériques. Le système climatique a été décomposé en briques afin de simplifier les simulations alors que ces briques sont interconnectées. L’objectif est donc d’aller plus loin dans la représentativité de modèles de climat et d’apporter, notamment via des modèles statistiques, des indices de fiabilité des résultats qu’ils proposent.

Projets ciblés associés :

  • CLIMATHS | Mathématiques ∩ Physique
    • Avancées fondamentales pour la modélisation des processus clés pour la réduction des impacts des changements climatiques
  • MATHSOUT | Mathématiques ∩ Géophysique
    • Mathématiques souterraines 
  • COMPLEXFLOWS | Mathématiques ∩ Physique
    • Vers une meilleure compréhension des écoulements naturels complexes en présence de surface libre 
  • HYDRAUMATH | Mathématiques ∩ Géoscience
    • Mathématiques pour les hydrosystèmes du littoral à l’aquifère 

Société

L‘axe Société vise à proposer des approches théoriques originales sur des thèmes sociétaux. Il cherche à favoriser le dialogue avec les sciences économiques, l’agronomie et les sciences humaines et sociales (géographie, histoire, etc.). Les mathématiques en interaction peuvent être reliées à des questions sociétales et socio-économiques comme la mobilité et la circulation des biens et des savoirs, les comportements collectifs, les réseaux, la géographie et l’urbanisme.

La puissance des méthodes permet de fournir un cadre théorique pour aborder des questions diverses.

A titre d’exemple, concernant l’urbanisation résiliente et l’aménagement du territoire, la modélisation mathématique peut apporter aux pouvoirs publics un outil d'évaluation de la pertinence de projets d’aménagement en amont. Il est également possible de s’intéresser à l’intégration de nouvelles mobilités, des énergies renouvelables, tout en prenant en compte les risques émergents associés à la pollution, aux inondations, etc.

Projets ciblés associés :

  • MIRTE | Mathématiques ∩ Finance
    • Modélisation des incitations et des régulations pour la transition environnementale
  • GEOMATHS | Mathématiques ∩ Géographie
    • Geo-mathématiques 

Le programme comprend également trois actions transverses :

Emergence

L’action transverse Émergence vise à soutenir des projets fondamentaux à haut potentiel afin d’enrichir les trois thématiques et favoriser leurs interactions.

Il s’agit d’un dialogue permanent et à double sens entre les mathématiques et les autres sciences. En effet les mathématiques sont essentielles au traitement de problématiques issues d’autres sciences et par ailleurs, les questions fondamentales que celles-ci soulèvent nourrissent à l’inverse les mathématiques. Elles permettent ainsi le développement de nouvelles théories, apportant une meilleure compréhension des phénomènes complexes étudiés. Les progrès de la recherche fondamentale en mathématiques conditionnent les innovations futures et de rupture.

Diffusion

L’action transverse Diffusion vise à diffuser les résultats de la recherche auprès de la société.

Cette action en cours d’élaboration s’attachera à rendre accessibles des connaissances auprès de nombreux publics : le grand public, le journalisme scientifique, le milieu scolaire, les décideuses et décideurs politiques, le milieu associatif et le secteur privé. Un projet de Connectivity Hub est en réflexion. Dans le cadre de la science ouverte, les travaux de recherche seront accessibles et libres de droits.

Formation

L’action transverse Formation vise à accélérer le transfert de savoirs.

Cette action est en cours d’élaboration, différentes actions sont envisagées : stage M2, stage L3, professeures invitées et professeurs invités.

Appel à projets Maths-Vives 2024

17 oct. 11h, limite de dépôt des dossiers
5 M€ d'aide maximum pour l'AAP2024
3 à 5 ans par projet
350 k€ à 600 k€ d'aide par projet
5 sept. 13h, webinaire

Calendrier prévisionnel

Image calendrier previsionnel

Candidatez

Le Programme de recherche Mathématiques en interaction (PEPR Maths-Vives) lance son premier appel à projets (AAP), publié sur le site de l’ANR.

