Programme prévisionnel des 28 et 29 mars

I-a I-b I-c I-d I-e I-f I-g I-h I-i I-j I-k I-l Programme prévisionnel des 28 et 29 mars Mardi 28 mars SIMSED : un environnement de modélisation et de simulation des systèmes transitiques Simulation d une gestion de production (max,+) linéaire sous SIMAN / ARENA Atelier logiciel dédié à la modélisation de partie opérative et à la synthèse de lois de commande optimales Utilisation de la simulation proactive : une aide au pilotage des systèmes de production Plate-forme expérimentale pour analyser le comportement des systèmes contrôlés en réseau SALSA : un outil d aide pour la détection et le diagnostic de défaillances TELMA : plate-forme de recherche pour la maintenance 3D virtual P.O.I. (Plan d Opération Interne) PREVISE: Une plate-forme de réalité virtuelle pour la simulation et l expérimentation Open Metaheuristic : une plate-forme de développement et de test pour les métaheuristiques d optimisation Commande des procédés industriels avec des logiciels libres CONTSID : une boîte à outils MATLAB pour l identification directe de modèles à temps continu à partir de données échantillonnées I-m Conduite d un robot mobile opto-guidé par logiciels temps-réel Open-source I-n Réseau de neurones : Prédiction de charge de pointe et de charge minimale de la courbe de charge électrique II-a Robot mobile tout-terrain pour l évaluation de lois de commande dédiées au suivi de trajectoire de véhicules dans le cadre de la mobilité accrue II-b Navigation autonome de véhicules urbains par différentes modalités capteurs (RTK-GPS et vision monoculaire) II-c Commande visuelle et orale d un robot mobile II-d Robot mobile Type 1 II-e Structure semi active pour la robotique chirurgicale II-f Projet de développement de Drone miniature : AURYON (unmanned aerial robotic eye with outdoor navigation) II-g Briques technologiques et dispositifs d aide à la conduite automobile II-h Simulateur d autoroute automatisée à échelle 1 :10 e II-i Simulateur de conduite automobile SHERPA

III-a III-b III-c III-d III-e III-f III-g III-h III-i III-j Mercredi 29 mars Prototype SEAREV : système électrique autonome de récupération d énergie des vagues Banc d essais pour la commande et la surveillance d un système mécanique Positionneur souple hautes précision et cadence (prototype : positionneur HPC) Bancs d essais Fluid Power Plate-forme d essais de commande et d observation d actionneur électrique pilotable à distance Démonstrateurs pour l évaluation de lois de commande de systèmes électromécaniques Mise au point et comparaison d observateurs-contrôleurs non linéaires pour un modèle réduit de grue Micro-canal expérimental de Valence Le four solaire principal : un démonstrateur pour l expertise Dispositifs de caractérisation de matériaux composites! "#$ Fin des journées Thèmes : I - Systèmes de production / Réalité virtuelle / Ateliers logiciels II - Robotique / Véhicules / Transport III Prototypes / Bancs d essais / Plates-formes

Section Automatique

SOMMAIRE I - Systèmes de production / Réalité virtuelle / Ateliers logiciels I-a I-b I-c I-d I-e I-f I-g I-h I-i I-j I-k I-l I-m I-n SIMSED : un environnement de modélisation et de simulation des systèmes transitiques Simulation d une gestion de production (max,+) linéaire sous SIMAN / ARENA Atelier logiciel dédié à la modélisation de partie opérative et à la synthèse de lois de commande optimales Utilisation de la simulation proactive : une aide au pilotage des systèmes de production Plate-forme expérimentale pour analyser le comportement des systèmes contrôlés en réseau SALSA : un outil d aide pour la détection et le diagnostic de défaillances TELMA : plate-forme de recherche pour la maintenance 3D virtual P.O.I. (Plan d Opération Interne) PREVISE : Une plate-forme de réalité virtuelle pour la simulation et l expérimentation Open Metaheuristic : une plate-forme de développement et de test pour les métaheuristiques d optimisation Commande des procédés industriels avec des logiciels libres CONTSID : une boîte à outils MATLAB pour l identification directe de modèles à temps continu à partir de données échantillonnées Conduite d un robot mobile opto-guidé par logiciels temps-réel Open-source Réseau de neurones : Prédiction de charge de pointe et de charge minimale de la courbe de charge électrique II - Robotique / Véhicules / Transport II-a Robot mobile tout-terrain pour l évaluation de lois de commande dédiées au suivi de trajectoire de véhicules dans le cadre de la mobilité accrue II-b Navigation autonome de véhicules urbains par différentes modalités capteurs (RTK-GPS et vision monoculaire) II-c Commande visuelle et orale d un robot mobile II-d Robot mobile Type 1 II-e Structure semi active pour la robotique chirurgicale II-f Projet de développement de Drone miniature : AURYON (unmanned aerial robotic eye with outdoor navigation) II-g Briques technologiques et dispositifs d aide à la conduite automobile II-h Simulateur d autoroute automatisée à échelle 1 :10 e II-i Simulateur de conduite automobile SHERPA III Prototypes / Bancs d essais / Plates-formes III-a Prototype SEAREV : système électrique autonome de récupération d énergie des vagues III-b Banc d essais pour la commande et la surveillance d un système mécanique III-c Positionneur souple hautes précision et cadence (prototype : positionneur HPC) III-d Bancs d'essais Fluid Power III-e Plate-forme d essais de commande et d observation d actionneur électrique pilotable à distance III-f Démonstrateurs pour l évaluation de lois de commande de systèmes électromécaniques III-g Mise au point et comparaison d observateurs-contrôleurs non linéaires pour un modèle réduit de grue III-h Micro-canal expérimental de Valence III-i Le four solaire principal : un démonstrateur pour l expertise III-j Dispositifs de caractérisation de matériaux composites

