Grand Réseau de Recherche. Logistique, Mobilité, Numérique. GRR LMM Objectifs 2020

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1 Grand Réseau de Recherche Logistique, Mobilité, Numérique GRR LMM Objectifs 2020 Objectif 1 : Renforcer la recherche, le développement technologique et l innovation Animateurs : Adnan YASSINE, Thierry PAQUET Positionnement général de la proposition Ce document prospectif est l émanation des réflexions recueillies au sein du Réseau de Recherche Transport Logistique Technologies de l Information. Depuis 2007, ce réseau de recherche a contribué à structurer la recherche en région en favorisant l émergence de projets pluridisciplinaires selon quatre axes thématiques : - La logistique industrielle et portuaire Le transport et l aménagement Les contenus intelligents Interactions et contexte. Ce réseau de recherche comprend actuellement près d une centaine d enseignants chercheurs, membres d une dizaine de laboratoires labellisés par le ministère de l enseignement supérieur et de la recherche, et sous les tutelles des établissements d enseignement supérieur et de recherche de Haute Normandie. Il faut souligner la forte structuration multidisciplinaire de ce réseau qui regroupe des laboratoires de Mathématiques, Informatique, Géographie, Droit, Economie, Gestion, Sport, et Mécanique. Depuis 2007 les travaux du GRR TL-TI ont bénéficié du financement par la région Haute Normandie, de 19 doctorants et 2 chercheurs post doctorants, et d un soutien financier de près de 4M (Etat-Région-Europe). Parallèlement, les équipes de recherche ont su développer une forte activité partenariale dans le cadre de différents programmes de financement nationaux (ANR, FUI, collaborations industrielles, ). Fort de ces résultats et de cette identification de la recherche Haut Normande dans ce secteur d excellence que constituent la logistique et les technologies de l information, le GRR TL-TI a mené une réflexion sur les orientations stratégiques de ses axes de recherche au regard du diagnostic territorial en Haute Normandie mené conjointement par les services de la Région et de la Préfecture. Cette réflexion a permis d identifier un Fiche projet GRR TLTI objectifs

2 certain nombre de défis entrant dans les domaines d excellence du réseau TL-TI. Ils concernent : - La performance logistique de l axe Seine qui vise non seulement les activités portuaires (Le Havre, Rouen) mais également l ensemble de l hinterland rattaché à l axe Seine. Celui-ci constituant de facto un maillon indissociable des activités portuaires en matière de logistique. - Le développement des Technologies de l Information et de la Communication, en contribuant à la création de services et à la création d une filière numérique régionale. - La mobilité sur l axe Seine en contribuant au développement de solutions d éco-mobilité, à l interopérabilité des systèmes de transports, et au développement de l industrie automobile. Pour relever ces défis économiques et sociétaux, le réseau TL-TI a identifié 4 axes thématiques dans lesquels il est particulièrement bien positionné pour contribuer significativement aux développements régionaux prioritaires. Ces axes sont : La performance logistique (PL) Le traitement des masses de données et les contenus intelligents (MD) Le calcul numérique (CN) Les Systèmes Complexes, l Intelligence Territoriale et la Mobilité (SC) Il est à noter que la définition de ces nouveaux axes s accompagne d un élargissement du périmètre du réseau actuel, principalement du fait de l intégration de nouvelles équipes et laboratoires dans le domaine des mathématiques et des technologies de l information. L association de ces nouvelles équipes vient renforcer la visibilité du réseau à la fois sur le plan scientifique en associant des thématiques d excellence (mathématiques, bioinformatique, imagerie médicale, informatique embarquée) et sur le plan technologique en associant de nouvelles plateformes (Campus Intégration de Systèmes Embarqués, Plateforme d Imagerie médicale du Centre Henri Becquerel, Plateforme de Génomique). Cet élargissement du périmètre du réseau s accompagne également d un élargissement des collaborations avec les acteurs socio-économiques en région. Parmi les nouveaux partenaires nous pouvons citer : le CETE (Centre d Etudes Techniques de l Equipement Normandie Centre), le CHB (Centre Henri Becquerel), le pôle de compétitivité Mov éo, le pôle de compétitivité Transactions Electroniques Sécurisées, Air Normand, le CRIHAN, NormandieWebExpert. Gouvernance du GRR LM-IM Elle se fait grâce à un comité de direction composé de 5 personnes (1 coordinateurs de chaque axe et le coordinateur du GRR). Le coordinateur du GRR est chargé d appliquer les décisions et les actions définies par le comité de direction : organisation du comité de pilotage (représentants des comités scientifiques des réseaux + DRRT+ Région+ établissements+ Pôle de compétitivité + SEINARI+ OSEO + ED) pour présenter les projets retenus par les 4 axes; organisation de 3 séminaires du GRR (inauguration, miparcours et final) ; transmission de l information auprès des porteurs de réseaux et entre les réseaux ; appui des actions transversales entre les réseaux du GRR et des actions de rapprochement avec d autres GRR (organiser la plus-value inter-réseaux sur des thèmes spécifiques). Chaque axe de recherche est piloté par 2 coordinateurs. il définit son projet scientifique grâce à son comité de scientifique selon sa gouvernance spécifique. Fiche projet GRR TLTI objectifs

