INGÉNIERIE DE L INFORMATION ET ROBOTIQUE

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1 INGÉNIERIE DE L INFORMATION ET ROBOTIQUE Le domaine recouvre les méthodes et techniques qui contribuent à la transformation «du signal à l information» et «de l information à la connaissance». Sa segmentation repose sur 4 grands champs disciplinaires : les communications et la sécurité le traitement de l information la commande des systèmes et des robots les systèmes complexes. Les sciences et technologies de l information et de la communication (STIC) sont le vecteur de la révolution numérique qui impacte nombre d aspects de notre société. Pour la défense et la sécurité, l enjeu est de tirer avantage de l éventail de ce potentiel sans céder au «technology push» en garantissant les performances nécessaires aux besoins militaires, compte-tenu des contraintes d emploi et d usage de ces techniques en milieu opérationnel. Deux grands axes thématiques d intérêt sont reconduits en 2013 : les systèmes hétérogènes communicants : sécurité informatique, intégrité des données, réseaux adhoc, radio cognitive, réseaux de capteurs abandonnés, mobiles, systèmes multi-agents ou multi-robots le traitement de l information complexe : fusion d information, fouille de données, perception de l environnement, aide à la décision, coopération entre systèmes L émergence des «Big Data» conduit à porter une attention tout particulière sur la conception, l architecture, l ingénierie, le traitement et l analyse de grands corpus structurés ou non. L étude de l interaction avec l Homme, les usages, sont traités par le domaine Homme & Systèmes. Analyse d images hyperspectrales Estimation de la hauteur d eau. REI HYPLITT - Société Actimar & Institut Fresnel Cartographie 3D enrichie. Défi Robotique ANR- laboratoires LISA & LORIA Carte brute Numéros des pièces Ouvertures Carte 3D S

2 FLUIDES, STRUCTURES Le domaine recouvre : les écoulements fluides la conception et le dimensionnement des structures la propulsion et les écoulements énergétiques. Les besoins pour la défense ont trait aux performances physiques et mécaniques des engins, plateformes et systèmes, terrestres maritimes aéronautiques ou spatiaux : mobilité des engins, efficacité propulsive, résistance structurelle, discrétion dans un contexte d interaction avec le milieu fluide exigeant et des contraintes opérationnelles difficiles. Maitrise des régimes complexes d écoulements fluides ou réactifs : aérodynamique des formes complexes simulation numérique des écoulements multiphasiques, multifluides contrôle d écoulements. Tenue des structures aux sollicitations sévères : modélisation des chargements et sollicitations (souffles, impacts) ruine des structures (comportement dynamique, endommagement, résistance ultime) systèmes de monitoring in-situ d intégrité des structures. Sources de bruit en acoustique sous-marine : bruit propre des sonars vibrations mécaniques, Sources transitoires. Simulation controle décollement par Vortex Generator. Simulation du controle par perche laser d une bulle de décollement. Simulation sortie arme.

3 ONDES ACOUSTIQUES ET RADIOÉLECTRIQUES Le domaine englobe un spectre compris entre quelques Hz et la limite du THz il fédère les activités liées à : la génération et la mesure des rayonnements la propagation des ondes la détection et l imagerie la guerre électronique et les agressions électromagnétiques la compatibilité électromagnétique et le bioélectromagnétisme (problématique DREP). Les perspectives opérationnelles pour la défense sont de : communiquer le plus loin possible, discrètement, sûrement, en milieux perturbé et agressif détecter, localiser, visualiser, identifier, classifier, tout en restant discret perturber ou détruire l électronique des systèmes adverses protéger nos plateformes et systèmes envers l ensemble des menaces comprises dans le spectre. systèmes antennaires embarqués et/ou multi-fonctions (aspects intégration et miniaturisation des réseaux d antennes et de transducteurs ) modélisation des phénomènes de rayonnement, propagation, réflexion, diffusion et diffraction en milieux complexes et perturbés (milieux terrestres, urbains, marins, spatiaux ) formes d ondes et traitements des signaux adaptés aux canaux de propagation nouveaux matériaux (BIE, méta-matériaux, SHI, électriquement ou optiquement commandables) pour optimiser le rayonnement des antennes et réduire la SER ou l écho sonar des plateformes analyse des perturbations induites par les formes d ondes radioélectriques dans les systèmes complexes (génération du chaos dans les circuits électroniques, études de vulnérabilité ) et les milieux biologiques (électroperméabilisation, effets athermiques ). Antenne à réseau transmetteur bande X (400 cellules déphaseuses). Thèse -CEA co-direction IETR et LETI Mesures à Maîtrise de l information Antenne V/UHF de goniométrie en rayonnement sur une maquette de pod d avion de transport. Thèse CIFRE Défense Direction IETR Mesures à Maîtrise de l information