I - Systèmes de production / Réalité virtuelle / Ateliers logiciels

I-a SIMSED UN ENVIRONNEMENT DE MODÉLISATION ET DE SIMULATION DES SYSTÈMES TRANSITIQUES Auteurs : J.-L. LALLICAN, P.BERRUET, J.-L. PHILIPPE SYDEL/LESTER, Lorient. Résumé : Cet article présente un environnement de réalité virtuelle pour la conception et la simulation des systèmes transitiques nommé SimSED (SIMulation des Systèmes à Evénements Discrets). L'objectif est de tester et de valider le code de commande du système avant sa mise en oeuvre sur site. Le code de commande est validé par la simulation conjointe d un modèle de la partie opérative du système transitique et de sa partie commande. Le système est seulement validé par rapport à un ensemble de scénarii. L'environnement de réalité virtuelle fournit un outil permettant de représenter un système transitique en trois dimensions, qui encapsule le comportement dynamique des différents composants du système. L'animation 3D améliore l'affichage graphique et l'utilisation d'un moteur physique appelé ODE (Open Dynamics Engine) fournit une solution technique permettant d obtenir un comportement réaliste et précis de la partie opérative. Mots clés : Simulation conjointe, moteur physique, composant, IEC 61131-3, système transitique. I-b SIMULATION D UNE GESTION DE PRODUCTION (MAX,+) LINÉAIRE SOUS SIMAN/ARENA Auteurs : O. BOUTIN, B. COTTENCEAU, A. L ANTON, J.-L. BOIMOND, M.-F. GÉRARD - IRCCyN, Nantes/LISA, Angers Résumé : Les systèmes à événements discrets (SED) constituent une classe très vaste de systèmes dynamiques, comprenant en particulier les systèmes manufacturiers, les réseaux de transport et les réseaux informatiques. Ces systèmes, généralement complexes, nécessitent pour être maîtrisés d être décrits au moyen d outils de modélisation pour les simuler par la suite. Cette démarche de modélisation et de simulation a tout intérêt à suivre un processus logique et cohérent. Nous proposons dans ce papier une démarche de modélisation et de simulation de SED, utilisant les réseaux de Petri et l algèbre (max,+) linéaire. La plate-forme logicielle présentée facilite la mise en oeuvre de la simulation d un système de production (max,+) linéaire car elle permet d identifier clairement la partie pilotage et la partie flux de production. En effet, le simulateur est synchronisé en temps réel avec un programme client qui joue le rôle de correcteur dynamique. Cette architecture permet notamment de pouvoir extraire de chaque simulation un nombre important d indicateurs de performance qu il n est pas toujours possible d obtenir analytiquement. Mots-clés : systèmes (max,+) linéaires, lois de commande, simulation.

I-c ATELIER LOGICIEL DÉDIÉ À LA MODÉLISATION DE PARTIE OPÉRATIVE ET À LA SYNTHÈSE DE LOIS DE COMMANDE OPTIMALES Auteurs : S. HENRY, E. DESCHAMPS, P. BELLEMAIN, E. ZAMAI LAG, Grenoble Résumé : dans le contexte industriel actuel, la conception des lois de commande discrètes, répondant aux exigences de la norme IEC 61131-3, reste généralement à la charge d une équipe d experts automaticiens. Ceci est la conséquence directe d un manque de méthodes formelles et génériques pour la synthèse automatique de lois de commande, s appuyant sur des techniques de capitalisation et de modélisation des capacités offertes par la partie opérative. Dans ce cadre, l approche proposée vient apporter une solution pragmatique pour d une part l aide à la modélisation de la connaissance et d autre part la synthèse automatique de lois de commande optimales interprétables ou exécutables. Ces résultats sont la concrétisation directe de travaux de recherches menés depuis plusieurs années dans le domaine de la reconfiguration dynamique des systèmes manufacturiers au Laboratoire d Automatique de Grenoble. La version actuelle de l atelier logiciel mettant en oeuvre cette approche, exploitable pour la configuration hors ligne, laisse présager d une utilisation future dans un contexte de reconfiguration dynamique pour la prise en compte d aléas de fonctionnement. Mots-clés : Supervision, Reconfiguration, Commande des SED, Optimisation, Réseaux de Petri, Contexte incertain. I-d UTILISATION DE LA SIMULATION PROACTIVE : UNE AIDE AU PILOTAGE DES SYSTÈMES DE PRODUCTION Auteurs : O. CARDIN, P. CASTAGNA - IRCCyN, Nantes Résumé : La simulation est un outil puissant utilisé depuis longtemps comme aide à la conception des systèmes de production. La simulation proactive est une nouvelle approche qui permet une aide précieuse à la conduite de ces systèmes. Dans cet article, nous présentons une architecture de commande permettant l utilisation de cet outil, ce qui permet d expliciter les obstacles restant à surmonter avant un développement optimal. Le démonstrateur présenté ici se focalise sur l approfondissement de cette notion d atelier virtuel en proposant une nouvelle application de la simulation dans la prise de décision du pilote de production. En effet, outre donner une vue plus complète du système de production, une application de simulation proactive permettra de simuler le comportement futur du système. Mots-clés : Simulation proactive, simulation temps-réel, aide au pilotage