3 il reçoit une attribution financière dont le montant est fixé par la Région et l Etat, ainsi qu un nombre d allocations fixées par la Région sur proposition d une commission interétablissement il établit la programmation, le montage financier, les dossiers administratif et financier ainsi que les bilans scientifique et financier. il élabore le classement des allocations par réseau selon des procédures validées par les établissements il définit les modalités d expertise de ses projets de recherche avec son CS il réalise sa propre animation grâce à la programmation d une enveloppe animation au travers d ateliers, séminaires et toute forme de rencontres. il informe le coordinateur du GRR de l ensemble des actions Demandes moyens par Total PL MD SC CN an Equipement, 400 K fonctionnement maintenance Allocations doctorales 8 Fiche projet GRR TLTI objectifs

4 TL-TI et les interactions avec les autres Réseaux CBS Imagerie me dicale (MD) Bioinformatique (MD) Sys. d Info de sante (MD) Vivant, Environnement (CN) Logistique Portuaire De mate rialisation des flux d Information (MD) Traçabilite, Syste mes de Perception Embarque s (MD) Transport Ame nagement du Territoire Optimisation Transport multimodal (PL) Econome trie, Banque Assurance (CN) Mode lisation Simulation des Re seaux de Transports (SC) Syst. d Information en Droit, contenus Intelligents (MD) Patrimoine (MD ) Eco, Gestion, Droit (PL ) TL-TI Traçabilite (MD) Perf. Nume rique (CN) Sciences Humaines CSN Intelligence Territoriale Mobilite (SC ) Contro le, Fiabilite, Mode les Stochastiques (CN ) Electronique EEM Performance logistique PL Masses de Donne es MD Syste mes Complexes SC Calcul Nume rique CN Fiche projet GRR TLTI objectifs

5 Présentation de l axe Performance logistique Rédacteur Adnan Yassine Résumé de l axe : Grâce à sa façade maritime et à la Seine, la Haute-Normandie bénéficie d'une situation stratégique et d atouts logistiques exceptionnels, lui conférant une responsabilité majeure pour le développement économique national et européen. Aussi, un enjeu stratégique du territoire est d être reconnu, par les grands décideurs économiques mondiaux, en tant que «région compétitive» à l échelle des grandes régions industrielles et portuaires européennes. A cette fin, les finalités de l axe «performance logistique» sont de contribuer, par la recherche et l innovation : à la détermination des meilleures conditions d attractivité, de massification des flux internationaux, à l augmentation de la valeur ajoutée que les opérateurs implantés sur le territoire peuvent apporter à ces flux et processus, à l aide à la décision pour les décideurs socioéconomiques locaux qui doivent apporter des solutions à des problèmes logistiques de plus en plus complexes (organisations et infrastructures) et à l accès des membres du GRR, aux réseaux pertinents européens de la recherche et de l innovation. Dans ce contexte et sur la base des acquis des membres du GRR TL&TI, l objectif est de consacrer des capacités, des moyens et des compétences de recherche et d innovation à des fins de «performance logistique» en particulier pour trois champs stratégiques d application de la logistique que sont : le bout en bout avec la maîtrise complète de la chaîne logistique, le système portuaire régional avec la création d HAROPA, la conversion des flux massifiés d origine maritime. Mots clés : Axe Seine, performance de la chaîne logistique, optimisation, organisation, passage portuaire, transport multimodal, entreposage, fluidification, compétitivité, sûreté et traçabilité. 1. Contexte et positionnement de l axe au regard des enjeux stratégiques régionaux La Haute-Normandie bénéficie d'une situation stratégique et d atouts logistiques exceptionnels. Ainsi, un enjeu majeur du territoire est d atteindre, dans ce contexte, un haut niveau de compétitivité reconnu par les grands décideurs économiques mondiaux. D autre part, le champ d action de la logistique s est élargi, ses missions se sont diversifiées, elles sont plus complexes qu auparavant, ses compétences ont évolué, de même que la panoplie de ses méthodes et outils s est considérablement enrichie au contact notamment de recherches académiques. Une telle discipline aussi vaste et complexe nécessite la maîtrise d un socle de connaissances méthodologiques et techniques afin de mieux répondre aux enjeux de compétitivité des entreprises et des territoires et surtout de les anticiper. Enfin, la logistique repose sur plusieurs domaines tels que le transport, le stockage et l entreposage, la détention des variations, la Fiche projet GRR TLTI objectifs