Ce premier appel à projets 2024, vise à identifier différents sujets qui, pour être compris dans toute leur complexité, nécessitent une collaboration pluridisciplinaire où le développement de mathématiques nouvelles (objets, modélisations, méthodologies, simulations, etc.) est combiné à une ou plusieurs questions scientifiques dans les thématiques du PEPR Maths-Vives (vivant, environnement, société, émergence).

Chaque projet déposé devra compter au moins deux coordinatrices ou coordinateurs dont l’une ou l’un sera mathématicienne ou mathématicien. Un des coordinateurs sera le responsable du projet vis-à-vis de l’ANR. Ce projet s'articulera autour d'une équipe pluridisciplinaire, y compris grâce au recrutement de doctorantes et doctorants ou post-doctorantes et post-doctorants d'horizons disciplinaires différents et complémentaires pour traiter les multiples facettes de chaque sujet. Il mobilisera un développement conséquent de mathématiques nouvelles, des savoirs, des informations et des méthodologies variées, au travers de groupes de scientifiques, de disciplines scientifiques complémentaires, à ancrer dans une approche interdisciplinaire.

Ce type d’appel est ouvert aux scientifiques issus des établissements français d’enseignement supérieur et/ou de recherche souhaitant proposer des contributions pour répondre aux objectifs de Maths-Vives.

L’AAP mobilisera au maximum 5 millions d’euros et le montant de l’aide demandée par projet doit se situer entre 350 k€ et 600 k€ pour une durée de 3 à 5 ans. Les projets devront montrer leur originalité ou leur complémentarité avec les projets ciblés. Un webinaire de présentation de l’AAP aura lieu le jeudi 5 septembre à 13h.

Le dépôt des projets est attendu avant le 17 octobre 2024 à 11h. Les projets seront évalués par un jury scientifique international indépendant, pouvant demander une audition des projets.

Critères de recevabilité des projets complets

IMPORTANT : Les dossiers ne satisfaisant pas aux critères de recevabilité ne seront pas transmis au comité d’évaluation et ne pourront en aucun cas faire l’objet d’un financement.

  1. Le dossier de dépôt complet doit être déposé sur le site de dépôt de l’ANR avant la date de clôture indiquée. De plus, le document administratif et financier qui intègre les lettres d’engagement, signé par chaque établissement partenaire et scanné, doit être déposé sur le site de dépôt de l’ANR à la date et l’heure indiquées.
  2. Le document scientifique du projet doit impérativement suivre le modèle disponible sur le site internet de l’appel à projets et être déposé au format PDF non protégé.
  3. Le projet aura une durée comprise entre 3 et 5 ans, le montant de l’aide demandée devra être entre 350k€ au minimum et 600k€ maximum.
  4. L’établissement coordinateur doit être un établissement français de l’enseignement supérieur et de la recherche.
  5. Pour les projets s’inscrivant dans les axes thématiques Vivant, Environnement ou Société, le projet devra avoir au moins deux coordinatrices ou coordinateurs, avec une mathématicienne ou un mathématicien et une scientifique ou un scientifique d’une autre discipline. Un des coordinateurs sera le responsable du projet vis-à-vis de l’ANR.
  6. Pour les projets s’inscrivant dans l'action Émergence, le projet devra avoir deux coordinatrices ou coordinateurs dont une ou un au moins est mathématicienne ou mathématicien. Si les coordinatrices ou les coordinateurs relèvent tous des mathématiques, ils devront provenir de domaines différents dont la synergie fera émerger de nouvelles applications, à même de remplir les objectifs de Maths-Vives. Un des coordinateurs sera le responsable du projet vis-à-vis de l’ANR.
  7. Sont exclus les projets qui causeraient un préjudice important du point de vue de l’environnement (application du principe DNSH – Do No Significant Harm ou « absence de préjudice important ») au sens de l’article 17 du règlement européen sur la Taxonomie.

Critères d’évaluation des projets complets

Les membres du jury d’évaluation mis en place par l’ANR sont appelés à examiner les propositions de projet selon les critères d’évaluation ci-dessous, regroupés en trois grandes catégories. Pour chaque phase, les critères qui seront considérés sont spécifiés :

1. Excellence et ambition scientifique :

  • Clarté des objectifs et des hypothèses de recherche ;
  • Caractère novateur, ambition, originalité, rupture méthodologique ou conceptuelle du projet par rapport à l'état de l'art ;
  • Pertinence de la méthodologie.