I-e PLATE-FORME EXPÉRIMENTALE POUR ANALYSER LE COMPORTEMENT DES SYSTÈMES CONTRÔLÉS EN RÉSEAU Auteurs : B. BRAHIMI, J.-P. GEORGES, N. VATANSKI, E. RONDEAU, C. AUBRUN - CRAN, Nancy Résumé: L étude des Systèmes Contrôlés en Réseau (SCR) nécessite de prendre en compte dans la boucle d asservissement le comportement du système de communication (délai, gigue, perte d information, ). Les SCR correspondent à une nouvelle thématique de recherche en automatique (cf nouveau TC IFAC «Networked Systems») et doivent s appuyer sur des compétences en réseau. Le but de ce démonstrateur développé dans le cadre du projet Européen NeCST est de mettre en évidence les problèmes d instabilité des SCR en fonction de la dégradation de la Qualité de Service du réseau. Mots-clés : Systèmes contrôlés en réseau, systèmes temps-réel, systèmes distribués I-f SALSA UN OUTIL D'AIDE POUR LA DÉTECTION ET LE DIAGNOSTIC DE DÉFAILLANCES Auteurs : T. KEMPOWSKY, A. SUBIAS, J. AGUILAR-MARTIN LAAS, Toulouse Résumé : SALSA, est un outil de surveillance de processus industriels, qui utilise les données du procédé en ligne pour identifier les situations ou états fonctionnels. Les données issues du procédé peuvent être des mesures quantitatives et/ou des interprétations qualitatives des variables. L'objectif de SALSA est double : la phase hors ligne permet la construction d'un modèle de référence du comportement du système surveillé (sous la forme d'un automate à états finis). Ce modèle est mis en place à partir de données historiques et en coopération avec les experts du procédé pour obtenir une représentation interprétable des états fonctionnels. Pendant la phase en ligne l'automate permet de suivre l'évolution temporelle des modes de fonctionnement de l'unité déjà identifiés et de détecter une déviation du comportement. Dans ce cas il est alors possible de caractériser cette situation inconnue en réalisant un nouvel apprentissage. Une analyse détaillée est ensuite transmise à l expert afin de l aider à diagnostiquer l origine de la situation détectée. Mots-clés : Surveillance des procédés, détection de défaillances, classification, aide à l opérateur

I-g TELMA PLATE-FORME DE RECHERCHE POUR LA MAINTENANCE Auteurs : E. LEVRAT, B. IUNG, A. MULLER, G. MOREL, M.-C. SUHNER, A.VOISIN, P. WEBER CRAN, Nancy Résumé : Dans cet article nous présentons la plate-forme pédagogique et de recherche TELMA dont l objectif est de supporter les enseignements de la maintenance et d illustrer l apport des nouvelles technologies de l information dans le processus de maintenance et les nouvelles architectures qui en découlent. Cette plateforme est utilisable en local et à distance. La partie opérative de la plate-forme simule un processus de production semi-continu, répandu dans l industrie. La plate-forme est pilotée par des composants communiquant par réseau de terrain (Ethernet industriel), ouverts vers le niveau Entreprise (Ethernet AIPL et Intranet) et son environnement (Ethernet). La plate-forme est capable de générer un ensemble de défaillances qui viennent nuire au fonctionnement «normal». Le système d information de maintenance de la plate-forme est basé sur le progiciel CASIP (MAO) et sur la GMAO Empacix. Il s agit également d une plate-forme d expérimentation support à des recherches développées dans le cadre d un projet de recherche du CRAN. Mots clés : Plate-forme expérimentale, Maintenance, Télémaintenance, E-maintenance, Maintenance prévisionnelle, enseignement à distance. I-h 3D VIRTUAL P.O.I. (Plan d Opération Interne) Auteurs : V. IDASIAK, R. PENSEC, N. OLIVIER - LVR, Bourges/ TOTALGAZ, Puteaux Résumé : 3D virtual POI, apporte un ensemble de solutions techniques, à l établissement, la formation et l exécution d un Plan d Opération Interne (POI). Il représente une chaîne de traitements de l information dont la partie visible est utilisable dans un navigateur WEB afin d en faciliter l usage. La réalisation du monde virtuel dynamique du site industriel permet à l utilisateur de s immerger dans la réplique exacte de l installation industrielle et ainsi obtenir grâce à des balises, les informations techniques des systèmes fonctionnels et de sécurité référencés dans le P.O.I.. Il est possible de consulter des fiches de renseignements et de simuler des accidents. Il est nécessaire de respecter des règles de constructions rigoureuses, afin de garantir un niveau de sûreté de fonctionnement identique au niveau des installations simulées. Dans cet article, nous présentons la méthode de conception employée, ainsi que l outil, tout deux orientés par la problématique de numérisation du processus de conception d un P.O.I. et son exploitation en situation de crise. Mots-clés : Modélisation fonctionnelle et dysfonctionnelle, simulation 3D, sûreté de fonctionnement, Matlab