6 planification, l intégration des innovations technologique et des processus industriels au sein des chaînes logistiques. Aussi, une valeur ajoutée importante d un programme de recherche et développement en logistique est de conjuguer les compétences académiques avec des objectifs présentant un caractère stratégique en adéquation avec les enjeux préalablement identifiés. 2. Description scientifique et technique, objectifs 2.1 Objectifs et caractères ambitieux du projet L axe «performance logistique» a plusieurs ambitions : - améliorer la visibilité extérieure de la région, renforcer son attractivité et sa compétitivité par une logistique performante ainsi qu une capacité d anticipation; - participer au déploiement du corridor logistique que constitue l'axe seine qui est devenu un enjeu national et européen; - consolider les collaborations entre les forces régionales de recherche dans le domaine de la logistique, issues de diverses disciplines scientifiques, humaines et sociales ; - renforcer les liens recherche-formation-valorisation dans le domaine de la logistique en mobilisant les connaissances et les résultats de la recherche au service des enjeux de compétitivité du passage portuaire régional et en favorisant l accès des chercheurs aux meilleurs réseaux européens de R&D. Pour atteindre ces ambitions, le projet R&D de l axe «performance logistique» s intéressera à la détermination des meilleures conditions d attractivité, de massification et de sécurisation des flux internationaux tant à l import qu à l export, à l augmentation de la valeur ajoutée que les opérateurs implantés sur le territoire peuvent apporter à ces flux et processus, à l aide à la décision pour les décideurs socio-économiques locaux qui doivent apporter des solutions à des problèmes logistiques de plus en plus complexes (organisations et infrastructures). D après ce qui précède et suite à l analyse issue de divers travaux de recherche (cf. Passage Portuaire et APLoG) d échanges avec le monde socio-économique, le projet R&D de l axe «performance logistique» permet d aboutir à la détermination de trois champs stratégiques d application pour lesquels il est impératif d apporter des réponses et des solutions. Le «bout en bout» avec la maîtrise complète de la chaîne logistique qui nécessite notamment des avancées et des innovations sur la traçabilité des produits, des flux et des processus, la dématérialisation des documents ainsi que des mesures de sécurisation et de facilitation de l ensemble des opérations logistiques (physiques et informations), en particulier lors des passages portuaires. Le «système portuaire régional», puisque le GIE HAROPA qui représente la principale plateforme portuaire française fondée sur des complémentarités fonctionnelles entre les terminaux va, de fait remettre en cause les organisations actuelles des ports et des hinterlands, les complexifier (échelle géographique étendue) et générer de nouveaux modes d organisation et d optimisation des chaînes logistiques globales (nouveaux systèmes d aide à la décision et de performance des acteurs logistiques). La «conversion de flux massifiés» d origine maritime en flux atomisés correspondant à la diversité des utilisateurs terrestres ; Le passage portuaire représentant la séquence dans un itinéraire logistique qui va convertir des flux maritimes ayant un caractère aléatoire du fait des évènements inhérents au Fiche projet GRR TLTI objectifs

7 transport maritime et aux passages de frontières, en flux régulés correspondant au juste à temps exigé par les organisations industrielles et de la grande distribution (flux/processus, capacités portuaires, entreposage, transports,..). 2.2 Enoncer les thématiques prioritaires La recherche en logistique couvre plusieurs disciplines, en particulier les sciences économiques et la gestion, l'informatique, l'électronique, les mathématiques appliquées ainsi que les sciences humaines et sociales. Aussi, dans un souci de méthode et pour ouvrir aux laboratoires et centres de compétences, des espaces de contribution de leurs travaux de recherche aux champs stratégiques proposés ci-dessus, il est proposé que les disciplines académiques s inscrivent, de manière matricielle, dans trois thématiques : la logistique industrielle et portuaire ; les transports et l aménagement du territoire ; la valorisation, l innovation et le transfert. La logistique industrielle et portuaire, s intéresse généralement à l ensemble des maillons de la chaîne logistique globale, dans l objectif d améliorer sa performance et sa compétitivité. En particulier, elle s intéresse aux problématiques de coordination des différents acteurs sous contraintes et notamment à la problématique du transport multiacteurs et multimodal. Les contraintes étudiées sont notamment celles du coût, du temps, des risques, du développement durable, des relations sociales et de l environnement juridique. Il est à noter que les programmes PASSAGE PORTUAIRE et APLOG issus du précédent CPER ont permis d alimenter la réflexion des champs stratégiques tels qu ils sont présentés dans ce document et sont attendus comme éléments contributifs forts au titres des thématiques. De même, les plateformes et outils qui seront mis à la disposition des acteurs de la recherche sont également les produits de la valorisation tant sur les contenus que sur les méthodologies de programmes réalisés dans le cadre du CPER (E-MARITME, ROROMAX, DEVPORT, GRR TLTI, etc.). 3. Partenariats et réseau 3.1 Partenariats académiques impliqués a) En région Université de Rouen, Université du Havre, INSA de Rouen, ESIGELEC, Rouen Business School, IDIT b) Au sein du PRES Normandie Université Université de Caen c) Sur l axe seine Université de Paris Partenaires socio-économiques - NOVALOG, MOVEO, LSN Fiche projet GRR TLTI objectifs