4 HOMME & SYSTÈMES Le domaine recouvre : la protection de l Homme physiquement, cognitivement, mentalement et socialement vulnérable, de la neuro-ergonomie à la socio-ergonomie les espaces de travail, l amélioration des processus, les moyens et usages des interactions et du travail collaboratif les sciences humaines et sociales (SHS). le monitoring des activités cognitives et des interactions des opérateurs l amélioration des processus, moyens et usages des interactions Homme-Homme et Homme-systèmes les nouvelles formes de travail individuel et collaboratif dans les grands systèmes socio-techniques (monitoring, analyse, modélisation, simulation, entrainement formation, aides au décideur, débat, réseaux sociaux ) les rapports de l Homme et de l information complexe (perception, représentation, interaction, aide à la décision, fouille de données) un accent sera mis en 2013 sur les interactions avec les moyens de traitement et d analyse de grandes masses de données de type big data, en lien avec le domaine ingénierie de l information. L interaction avec l Homme, les questions d usage et les implications en termes de sciences humaines et sociales (épistémologie, théories de la décision et de la connaissance, éthique, aspects juridiques ) seront particulièrement regardées. La recherche en sciences humaines et sociales est une composante forte du domaine. Elle participe à la compréhension, au développement et aux améliorations : de l innovation, de l ingénierie système, du thème des big data, des systèmes critiques à faible probabilité d usage, des interactions, des décisions en environnement complexe et dynamique, du travail collaboratif, des nouveaux usages, des nouvelles formes économiques et juridiques (financements innovants, PPP, Privacy by design ). Les apports potentiels des SHS doivent permettre, dans un contexte pluridisciplinaire de revisiter des concepts ou des couplages qui conditionnent la définition, la conception et l usage des systèmes de défense. Il est nécessaire d admettre l existence de forts couplages entre les composantes individuelles, organisationnelles, sociales ou sociétales, avec les usages ou les modes de travail induits par les choix et réalisations techniques et ce à différentes échelles (de l individuel au grand collectif). La prise en compte de ces couplages permettrait de bâtir les systèmes autrement que seulement guidés par les approches techniques ou les infrastructures.

5 NANOTECHNOLOGIES Ce domaine très transverse est divisé en 6 sous thématiques scientifiques : la micro & nanoélectronique les micro & nanosystèmes la nanophotonique les nanomatériaux les nanobiotechnologies l intégration de nanodispositifs. Les perspectives opérationnelles pour la défense concernent : la protection du combattant : détection des menaces RBC, amélioration de la vision nocturne en bande visible, utilisation de textiles intelligents.. le guidage/navigation : réduction de taille et de coût des dispositifs, obtention de performances accrues.. la détection des menaces : amélioration des chaines radar et des systèmes de guerre électronique (fréquence, portée, pouvoir discriminant, miniaturisation ) les communications : accroissement du débit, de la portée, de l agilité et de la furtivité réduction de taille et de coût des composants. Nouvelles fonctionnalités pour la protection du combattant : détection de menaces RBC dispositifs IFF, capteurs filière CMOS bas niveau de lumière textiles fonctionnalisés et intelligents. Nouveaux composants pour chaines hyperfréquences et communications : composants miniaturisés, de flexibilité accrue allant jusqu aux fréquences submillimétriques, robustes et fonctionnant en environnement sévère composants opto-hyper composants «Spintronique». Nouveaux Composants pour l inertiel (forte miniaturisation, nouveaux matériaux, classe de moyenne performance au minimum). Intégration de Nano dispositifs : fiabilité et fonctionnement en environnement sévère capteurs autonomes communicants. Accéléromètre sur Silicium. CEA-LETI - Technologie MEMS+NEMS avec nano-jauges Technologie Pont à air sur HEMTs GaN. Source IEMN