I-i PREVISE UNE PLATE-FORME DE RÉALITÉ VIRTUELLE POUR LA SIMULATION ET L EXPÉRIMENTATION Auteurs : M. NAUD, D. CHAMARET, G. GAUDIN, P. RICHARD LISA, Angers Résumé : Cette communication décrit, d une part le développement d une plate-forme de réalité virtuelle appelée PREVISE (Plate-forme de REalité VIrtuelle pour la Simulation et l Expérimentation) et d autre part trois applications qui reposent sur l utilisation de cette plate-forme. Un système de visualisation permet la restitution, en rétro-projection stéréoscopique passive d un monde virtuel de grande dimension. La taille de la surface de projection offre un espace de travail relativement important et permet une immersion visuelle pour la plupart des applications ou expérimentations. L interaction haptique avec les environnements ou objets simulés repose sur une interface à retour d effort de grande dimension développée en collaboration avec l Institut de Technologie de Tokyo. Cette interface bi-manuelle permet de suivre en temps réel les mouvements de l utilisateur et de les contraindre afin de lui faire ressentir les caractéristiques physiques (masse, surface, rigidité) des objets qu il manipule. Les applications présentées touchent aux domaines de la conception de produit, de la maintenance industrielle et du télé-travail collaboratif. Mots-clés : Réalité virtuelle, environnement virtuel, interaction haptique, application I-j OPEN METAHEURISTIC UNE PLATEFORME DE DÉVELOPPEMENT ET DE TEST POUR LES "MÉTAHEURISTIQUES" D OPTIMISATION Auteurs : Y. COOREN, J. DRÉO, W. TFAILI, P. SIARRY LISSI, Créteil Résumé : Dans cet article, nous présentons Open Metaheuristic, une nouvelle librairie d aide au développement et au test des "métaheuristiques" d optimisation. Open Metaheuristic permet à toute personne voulant développer une métaheuristique de son choix de bénéficier de tout un panel d outils qui lui faciliteront, tout d abord, le développement puis, lors des tests, la collecte de toutes les informations nécessaires pour comprendre le comportement de la métaheuristique choisie et la comparer à d autres. Mots-clés : Optimisation, métaheuristiques

I-k COMMANDE DES PROCÉDÉS INDUSTRIELS AVEC DES LOGICIELS LIBRES Auteurs : S. MANNORI, R. NIKOUKHAH, S. STEER INRIA, Rocquencourt Résumé : Il existe aujourd hui des logiciels libres pour la conception, le développement, la génération automatique de code et le test de régulateurs suffisamment matures et stables pour être des alternatives aux solutions propriétaires dans le cadre de la recherche, de l éducation et des applications industrielles. Nous présentons, sur un exemple réel, une chaîne complète de développement depuis les outils d analyse et de conception du régulateur jusqu à la génération automatique du code pour les contrôleurs embarqués et son interface utilisateur. Cette chaîne est basée sur les logiciels libres Scicos, Scilab, Comedi, RTAI et Linux. Mots-clés: Commande temps réel; simulation des systèmes dynamiques; logiciels de simulation; systèmes hybrides; Scilab; Scicos; RTAI; Comedi I-l CONTSID UNE BOÎTE À OUTILS MATLAB POUR L IDENTIFICATION DIRECTE DE MODÈLES À TEMPS CONTINU À PARTIR DE DONNÉES ÉCHANTILLONNÉES Auteurs: H. GARNIER, M. GILSON, A. RICHARD - CRAN, Nancy Abstract: The main purpose of this contribution is to describe the CONtinuous-Time System IDentification (CONTSID) toolbox for Matlab, which supports continuous-time transfer function or state-space model identification directly from regularly or irregularly time-domain sampled data. The paper also presents the recently developed flexible Graphical User Interface (GUI), which allows the user to perform data analysis, model parameter estimation as well as model validation by mouse-click operations. The advantages of direct continuoustime model identification from time-domain sampled data are also briefly discussed. Keywords: continuous-time model, discrete-time data, graphical user interface, irregular sampled data, linear system, Matlab toolbox, software tools, system identification.

I-m CONDUITE D UN ROBOT MOBILE OPTO-GUIDÉ PAR LOGICIELS TEMPS-RÉEL OPEN-SOURCE Auteurs : M. SILLY-CHETTO, C. PLOT, T. GARCIA-FERNANDEZ - IRCCyN, Nantes /CRTTI, Carquefou Résumé : Le travail présenté ici a été réalisé dans le cadre du projet Cléopatre1, projet national de R&D dans le domaine des technologies logicielles dédiées aux applications temps-réel, terminé en juin 2005. Ce projet avait pour finalité la conception d un système d exploitation temps réel baptisé «système Cléopatre» à code source ouvert, gratuit et téléchargeable à partir d un site public de façon à en faciliter la diffusion. Ce système d exploitation temps réel a la particularité de se présenter sous forme d un assemblage de composants sélectionnables par l utilisateur. Ces derniers peuvent être définis comme des briques logicielles disponibles sur les étagères d une bibliothèque et implémentant des mécanismes novateurs principalement issus de la recherche en ordonnancement temps réel. Nous présentons le démonstrateur de ce projet, un AGV (Automated Guided Vehicle) conduit en temps-réel par l O.S. Cléopatre. L objectif était d évaluer ses performances d un point de vue temporel, le gain engendré par l approche composant en termes d empreinte mémoire et d accessibilité mais aussi vérifier l inter-opérabilité des composants logiciels développés. L application mise en oeuvre consiste à conduire cet AGV opto-guidé muni de son informatique embarquée, en exécutant en temps-réel des ordres de mission émis par une liaison sans fil à partir d une station de supervision. Mots-clés : temps-réel, chariot optoguidé, système d exploitation, logiciel libre I-n RÉSEAUX DE NEURONES PRÉDICTION DE CHARGE DE POINTE ET DE CHARGE MINIMALE DE LA COURBE DE CHARGE ÉLECTRIQUE Auteurs : T. P. NGUYEN, M. BARREAU, S. GRIEU - LPAA, Perpignan Résumé : Nous présentons ici la méthode, basée sur l utilisation des deux types de réseaux de neurones (perceptron multicouche et les réseaux récurrents), permettant la résolution du problème d estimation des deux valeurs maximales et minimales de consommation électrique. En entrée de l algorithme de prédiction nous utilisons les conditions météorologiques, la consommation d énergie électrique et le chronogramme d activités à Hanoi. La solution à ce problème est directement appliquée à la prospective des charges de consommation électrique pour le court terme à Hanoi. Mots-clés : Prévision par réseau de neurones, courbe de charge électrique, période de pointe