8 Présentation synthétique de l axe Masses de Données Contenus Intelligents Rédacteurs Thierry Paquet, Laurent Heutte Résumé de l axe : L axe Masses de Données Contenus Intelligents contribuera en Région au développement des technologies de l information pour le «Big Data» dans les domaines d excellence régionaux (Transport Logistique, Santé, Patrimoine). Cette thématique très concurrentielle sur le plan de la recherche est identifiée comme l un des maillons clé de la compétitivité industrielle sur la période En effet, l accroissement des technologies de l information dans tous les processus socio-économiques produit de plus en plus de données. Ces données constituent un gisement d information à fort potentiel économique pour qui a la capacité de les exploiter. Les laboratoires d informatique et de mathématiques Haut Normands, sont identifiés au niveau national et international pour leurs contributions dans différentes spécialités du traitement des données. En collaboration avec les acteurs économiques régionaux (Pôles de compétitivité Mov eo, TES, CHU, CHB, CETE Normandie-Centre, CISE) ils contribueront au développement de ces technologies autour des plateformes technologiques. C est ainsi qu il se décline selon trois thématiques prioritaires en région : - Le traitement des masses de données pour la santé et l environnement ; - Le traitement des masses de données pour la mobilité intelligente ; -le traitement des masses de données pour la dématérialisation des documents et les contenus intelligents. Mots clés : Traitement des masses de données, big data, santé et environnement, mobilité intelligente, dématérialisation de documents, contenus intelligents 1. Contexte et positionnement de l axe au regard des enjeux stratégiques régionaux Les technologies de l information sont aujourd hui identifiées comme l un des éléments à fort potentiel de croissance et d innovation dans de nombreux domaines d application. Mais, suivant la loi de Moore, l accroissement de l usage et des performances des technologies de l information n est pas sans poser de nouveaux questionnements au monde de la recherche. Le traitement des masses de données (BigData) est précisément identifié comme l un des enjeux de la décennie Il tient au fait que le développement des technologies de capture de l information (audio, imagerie, vidéo, et tous instruments de mesure de façon générale ) produit plus de données qu on ne peut en traiter avec les moyens et les procédés connus aujourd hui. Paradoxalement, plus nous disposons de moyens performants pour mesurer et enregistrer la plupart des phénomènes et évènements du monde qui nous entoure, moins nous avons les moyens d en prendre connaissance par manque de capacités d analyse, d interprétation, et d interrogation de ces données. Dans ce contexte international et national très compétitif, les laboratoires d informatique et de mathématiques Haut Normands, sont identifiés au niveau national et international pour leurs contributions dans différentes spécialités du traitement des données et plus particulièrement en modélisation statistique, bio-informatique, vision par ordinateur, traitement de l écrit, recherche d information, imagerie médicale. Au Fiche projet GRR TLTI objectifs

9 cours du précédent CPER, les équipes de recherche de ces laboratoires ont participé à de nombreux programmes régionaux pluridisciplinaires dans le cadre des GRR (GRR EEM pour les systèmes de vision embarquée dans le cadre du Campus d Intégration de Systèmes Embarqués, GRR TL-TI pour la conception de la Plateforme d Indexation Régionale, GRR CBS pour la plateforme d imagerie médicale et de génomique). L axe Traitement des Masses de Données et Contenus Intelligents a pour objectif de fédérer les différentes équipes de recherche régionales impliquées dans le traitement des données massives autour des plateformes technologiques. C est ainsi qu il se décline selon trois thématiques prioritaires en région : Le traitement des masses de données pour la santé et l environnement Le traitement des masses de données pour la mobilité intelligente le traitement des masses de données pour la dématérialisation des documents et les contenus intelligents Sur l axe Seine, cet axe contribuera au développement des technologies de l information dans le domaine de la logistique et tout particulièrement la dématérialisation des documents de transport, il s intéressera également aux systèmes embarqués pour les transports et la mobilité intelligente. Dans le cadre du PRES Normandie Université, cet axe renforcera les travaux menés dans le cadre de la fédération de recherche CNRS (dossier en phase de finalisation, porté par les laboratoires GREYC CNRS et LITIS) et tout particulièrement sur les thématiques du traitement d image et de la reconnaissance des formes développés dans cette fédération. L expertise en dématérialisation et indexation de documents de l axe traitement des masses de données renforcera également les collaborations avec le projet NUMNIE (Numérisation pour le patrimoine) porté par la Maison de la Recherche en Sciences Humaines. 2. Description scientifique et technique, objectifs 2.1 Objectifs et caractères ambitieux du projet Le projet s intéresse à la problématique du traitement des grandes masses de données hétérogènes (textes, images, vidéos, signaux, séquences ) où l accès à l information pertinente pour l utilisateur est devenu un problème central pour l aide à la décision, car il nécessite le développement de nouveaux modèles, méthodologies et algorithmes permettant une prise de décisions optimale, parfois en temps réel, dans un contexte d énormes quantités de données (Big Data). Ceci ne peut être envisagé qu en prenant en compte l utilisateur final dans le processus d'accès à l'information, d une part pour personnaliser les services et informations fournies, et d autre part pour considérer les pratiques et usages spécifiques aux acteurs. Le projet est donc par essence pluridisciplinaire puisqu il associe des spécialistes du traitement des données, des spécialistes de la modélisation des connaissances, et des experts des différents domaines d application (biomédical, sciences humaines). La construction d un tel réseau de spécialistes doit permettre de lever les nombreux verrous scientifiques posés par le développement de plateformes logicielles efficaces, c est-à-dire offrant des réponses rapides, précises et pertinentes au regard des besoins des utilisateurs finaux. 2.2 Enoncer les thématiques prioritaires L axe MDCI positionne ses recherches pluridisciplinaires sur trois thématiques prioritaires régionales que sont la santé et l environnement, la mobilité intelligente et la dématérialisation des documents : Fiche projet GRR TLTI objectifs