6 Le domaine couvre les technologies relatives à l utilisation de rayonnements électromagnétiques depuis les ondes THz jusqu aux rayons γ : sources et systèmes laser systèmes d imagerie matériaux pour l optique métrologie temps-espace information quantique. Technologies innovantes pour la détection de matières dangereuses : source laser UV pour imagerie et diagnostic filières III-V, IV-IV, II-VI, SR, Multi puits quantique, MCT avalanche, QCL techniques de spectroscopie : LIBS, Raman, fluorescence PHOTONIQUE Métamatériaux pour l optique : source laser UV pour imagerie et diagnostic céramiques laser : CaF2, YAG source laser de forte puissance calchogénures pour verres et fibres cristaux pour l optique : oxyde, fluorures, cristaux diélectriques couches minces optiques cristaux photoniques, fibres nanostructurées. Utilisation des lasers à impulsions brèves. Conception et réalisation d une caméra sur puce IR cryogénique. Vers l intégration des fonctions d imagerie sur le plan focal. Thèse Florence de la Barrière Crédits : ONERA, Institut d Optique, CEA/LETI PEA Temoin, financé par l UM TER Matériaux dopés terres rares impulsionnels dans la gamme spectrale 1 μm et 1,5 μm (CaGdAlO4/CALGO). Efforts sur la montée en puissance et cadence. Thèse d Anaël JAFFRES. Crédits : Chimie Paris ParisTech, IOGS, UPMC, CNRS Miroir Actif Déformable Régulé pour Application Spatiale (Projet MADRAS/FUI). Vue CAO ➀ et vue du miroir ➁. Crédits : Thalès Alenia Space,, Thalès SESO, LAM, Shaktiware

7 MATÉRIAUX, CHIMIE ET ENERGIE Le domaine aborde les thématiques permettant d établir des relations entre la structure, les propriétés et les procédés d élaboration (mise en œuvre), et en associant des travaux expérimentaux avec des approches de modélisation simulation. Il recouvre : le comportement en conditions extrêmes (mécanique, thermique ) les propriétés fonctionnelles spécifiques (chimiques, électromagnétiques ) les matériaux énergétiques et pour le génie électrique. Du point de vu des enjeux opérationnel, les actions visent à : disposer de moyens de protections des hommes et des moyens avec le meilleur compromis coût-protection (efficacité) poids (mobilité) assurer le comportement en conditions extrêmes (mécanique, thermique, thermomécanique ) et les propriétés fonctionnelles spécifiques (chimiques, électromagnétiques ) des plateformes, tout en améliorant leur mobilité/autonomie maitriser la maintenance et assurer la durée de vie des matériels assurer l autonomie énergétique (mobilité) en agissant sur le stockage de l énergie, sur l efficience des nouveaux procédés et sur le génie électrique. Les thématiques prioritaires en 2013 : matériaux multifonctionnels (tenue structurale, furtivité, concepts d assemblage...) relations structure/propriétés/mise en œuvre concepts avancés pour blindage et protection (nanomatériaux, verres métalliques, bi-matériaux) écoconception, procédés alternatifs durables : comportement des surfaces et interfaces, fonctionnalisation superficielle, nouvelles voies de synthèse chimique miniaturisation des techniques de détection de toxiques stockage chimique à haute fiabilité : comportement thermodynamique, thermochimique, électrochimique, génie électrique récupération d énergie renouvelable en environnement non coopératif nomadicité et nouvelles sources d énergie. Cristaux liquides sous lumière polarisée (texture conique). Coupe du fil supraconducteur CARE-NED produit par la société SMI. S