II - Robotique / Véhicules / Transport

II-a ROBOT MOBILE TOUT-TERRAIN POUR L ÉVALUATION DE LOIS DE COMMANDE DÉDIÉES AU SUIVI DE TRAJECTOIRE DE VÉHICULES DANS LE CADRE DE LA MOBILITÉ ACCRUE Auteurs : R. LENAIN, B. THUILOT, C. CARIOU, P. MARTINET, M. BERDUCAT, R. CHAPUIS, F. CHAUSSE, C. TESSIER, C. DEBAIN Cemagref/LASMEA, Clermont Résumé : L hypothèse de roulement de roulement sans glissement est fréquemment utilisée pour le suivi de trajectoire de robots mobiles. Malheureusement, celle-ci n est valide pour les véhicules évoluant en milieu naturel. En effet, les faibles propriétés d adhérence des terrains d évolution nécessitent la prise en compte de ce phénomène dans la commande dédiée à ce type d engin. En outre les propriétés géométriques et dynamiques des engins évoluant sur de tels terrains (inertie, garde au sol, ) ainsi que les actionneurs employés génèrent des phénomènes de retard augmentant, lors de phases transitoires, les erreurs de suivi enregistrées. Dans cet article plusieurs développements théoriques (basés sur des principes d observateur, de commande adaptative et prédictive), visant à conserver le même niveau de précision que celui enregistré dans le cas des véhicules routiers, sont étudiés et testés en vraie grandeur sur des engins agricoles et sur le démonstrateur présenté. Mots clefs : Robots mobiles, Commande non linéaire, Commande adaptative, Commande prédictive, Observateurs

II-b NAVIGATION AUTONOME DE VÉHICULES URBAINS PAR DIFFÉRENTES MODALITÉS CAPTEURS (RTK-GPS ET VISION MONOCULAIRE) Auteurs : B. THUILOT, E. ROYER, F. MARMOITON, P. MARTINET, M. DHOME, M. LHUILLIER, J.-M. LAVEST, L. MALATERRE, S. ALIZON, L. TRASSOUDAINE, J.-P. DÉRUTIN - LASMEA, Clermont Résumé : La Fédération de Recherche TIMS (FR 2856 du CNRS), qui regroupe les laboratoires LASMEA, Cemagref, LAMI et LIMOS, développe sur le site de Clermont- Ferrand une activité forte dans le domaine des véhicules et infrastructures innovantes pour les milieux urbains. Un élément important est la mise en oeuvre de la plate-forme PAVIN, labellisée plate-forme expérimentale Véhicules intelligents pour l environnement urbain par le Département STIC du CNRS. Elle proposera prochainement un site de 4000 m2 reproduisant un environnement urbain dans lequel évolueront 5 véhicules électriques (3 Cycabs et 2 RobuCabs) de la société Robosoft. PAVIN est l un des sites expérimentaux des projets Robea-Bodega du CNRS et Predit3-MobiVip du MENRT. Du point de vue de l Automatique, le LASMEA s intéresse à la navigation autonome des véhicules, dans un contexte urbain où les hypothèses de roulement sans glissement sont valides. Des techniques de commande non-linéaire, s appuyant sur le formalisme systèmes chaînés, ont été mises en oeuvre. Ces techniques permettent, d une part, de prendre explicitement en compte les non-linéarités des modèles de véhicules, ce qui permet d assurer un guidage très précis, y compris le long de trajectoires présentant de fortes courbures. D autre part, ces techniques de commande permettent de découpler de manière exacte les commandes latérale et longitudinale des véhicules. De la sorte, les performances du suivi de trajectoire sont complètement indépendantes de la vitesse du véhicule, qui peut alors être librement contrôlée. Dans les travaux en cours, cette propriété est exploitée pour contrôler les inter-distances lorsque les véhicules sont guidés en convoi. L état de tous les véhicules formant le convoi, transmis par liaison sans fil WiFi, est utilisé pour la commande longitudinale de chaque véhicule. Cette approche globale permet de contrôler avec précision et sécurité des convois très longs, et notamment d éviter les accumulations d erreurs inhérentes aux commandes de proche en proche. Ces lois de commande ont été mises en oeuvre sur les véhicules Cycab en envisageant pour ceux-ci deux systèmes de localisation : soit un récepteur GPS cinématique (d une précision centimétrique), soit une caméra grandangle (offrant un champ de vision de 130 ). Dans ce dernier cas, la position du véhicule est reconstruite en comparant la séquence vidéo courante à celle préalablement enregistrée lors de l apprentissage de la trajectoire, réalisé en conduite manuelle. Les résultats expérimentaux en suivi de trajectoire, obtenus avec ces deux modalités de localisation, sont détaillés dans l article. Lors des journées Démonstrateurs en Automatique, la navigation autonome d un véhicule Cycab par vision monoculaire sera présentée. Mots-clés : Robots mobiles non holonomes, commande non linéaire, navigation autonome, navigation en convoi, communication inter-véhicules