10 Traitement des masses de données pour la santé et l environnement : il s agit ici de fédérer les recherches dans les domaines de la biostatistique et du décryptage du génome, de l imagerie médicale et de l environnement et du développement durable. Cet axe implique notamment les laboratoires LITIS, LMRS et LMI interagissant avec les laboratoires CIVIIC, IDEES, CUREJ et AGRITERR et en partenariat avec le CHU, le CHB pour l interaction avec les plateforme d imagerie médicale et de génomique. Cet axe développera les collaborations avec le GRR CBS et plus particulièrement avec l IRIB. Des collaborations pourraient être développées également avec le réseau SCALE en ce qui concerne le traitement des données issues de capteurs enfouis pour l analyse et le suivi des phénomènes géologiques. Traitement des masses de données pour la mobilité intelligente : les recherches dans ce thème visent à développer des systèmes embarqués de capture et de traitement de données (vision embarquées, fusion multi-capteurs) pour la traçabilité, la surveillance et la sécurité. Ces recherches impliquent le LITIS, l IRSEEM, le LMI et le CETAPS en partenariat avec le CISE, le CETE et l IDIT et les pôles de compétitivité Mov éo et TES. Traitement des masses de données pour la dématérialisation de documents et les contenus intelligents: Les travaux développés dans cet axe prennent appui sur la Plateforme d Indexation Régionale qui s est structurée au cours de la précédente contractualisation. Il s agit ici de développer des moyens d accès intelligents à l information documentaire dans un contexte de production de masse d information. D une part on s intéressera à développer des techniques d indexation spécialisées dans différents domaines métier (santé, droit notamment) afin de proposer des outils de recherche d information très précis pour des utilisateurs non spécialistes (utilisateurs finaux). D autre part on s intéressera à développer des technologies de dématérialisation automatique de documents en visant deux domaines d application fortement identifiés en région : 1- la dématérialisation des documents de transport dans le contexte du suivi de l information tout au long de la chaîne logistique 2- la dématérialisation des documents numérisés pour la préservation et l accès au patrimoine culturel. Ces travaux seront menés en étroite collaboration avec les laboratoires et acteurs socio-économiques régionaux (voir ci-après). 3. Partenariats et réseau 3.1 Partenariats académiques impliqués a) En région L axe MDCI est déjà le lieu de partenariats académiques forts entre les laboratoires relevant des STIC au sens large (LITIS, LMRS, LMI et IRSEEM) et les SHS (GRHIS, IRIHS, CIVIIC, IDEES, CUREJ, CETAPS, RBS) à travers différents projets (PlaIR, DocExplore, CACI, CISMEF, imagerie médicale, plateforme IRIB, MOVEA ). b) Au sein du PRES Normandie Université Un partenariat avec le laboratoire GREYC de l Université de Caen et le LITIS est en cours de construction dans le cadre de la Fédération de Recherche Il associe notamment le pôle Numérique de la MRSH de Caen et le GRHIS dans des projets pluridisciplinaires autour de la dématérialisation des documents. c) Sur l axe Seine Fiche projet GRR TLTI objectifs

11 Des collaborations avec différentes équipes des grands laboratoires parisiens (LIP6 de l UPMC, LIGM de l Université Marne-la-Vallée, ) sont déjà établies et devraient être renforcées dans le prochain contrat de plan. La participation des laboratoires aux GDR du CNRS (I3, ISIS, BiM, IM, ) est également un vecteur pour susciter des partenariats. Dans le domaine de la dématérialisation des documents pour la logistique, un rapprochement avec l université de Cergy pourrait être suscité, car elle développe des compétences complémentaires dans le domaine des systèmes d information. 3.2 Partenaires socio-économiques a) En région Les laboratoires impliqués dans l axe MDCI ont développé des partenariats effectifs avec des acteurs régionaux incontournables tels que le CHU de Rouen et le Centre Henri Becquerel notamment dans la thématique santé et environnement, avec le CISE, le CETE et l IDIT pour la mobilité intelligente et avec la Bibliothèque Municipale de Rouen, les Archives 76, le Musée National de l Education, l IDIT et CASSIDIAN-EADS pour la dématérialisation de documents. b) Au sein du PRES Normandie Université Ces partenariats restent à susciter mais la Fédération de Recherche entre le LITIS et le GREYC devrait pouvoir être un des leviers pour fédérer des collaborations avec les acteurs socio-économiques bas-normands tels que Orange Labs, Thalès par exemple Les pôles de compétitivité tels que Mov eo, TES, devraient permettre également d initier des collaborations inter-régionales. c) Sur l axe Seine Des collaborations sont déjà établies et vont être renforcées avec de grands acteurs socio-économiques parisiens tels que VIDAL (CISMef), BNF (PlaIR), RATP Fiche projet GRR TLTI objectifs