2. Qualité du consortium, moyens mobilisés et gouvernance :

  • Compétence et implication du responsable du projet : expertise dans le domaine, capacité à coordonner des consortia ambitieux voire pluridisciplinaires, parcours de carrière, reconnaissance internationale ;
  • Qualité, complémentarité et équilibre du consortium scientifique au regard des objectifs du projet ;
  • Adéquation entre les moyens humains et financiers mobilisés (y compris ceux demandés dans le cadre du projet) et les objectifs visés ;
  • Pertinence du calendrier, gestion des risques scientifiques et solutions alternatives, crédibilité des jalons proposés ;
  • Pertinence et efficacité de la gouvernance du projet (pilotage, organisation, animation, mise en place de comités consultatifs, etc.).

3. Adéquation à l’appel et impact du projet :

  • Cohérence avec les objectifs généraux du PEPR Maths-Vives ;
  • Capacité du projet à répondre aux enjeux de recherche d’au moins un axe thématique de l’AAP, à argumenter ;
  • Impacts économiques et sociétaux envisagés, contribution au développement de solutions en réponse aux enjeux des domaines prioritaires de la Stratégie Nationale.
  • Stratégie de diffusion et de valorisation des résultats (en interne et vers l’extérieur), adhésion aux principes de science ouverte et de données FAIR, et promotion de la culture scientifique.

Le jury sera également attentif aux éléments suivants constitutifs du projet :

  • Equilibre des genres pour les participations et responsabilités au sein du consortium
  • Impact environnemental des recherches envisagées, que ce soit sur le plan transport, achat de matériel ou empreinte numérique (des outils sont disponibles via le CNRS ou un collectif universitaire : https://ecoinfo.cnrs.fr/ pour l’évaluation de l’empreinte informatique, https://labos1point5.org pour le calcul de l’empreinte d’un projet de recherche).

La direction du PEPR se tient à disposition des déposantes et déposants, elle pourra notamment être consultée pour discuter l'adéquation d'un projet aux objectifs du PEPR : maths-vives@groupes.renater.fr

Pour toute question auprès de l'ANR : PEPR-MATHS-VIVES(at)agencerecherche.fr

Candidatez

Dix projets ciblés

Chaque projet est co-animé par une mathématicienne ou un mathématicien et une experte ou un expert du domaine d’application. Chaque équipe a vocation à proposer, développer et analyser des théories, des modèles et des outils mathématiques pour une meilleure compréhension de problématiques actuelles. Ces collaborations pluridisciplinaires permettront de renforcer l’innovation et les transferts technologiques et sociétaux potentiels. Ce programme permettra la formation d’une nouvelle génération de mathématiciennes et mathématiciens en interface avec les applications.

Axe Vivant

MAMUTCELL

  • « Mathématiques multi-échelles pour la dynamique de cellules »
  • Mathématiques ∩ Biologie
  • Le projet réunit plusieurs équipes de mathématiciennes et mathématiciens et biologistes pour modéliser des systèmes vivants de très grande taille comme des colonies de micro-organismes, des écosystèmes bactériens du sol, des réseaux de régulation de gènes et des tissus en développement, afin de comprendre comment l’auto-organisation, à l’échelle macroscopique, peut émerger d’interactions au niveau microscopique.

IMOCEP            

  • « Innovations en modélisation de la croissance : de la cellule au développement pédiatrique »
  • Mathématiques ∩ Médecine
  • Le projet se situe à l’interface entre les mathématiques et le développement précoce de l’humain. Il a pour objectif de développer des méthodes et des modèles mathématiques pour répondre à des enjeux en croissance, par exemple au niveau cellulaire, anatomique, dans l’identification d’anomalies de développement jusqu’aux complications de la grossesse et de l’accouchement.

DYLT    

  • « Influence de la dynamique des longueurs des télomères et des conditions environnementales sur les aspects biologiques et cliniques du vieillissement »
  • Mathématiques ∩ Médecine   
  • Le projet portera sur l'étude, à des échelles évolutives et individuelles, de la dynamique des longueurs des télomères et de ses mécanismes de régulation, du rôle des facteurs génétiques et environnementaux dans cette dynamique et de ses conséquences sur la sénescence et l’apparition de maladies dégénératives.