II-c COMMANDE VISUELLE ET ORALE D UN ROBOT MOBILE Auteurs : B. BUTTICE, D. GEPNER, N. CARBONELL, F. LEPAGE CRAN/LORIA, Nancy Résumé : Le but de ce papier est de présenter une interface de commande multimodale d un robot mobile distant, équipé d une caméra orientable en direction et azimut. Les modalités utilisées sont le regard associé à la parole ou au geste. Le champ d applications que permet d envisager le démonstrateur réalisé couvre des domaines variés, télé-surveillance, handicap moteur, exploration de sites hostiles ou inaccessibles. Cet article décrit l architecture matérielle, l architecture logicielle et les différents protocoles de communication mis en oeuvre sur une plateforme démonstrative réalisée dans le cadre d une collaboration régionale entre des équipes du CRAN et du LORIA. Mots-clés : robot, téléopération, Interface Homme Machine, oculométrie. II-d LE ROBOT MOBILE TYPE 1 Auteurs : P. LUCIDARME, O. SIMONIN LISA, Angers/LST, Belfort Résumé : au cours des dernières années, les roboticiens ont pris conscience de l importance d implémenter les méthodes et algorithmes proposés par la recherche sur de véritables robots afin de valider et de compléter les résultats de simulations. Le robot Type 1, présenté ici, est un robot mobile de petite taille permettant de réaliser en laboratoire de nombreuses expériences. Ce papier présente et justifie dans un premier temps les choix techniques lors de la conception du robot. La seconde partie du papier présente des extensions qui ont été ajoutées au robot : une caméra, un bras manipulateur miniature et une caméra panoramique. La dernière partie décrit quelques expériences qui ont été menées à l aide de ce robot depuis sa création. Mots-clés : Robot mobile, multi-agents, algorithme génétique, réseaux de neurones

II-e STRUCTURE SEMI ACTIVE POUR LA ROBOTIQUE CHIRURGICALE Auteurs : R. CHAUMONT, E. VASSELIN, M. GORKA, J. F. BRETHE, F. GUERIN, S. ZERKAOUI, F. DRUAUX, E. LECLERCQ, O. CACHARD, D. LEFEBVRE - GREAH, Le Havre/ Dental View, Villepinte Résumé : Récemment, la robotique a trouvé un nouveau type d application dans le milieu chirurgical où elle participe à l assistance du chirurgien offrant au patient une chirurgie moins traumatisante et a minima invasive. A la demande des chirurgiens dentistes, notre travail a pour ambition de proposer in fine, à l ensemble de la profession un robot médical dédié à l implantologie dentaire. L implant dentaire est un montage fixé dans la mâchoire du patient, servant à remplacer une ou plusieurs dents. Le positionnement de cet implant est une opération délicate, nécessitant une grande précision. Notre démonstrateur est un système de navigation chirurgicale semi actif destiné à assister le chirurgien lors de la pose des implants dentaires. Mots clés : robotique chirurgicale, stéréovision, modèle géométrique, modèle géométrique inverse, modélisation dynamique, étalonnage, système non linéaire, identification, commande. II-f PROJET DE DÉVELOPPEMENT DE DRONE MINIATURE : AURYON (UNMANNED AERIAL ROBOTIC EYE WITH OUTDOOR NAVIGATION) Auteurs : J. DE MIRAS, B. VIDOLOV, S. BONNET - HEUDIASYC, Compiègne Résumé : Ce document présente les développements concernant la mise au point d un système de drone miniature. Ce projet a été mis en place dans le cadre du Concours International Universitaire de Drones miniatures organisé par l ONERA et financé par la DGA. Pendant 3 ans une équipe formée d enseignants chercheurs et d étudiants a travaillé pour mettre au point ce système complet. Cette activité prend place dans la thématique vol autonome du laboratoire HEUDIASYC. A travers le concours, l objectif est d obtenir un démonstrateur fonctionnel apte à servir de plateforme de test pour différents algorithmes de localisation et de vol. Une première phase a été passé avec la mise au point de la mécanique de deux prototypes, un électrique et un thermique, sur lesquels ont été fait les premiers essais de stabilisation angulaire. Mots-clés : Vol autonome, commande saturée, mécatronique