12 Présentation de l axe Calcul Numérique Rédacteur Nordine Mir Résumé de l axe Les besoins en modélisation mathématique formulés à la fois par la communauté universitaire de Haute-Normandie et par bon nombre d entreprises montrent la nécessité d avoir un point d ancrage visible dans le paysage de la recherche régionale centré autour de projets à l interface des mathématiques. L axe «Traitement numérique» se propose de développer des travaux d intérêt régionaux sur des thèmes porteurs transversaux. Ceux-ci nécessiteront d une part des compétences en calcul et modélisation et d autre part une compréhension en profondeur des problèmes issus des sciences expérimentales, sciences humaines ou directement de l industrie. L apport théorique doit être essentiel et ne consiste pas à utiliser des méthodes existantes mais bien à développer de nouvelles techniques les mieux adaptées aux questions étudiées. Mots clés Calcul scientifique, statistique, approximation, interfaces des mathématiques 1. Contexte et positionnement de l axe au regard des enjeux stratégiques régionaux La Haute-Normandie dispose d un centre de compétences en mathématiques déjà très bien structuré. Les trois laboratoires de mathématiques haut-normands, les LMAH, LMI et LMRS, respectivement rattachés à l Université du Havre, à l INSA de Rouen et à l Université de Rouen regroupent la quasi-totalité des mathématiciens de la région et ont acquis une reconnaissance au niveau national et international. Ces compétences ont été jusqu à présent sous-exploitées au sein notamment du GRR TLTI par rapport au potentiel existant dans la région (voir 2.2). En effet une grande partie des recherches menées au sein des trois laboratoires est à visée applicative : analyse d équations aux dérivées partielles issues de la mécanique, la physique et la chimie, des systèmes dynamiques et de contrôle pour étudier des problèmes d évolution, de modèles aléatoires inspirés de la physique statistique, techniques d analyse d images médicales ou géophysiques. Ces trois laboratoires entretiennent de nombreux liens. En matière d enseignement depuis plus d une décennie, on compte un master commun LMI-LMRS et un master commun LMAH-LMRS. En 2010, la création de la fédération de recherche Normandie-Mathématiques reconnue par le CNRS (FR CNRS 335) a permis de renforcer les liens entre les laboratoires de mathématiques de Haute-Normandie et celui de Basse-Normandie (LMNO, université de Caen). La fédération Normandie- Mathématiques soutient de multiples actions communes (invitations de chercheurs étrangers, organisation de colloques et séminaires, popularisation des mathématiques). Le présent projet de création de l'axe Traitement Numérique a vocation à renforcer l'actuel GRR TLTI. Il s'inscrit ainsi dans une double perspective d initier ou de poursuivre des collaborations transversales inédites dans l'ensemble des actuels GRR sur les thèmes prioritaires ci-dessous et de développer des collaborations au niveau interrégionale notamment en se rapprochant du pôle bas-normand TES. économétrie, banque et assurances traitement numérique pour les sciences du vivant et de l'environnement modélisation stochastique et asymptotique, contrôle et fiabilité simulations et performance numérique Fiche projet GRR TLTI objectifs

13 Ce nouvel axe apportera ainsi une valeur ajoutée au GRR TLTI existant et créera une nouvelle dynamique autour des acteurs haut-normands de la fédération Normandie- Mathématiques. Quant aux projets développés au niveau de cet axe, ils auront vocation à faire intervenir d autres partenaires (essentiellement des équipes d autres laboratoires hautnormands, émargeant éventuellement à d autres GRR, ou des partenaires industriels) sur des sujets à dominante modélisation mathématique. 2. Description scientifique et technique, objectifs 2.1 Objectifs et caractères ambitieux du projet Cet axe est résolument tourné vers des projets sur des thèmes porteurs transversaux, c est-àdire nécessitant d une part des compétences en calcul et modélisation et d autre part une compréhension en profondeur des problèmes issus des sciences expérimentales, sciences humaines ou directement de l industrie. L apport théorique doit être essentiel et ne consiste pas à utiliser des méthodes existantes mais bien à développer de nouvelles techniques les mieux adaptées aux questions étudiées. Ce nouvel axe apportera ainsi une valeur ajoutée au GRR TLTI existant et créera une nouvelle dynamique autour des acteurs haut-normands de la fédération Normandie-Mathématiques. Les projets mis en œuvre amélioreront la visibilité et l attractivité de la recherche régionale et mettront en avant son excellence au travers de synergies mêlant des entités haut-normandes, avec des objectifs clairement liés à des applications fortes au niveau territorial. 2.2 Enoncer les thématiques prioritaires Les champs d application des mathématiques étant très variés, les acteurs qui travailleront autour des thématiques de l axe Calcul Numérique proviendront eux aussi de disciplines diverses. Ainsi, le choix des sujets prioritaires mentionnés ci-après s est fait dans le souci de respecter les objectifs suivants : - Mettre en avant des projets à forte valeur ajoutée au niveau territorial, - Choisir des projets disposant de compétences reconnues au niveau national ou international, - Développer des collaborations nouvelles au sein du GRR TLTI et construire une coordination formalisée sur les thématiques prioritaires avec les GRR concernés. Le projet se développera autour de trois thématiques fortes ci-dessous : l économétrie et les applications des mathématiques aux secteurs de la banque et de l assurance (La Haute-Normandie est un important pôle d assurance en France) Traitement numérique pour les sciences du vivant ou l environnement. Les problématiques liées à l environnement représentent des champs d application d intérêt régional de plusieurs projets en cours tels que - L'éolien (ce sujet est d importance pour la région car il s intègre parfaitement dans les projets d éolien offshore, thème initié par le projet ROMEEO) - La Pollution - La santé Modélisation stochastique et asymptotique, contrôle et fiabilité. Une grande partie de l'expertise mathématique existant en Haute-Normandie se situe à l interface avec la physique fondamentale ou appliquée. Au vu des récentes évaluations nationales, ce domaine apparaît comme étant le pôle d excellence des mathématiques dans la région. On peut résumer ces compétences comme s attachant à décrire avec des outils mathématiques l évolution dans le temps ou l espace de systèmes physiques. Les diverses approches théoriques intervenant dans ces domaines sont reliées par un Fiche projet GRR TLTI objectifs