8 BIOLOGIE ET BIOTECHNOLOGIES Le domaine couvre : en priorité, les risques Nucléaire, Radiologique, Biologique, Chimique (NRBC) actuels et émergents d origine provoquée, accidentelle ou naturelle des recherches en biologie qui contribuent à améliorer la santé du militaire en opération extérieure. Risques NRBC : analyse et évaluation des risques alerte, Détection, identification (systèmes intégrés miniaturisés) protection, décontamination (bioépurateurs, phages, biorémédiation) filière de la preuve, biosureté contre-mesures médicales - diagnostic précoce (biomarqueurs d exposition) - risque infectieux (antimicrobiens large spectre, alternatives aux antibiotiques) - nouveaux radio protecteurs non toxiques à action rapide - prévention et traitement des intoxications par les organophosphorés (séquelles neurologiques à long terme). Santé du militaire en opérations : ingénierie cellulaire/ thérapie cellulaire appliquées à la réparation tissulaire toxicologie liée aux activités défense. Agents microbiens pathogènesd intérêt pour la défense.

9 ENVIRONNEMENT ET GÉOSCIENCES Selon les trois grands compartiments du système Terre (océans, continents et atmosphère), le domaine a pour objectif la connaissance, l étude et la paramétrisation du monde physique, avec fourniture de données validées et interprétées pour intégration dans des bases de données en support aux modélisations. Océans : gravimétrie, bathymétrie, géomagnétisme circulation et dynamique océanique, intégrant l axe prioritaire «Milieu côtier» océanographie biologique océanographie acoustique incluant colonne d eau et sédiments de surface Houle et états de la mer Continent : sols et états de surface, avec intégration des interactions atmosphère/sols/végétation milieu urbain acoustique aérienne. Atmosphère : phénomènes atmosphériques locaux, systèmes précipitants et milieux complexes météorologie et physique de l atmosphère l environnement spatial, déclinant spécifiquement (i) modèles radiatifs, (ii) impact des rayonnements, (iii) connaissance, surveillance et monitoring de l atmosphère, et (iv) données et leur transmission.

10 DISPOSITIFS DE SOUTIEN Programmes d études amont Recherche technologique (TRL 3 à 7) orientée par le besoin capacitaire, certains projets pouvant intégrer de la recherche de base Olivier Beaurenaut - SRTS : Allocations de thèses - Stages post-doctoraux - Séjours de chercheurs à l étranger 160 allocations nouvelles par an dont environ 70% cofinancées avec des partenaires de la, en France ou à l étranger Financement d une quinzaine de stages post-doctoraux et de chercheurs confirmés par an Pascale Girault - MRIS - ASTRID : accompagnement spécifique des travaux de recherche et d innovation de Défense Programme géré par l ANR, destiné aux laboratoires académiques et faisant l objet d un appel à projet annuel Louis de Chanterac - MRIS-ANR - Cofinancement par la de programmes et de défis ANR Participation de la à des programmes et défis de l ANR Xavier Truel - MRIS - RAPID : Régime d Appui pour l Innovation Duale Dispositif géré par la DGCIS et s adressant aux PME et ETI (TRL 3 à 6) Richard Priou - S2IE - Cofinancement par la de ICET : Innovative Concepts and Emerging Technologies Programme géré par l Agence Européenne de Défense Gilles Brault - MRIS - MRIS : mission pour la recherche et l innovation scientifique SRTS : service des recherches, des technologies de défense et de sécurité S2IE : service des affaires industrielles et de l intelligence économique

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