II-g BRIQUES TECHNOLOGIQUES ET DISPOSITIFS D AIDE À LA CONDUITE AUTOMOBILE Auteurs : G. DHERBOMEZ, G. BAFFET, M. JABBOUR, P. BONNIFAIT, A. GNING, A.CHARARA - HEUDIASYC, Compiègne Résumé : Ce document présente deux véhicules démonstrateurs et des briques technologiques pour les dispositifs d aide à la conduite d une automobile. Les véhicules sont équipés de nombreux capteurs et intègrent diverses fonctions d assistance à la conduite. Les démonstrations actuellement opérationnelles mettent en avant certains domaines de recherche dans lesquels l automatique est omniprésente sous sa forme de l observation d état : localisation du véhicule, estimation des variables dynamiques d un véhicule,. Mots-clés : filtrage, observateur, localisation, dynamique du véhicule, GPS, ADAS, temps réel II-h SIMULATEUR D AUTOROUTE AUTOMATISÉE À ÉCHELLE 1:10 e Auteurs : A. EL KAMEL, S. OLIVE, Q. HEMBISE LAGIS, Lille Résumé : Cet article présente un simulateur d autoroute automatisée multi-capteurs à échelle réduite incluant quatre véhicules «intelligents» et utilisant un système de communication sans fil. Il constitue une plateforme ouverte permettant l intégration de nouvelles technologies, le pilotage en temps réel, la validation de lois de commande, la reconfiguration automatique en cas de panne, la supervision à distance Suite à une étape de spécification et de conception, un système multi-capteurs est mis en place introduisant une redondance de l information pour augmenter la fiabilité du système. Un système central de contrôle à distance est développé assurant le fonctionnement via une interface Bluetooth sans fil. Par ailleurs, différents scénarios sont proposés et gérés par une interface Homme-Machine. Mots-clés : Transport intelligent, Safe-Tunnel, Supervision, sûreté de fonctionnement, Communication sans fil.

II-i SIMULATEUR DE CONDUITE AUTOMOBILE SHERPA Auteurs : P. SIMON, M.-P. PACAUX, J. FLORIS, J.-C. POPIEUL LAMIH, Valenciennes Résumé : Le LAMIH est équipé d'un simulateur de conduite automobile «pleine échelle», copie du simulateur SHERPA développé par PSA Peugeot Citroën. Ce simulateur est utilisé principalement pour des projets de recherche concernant la sécurité routière. Depuis son installation initiale en septembre 1997, il a subi de nombreuses évolutions. Le papier décrit sa configuration actuelle du point de vue matériel et logiciel. Les outils utilisés pour mettre au point les expérimentations sont ensuite présentés, de même que les différents capteurs utilisés pour recueillir des données «externes», prélevées sur le conducteur : direction du regard, indicateurs physiologiques, etc. Enfin, quelques exemples de projets de recherche passés ou en cours sont succinctement présentés. Mots-clés : Conduite automobile, simulateur dynamique, expérimentations

III Prototypes / Bancs d essais / Plates-formes

III-a PROTOTYPE SEAREV SYSTÈME ÉLECTRIQUE AUTONOME DE RÉCUPÉRATION D ÉNERGIE DES VAGUES Auteurs : M. GUGLIELMI, R. BOISLIVEAU IRCCyN, Nantes Résumé : Le présent document s inscrit dans le cadre d une collaboration interdisciplinaire pluri-laboratoires. Le programme de recherches mené fait partie de la problématique «Energies renouvelables» soutenue sur les plans régional national et international (européen). La thématique générale concerne la transformation de l énergie de la houle en énergie utilisable. Un tel dispositif de transformation nécessite des multiples compétences : hydrodynamique, mécanique, électrotechnique et en contrôle de processus (incluant le traitement du signal). C est la raison essentielle qui a conduit à la constitution de l équipe multi-disciplinaire qui participe au programme SEAREV. Les laboratoires concernés sont : IRCCyN : Institut de recherches en Communications et Cybernétique de NANTES, UMR 6597, responsable : Michel GUGLIELMI SATIE : Laboratoire des Systèmes & Applications des Technologies de l Information et de l Énergie (antenne de Bretagne), UMR 8029, responsable : Bernard MULTON LMF : Laboratoire de Mécanique des Fluides UMR 6598, responsable : Alain CLEMENT (responsable du projet SEAREV). Mots-clés : Commande optimale, estimation-prédiction, énergie renouvelable, houle III-b BANC D ESSAIS POUR LA COMMANDE ET LA SURVEILLANCE D UN SYSTÈME MÉCANIQUE Auteurs : M. VERGÉ LMSP, Paris Résumé : Nous présentons un banc d essais destiné à tester des méthodes de commande et de surveillance d un système mécanique non linéaire et présentant des frottements secs. Ce système mécanique est une machine articulée (appelée MACHA) en 2 points A et B et se déplaçant dans le plan vertical. Il est modulaire dans la mesure où l on peut bloquer un ou deux degrés de liberté (ddl). Une poutre AB supporte un chariot qui glisse à cause de la gravité. Il s agit donc d un système non linéaire sous actionné. Sur ce banc d essais, les thèmes de recherche concernent : a) la modélisation et la commande de ce système non linéaire. b) la commande de ce système en tenant compte des frottements secs. c) la détection de défauts des capteurs ou de la machine. Mots-clés : Modélisation des systèmes poly articulés, système non linéaire, frottement sec