14 corpus de connaissances commun : calcul stochastique, asymptotique, formel et numérique. Les possibilités d interactions entre physiciens, mathématiciens et informaticiens dans ces domaines s illustrent dans des collaborations entre le LMRS, le LITIS et différents laboratoires situés sur l axe Seine. Ces collaborations ont donné lieu à plusieurs projets communs dont plusieurs ANR. Simulations et performance numérique. Le projet aura pour objectif de répondre aux besoins en calcul formulés par les acteurs publics ou privés de la région et de se nourrir de ces besoins pour améliorer la performance des algorithmes en jeu. Il trouve tout naturellement sa place en tant que projet transverse dans l axe Calcul numérique. Il sera décliné suivant deux volets : - Calcul numérique et formel et simulations - Performance numérique en matière de sécurité des systèmes d information 3. Partenariats et réseau 3.1 Partenariats académiques impliqués a) En region Universités de Rouen, Le Havre, INSA de Rouen, CRIHAN b) Au sein du PRES Normandie Université Université de Caen, Fédération de mathématiques c) Sur l axe seine École Nationale des Ponts et Chaussées, Universités de Paris 6, Paris-Est, Paris-Nord, Paris-Sud, Paris Dauphine, Versailles-Saint Quentin, École polytechnique, INRIA Rocquencourt, INRIA Saclay 3.2 Partenaires socio-économiques MATMUT, MOVEO, GdF/La compagnie du vent, Air Normand, Météo France 3.3. Valorisation, Transfert La stratégie de valorisation et de transfert de technologie de l axe «Calcul Numérique» prend plusieurs formes : les contrats de partenariats de recherche, avec les acteurs des pôles et les filières (dépôt de projets ANR, contrats et conventions avec le secteur privé) le transfert de savoir-faire par la mise en place de thèses CIFRE le développement national et international (via les projets ANR et le GDR déjà existant) les actions envers la société et le public, au moyen de la FR CNRS. la mise en place d'une plate-forme numérique à l université de Rouen en collaboration avec le CORIA. Cette structure réunira les ressources et les compétences en calcul scientifique de différents laboratoires et servira de support scientifique et technique permettant d établir des modélisations mathématiques et algorithmiques avant de passer au choix du logiciel adapté et de l implémentation de codes sur une plate-forme de ressources informatiques comme le CRIHAN. Fiche projet GRR TLTI objectifs