AGROSTAT

  • « Statistiques pour l'évolution et la dynamique des populations et espèces d'intérêt agronomique »
  • Mathématiques ∩ Biologie/Agriculture
  • Le projet vise à intégrer et développer des méthodes mathématiques et statistiques avant-gardistes pour étudier la résilience des systèmes agronomiques face aux perturbations induites par le changement global.

Axe Environnement

CLIMATHS           

  • « Avancées fondamentales pour la modélisation des processus clés pour la réduction des impacts des changements climatiques »
  • Mathématiques ∩ Physique
  • Le projet aura pour but de développer une recherche fondamentale visant à réduire les incertitudes pour l’analyse des impacts des changements climatiques et des mesures d’adaptation et d’atténuation. En particulier, le projet développera l’analyse théorique et la modélisation du couplage océan-atmosphère et de la convection, l’analyse d’événements extrêmes et les écoulements côtiers. Le climat et ses principales composantes obéissent à des dynamiques complexes dont certains aspects sont encore mal compris.

MATHSOUT      

  • « Mathématiques souterraines »
  • Mathématiques ∩ Géophysique
  • Le projet propose de lever des verrous identifiés par la communauté des ingénieures et ingénieurs spécialisés dans la simulation des écoulements complexes en sous-sol. Il est crucial d’améliorer les capacités prédictives pour les transferts complexes de masse et d'énergie sous terre, en vue de la mise en œuvre efficace de solutions techniques dans des domaines clés tels que la gestion des ressources en eau, la séquestration du CO2 dans les aquifères salins, le stockage souterrain de dihydrogène ou l'énergie géothermique.

COMPLEXFLOWS           

  • « Vers une meilleure compréhension des écoulements naturels complexes en présence de surface libre »
  • Mathématiques ∩ Physique     
  • Le but de ce projet sera de développer une recherche fondamentale visant à mieux comprendre les critères importants régissant l'évolution et la dynamique de mouvements de terrain. Les glissements de terrain couvrent des formes très diverses telles que les avalanches de débris, les coulées de boue, les effondrements, les chutes de pierres, les glissements de terrain, l'érosion côtière... Le changement climatique entraîne une augmentation de la fréquence de ces événements, et il est urgent de mieux les comprendre et les modéliser pour les prendre en compte dans les politiques de prévention et d'évacuation.

HYDRAUMATH

  • « Mathématiques pour les hydrosystèmes du littoral à l’aquifère »
  • Mathématiques ∩ Géoscience
  • Le projet vise à améliorer la compréhension de la dynamique des hydrosystèmes côtiers, et en particulier celle du couplage entre la dynamique des eaux littorales et celle des aquifères côtiers. Le projet vise à développer des connaissances fondamentales et des outils pratiques sur des sujets clés tels que l'hydro-morphodynamique côtière couplée à la dynamique des eaux souterraines et l'analyse de l'évolution des propriétés spatio-temporelles des hydrosystèmes côtiers sous diverses contraintes anthropiques et naturelles.

Axe Société 

MIRTE 

  • « Modélisation des Incitations et des Régulations pour la Transition Environnementale »
  • Mathématiques ∩ Finance
  • Le projet vise à modéliser les incitations et les régulations pour la transition environnementale à l’aide de la théorie d’incitations dynamiques et des jeux à champ moyen. Pour réussir la transition climatique, les puissances publiques doivent réguler les marchés de manière optimale, anticiper la réponse des agents socio-économiques, optimiser les leviers incitatifs et mesurer et contrôler les risques associés. Pour cela le projet développera des outils numériques et des méthodes théoriques nouvelles. 

GEOMATHS      

  • « Geo-mathématiques »
  • Mathématiques ∩ Géographie
  • Le projet se fixe comme objectif de renouveler la relation qu’entretiennent de longue date la géographie et les mathématiques, selon quatre principes directeurs. Le projet, dont la teneur est nettement exploratoire, entend couvrir le plus large spectre de problèmes.

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