15 Présentation de l axe Systèmes Complexes, Intelligence Territoriale et Mobilité Rédacteur Cyrille Bertelle Résumé de l axe : Dans cet axe, on s intéresse à la modélisation des systèmes territoriaux et des mobilités associées face aux nouveaux enjeux sociétaux et économiques. Le territoire est le support et le produit de ses propres acteurs au travers d une boucle de rétroaction qui fait système. Dans cette approche systémique, on considère que la multitude des comportements individuels (acteurs et/ou agents), de leurs mobilités, de leurs intentions finissent par «faire» du territoire (à l échelle de la ville, du quartier, de la région, etc.), sans que le résultat final ne corresponde obligatoirement aux choix, aux représentations ou aux intentions de l un d entre eux. Cette approche nécessite donc l intégration de la complexité organisationnelle existant au sein de ces systèmes. Elle nécessite également la prise en compte des dynamiques, des évolutions territoriales et sociétales. Mots clés : réseaux complexes, mobilité, compétitivité territoriale, morphodynamique, systèmes d aide à la décision 1. Contexte et positionnement de l axe au regard des enjeux stratégiques régionaux Le diagnostic territorial stratégique de la Haute-Normandie souligne des points d intérêts qui sont : Le développement technologique, l innovation, les TIC La compétitivité économique Les enjeux environnementaux, le développement durable Le besoin d améliorer durablement le transport et les réseaux d infrastructures Face à ce diagnostic, les questions que l on soulève ici sont les suivantes : Quelles sont les empreintes territoriales de ces enjeux? Peut-on produire des modèles d analyse du territoire actuel face à ces enjeux? Peut-on apporter des analyses de prospective de développement territorial multi-critère et multi-contraint? L axe propose d apporter des éléments de réponses, riche d une structuration déjà établie lors du précèdent CPER, au sein du projet RISC qui a réuni un grand nombre d acteurs. Nous allons au-delà d une vision projet pour poser des problématiques générales que nous abordons par des méthodologies innovantes inspirées des concepts des systèmes complexes. Les régions Haute et Basse Normandie bénéficient de l institut des systèmes complexes en Normandie (ISCN), nœud bien identifié du réseau national sur les systèmes complexes, en interaction forte avec cet axe et qui a reçu le label d organisation structurante par le pôle de compétitivité au titre de sa capacité à alimenter de la recherché technologique et de l innovation. 2. Description scientifique et technique, objectifs 2.1 Objectifs et caractères ambitieux du projet Le développement de l axe s appuie sur une méthodologie intégrant deux approches complémentaires : (i) (ii) Le développement de réflexions conceptuelles qui permettent d approcher une représentation des territoires dans leur complexité. On développera ici des outils de représentation de modèles s appuyant sur des outils mathématiques et informatique ; le développement d applications spécifiques ou démonstrateurs qui se positionnent sur un triptyque Infrastructure-Usage-Dynamique. Fiche projet GRR TLTI objectifs

16 Ces développements seront réalisés grâce à la collaboration étroite interdisciplinaire qui existe déjà depuis plusieurs années entre des chercheurs issus des sciences exactes et des sciences humaines et sociales. 2.2 Thématiques prioritaires Thématique 1 : Concepts, théories et implémentations des réseaux complexes d interaction. L objectif est le développement de bases conceptuelles pour élaborer des représentations formelles et implémentables de la notion de réseaux, de systèmes dynamiques et complexes, au cœur des infrastructures territoriales. Thématique 2 : Modélisation des usages des territoires et des mobilités induites. L objectif est de produire des outils et des modèles pour l observation et l analyse des services urbains et des usages et de fournir des outils d aide à la décision concernant par exemple, le développement des nouveaux espaces sociaux urbains et les espaces d actions encouragées. Thématique 3 : Modèle de développement des territoires, face aux enjeux environnementaux. L objectif est de produire des outils de mesure sur les réseaux et infrastructures territoriaux et simuler le développement des systèmes urbains dans un contexte économique, social et environnemental. On s intéresse par exemple, à l analyse de la morphologie urbaine, à la résilience des territoires et aux systèmes de transports alternatifs. Thématique 4 : Compétitivité territorial et complexité des systèmes logistiques. Cette thématique contribue à apporter des synergies transversales avec d autres axes du GRR. Il s agit ici de mesurer l efficacité des systèmes logistiques dans leur complexité de déploiements territoriaux face à des réglementations et des législations. On produira des outils de diagnostic du territoire dans sa dynamique 3. Partenariats et réseau 3.1 Partenariats académiques impliqués Sur la région Haute-Normandie, les contributeurs à cet axe se répartissent sur 6 établissements, les universités du Havre et de Rouen, l INSA de Rouen, l IDIT, RBS et l ESIGELEC et dans les laboratoires LITIS, LMAH, LMI, LMRS, LOFIMS, IDEES, CETAPS, GREAH et IRSEEM. Les collaborations sont déjà existantes. Au niveau de PRES Normandie Université, les collaborations, déjà existantes pour la plupart, se font grâce à l ISCN avec le Greyc, IDEES-Caen, la fédération Normandie-Mathématiques mais également dans le GDR DyCoec. Au niveau national, des collaborations existent déjà sur ces sujets avec, entre autres, l ISC-Paris Ile de France et le RNSC, avec Géographie-Cité (La Sorbonne), le LIPN (Paris 13), le LIVe (Strasbourg), Au niveau international, des collaborations universitaires sont établis de longues dates avec la Chine (Wuhan université), la Nouvelle Zélande, l Angleterre (De Montfort, Leicester), la Tunisie et un projet UniTwin Unesco concernant un campus numérique sur les systèmes complexes est en cours, piloté par l organisation internationale CSS (complex system society) dans laquelle siègent des membres de l axe. 3.2 Partenaires socio-économiques Un élément fort de l impact sur le milieu socio-économique est la labellisation de l ISCN où se développera principalement cet axe, en tant qu organisation structurante du pôle de compétitivité Des travaux précédemment mis en place par les membres du consortium ont été commandés par les agglomérations urbaines au sujet de l analyse de la morphologie urbaine pour analyser les mobilités en situation de risques technologiques. Des partenariats et conventions sont déjà établis avec la société Orange et son laboratoire de sociologie pour l analyse de la mobilité urbaine au travers des données de téléphonie mobile. Fiche projet GRR TLTI objectifs

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