III-c POSITIONNEUR SOUPLE HAUTES PRECISION ET CADENCE (PROTOTYPE : POSITIONNEUR HPC) Auteurs : Ph. CHEVREL, J. LEVINE, M. CANU, D.V. NGUYEN IRCCyN, Nantes/CAS, Paris/Micro-Controle Résumé : Le démonstrateur est constitué autour d un moteur linéaire qui doit se déplacer point à point aussi vite que possible en respectant certaines contraintes sur les masses transportées. Les masses sont fixées au moteur linéaire par l intermédiaire de réglets souples, d une tige ou encore d un «câble», ouvrant ainsi le choix des problématiques possibles. Le démonstrateur permet notamment d illustrer la problématique industrielle consistant à inspecter à haute cadence et par visée laser la présence de composants électroniques sur une galette de silicium. La recherche de cadences élevées nécessite des micro- mouvements à la fois très rapide et très précis, mettant en branle certains modes vibratoires du dispositif. Hormis son intérêt en terme éducatif, ce démonstrateur permet en recherche l évaluation comparée de différentes lois de commande, par un pilotage au travers d une carte DSPACE et d une interface conviviale permettant un prototypage rapide. Les problématiques visées en automatique concernent la planification et le suivi robuste de trajectoire, en connexion avec les travaux en robotique souple. Mots-clés : contrôle actif, systèmes d inspection, génération de trajectoire, commande robuste, suivi de Trajectoire III-d BANCS D'ESSAIS FLUID POWER Auteurs : D. THOMASSET, X. BRUN, équipe FTR - LAI, Lyon Résumé : La recherche dans le domaine du Fluid Power a pour objectif la conception, la modélisation et simulation (ou réalité virtuelle) et la commande des systèmes Mécatroniques et plus particulièrement électropneumatiques, électrohydrauliques et hydrauliques à eau. Ces trois axes constituent les objectifs scientifiques amonts de l équipe FTR sachant que cette équipe affiche clairement une volonté d application et ainsi développe des plates-formes d essais soit sur financement propre soit en relation avec des industriels du monde de l énergie fluide (Bosch, Asco-Joucomatic, Festo, Moog, Hänchen) ou avec des médecins dans le cadre des applications en robotique médicale. Ce papier présente trois bancs d'essais développés au sein du Laboratoire d'automatique Industrielle de l'insa de Lyon : - Banc d'essai électropneumatique en translation - Banc d'essai électropneumatique en rotation - Banc d'essai électrohydraulique en translation % &'(# &) ) * & *

III-e PLATE-FORME D'ESSAIS DE COMMANDE ET D'OBSERVATION D'ACTIONNEUR ÉLECTRIQUE PILOTABLE À DISTANCE Auteurs : D. TRAORE, A. GLUMINEAU, R. BOISLIVEAU, L. LORON IRCCyN, Nantes/IREENA, Saint-Nazaire Résumé : La plate-forme située à l'irccyn permet la commande d'actionneurs électriques et est une plate-forme nationale supportée dans le cadre du groupe de travail inter GDR MACS- SEEDS CE2 [3] (Automatique-Electrotechnique). Elle permet aux chercheurs de tester leurs algorithmes et de les comparer grâce à des benchmarks comme par exemple la commande sans capteur mécanique de la machine asynchrone. Récemment des travaux ont permis que cette plate-forme de recherche permette l'expérimentation à distance via internet. Mots-clés : Commande sans capteurs, observation, benchmark, télé-pilotage, via internet. III-f DÉMONSTRATEURS POUR L'ÉVALUATION DE LOIS DE COMMANDE DE SYSTÈMES ÉLECTROMÉCANIQUES Auteurs : J. SABATIER, P. LANUSSE, P. MELCHIOR, A. OUSTALOUP LAPS, Bordeaux Résumé : Cet article présente deux bancs électromécaniques dédiés à l'évaluation et à la validation expérimentale des méthodes mises au point dans notre laboratoire, mais également à la comparaison de tout type d'approches, et à la valorisation académique et industrielle de nos résultats, notamment en modélisation, identification, commande robuste, commande Crone, observateurs et génération de mouvement. Le premier banc d'essais, muni de 2 moteurs à courant continu de 2 kw, a été développé par l'équipe Crone du LAPS afin de valider les algorithmes de commande qu'elle développe. Ces algorithmes concernant la commande robuste de systèmes dynamiques incertains, non linéaires ou non stationnaires, ce banc d'essais a été conçu de façon à être suffisamment et facilement reconfigurable. Il est principalement constitué de deux parties totalement identiques pouvant être utilisées séparément ou associées. Quelques exemples d'utilisation sont donnés. Le second banc reprend le principe du premier et est constitué de 2 moteurs asynchrones de 2,2 kw. Il a été développé en collaboration avec la société ALSTOM. Il est constitué de deux moteurs asynchrones couplés par une chaîne cinématique peu amortie comportant 4 masses. Le premier moteur est utilisé en tant qu'actionneur de couple, le second sert à appliquer un couple de charge au système. Un exemple d'utilisation est donné, à travers une commande CRONE de troisième génération associé à un observateur d'état, qui assure la commande robuste de la vitesse angulaire de la charge, en dépit de variations de la réponse fréquentielle du procédé et d'erreurs d'estimation de la vitesse, en relation avec les variations des paramètres du procédé. Les essais expérimentaux obtenus sur ce banc ont été présentés aux foires industrielles de Hanovre et de Baden-Baden en 2000. Mots clefs : Démonstrateurs, Automatique, Mécatronique, Systèmes électromécaniques, Modélisation, Identification, Commande robuste, Commande CRONE, Génération de trajectoire, Génération de mouvement, Observateurs.

III-g MISE AU POINT ET COMPARAISON D OBSERVATEURS- CONTRÔLEURS NON LINÉAIRES POUR UN MODÈLE RÉDUIT DE GRUE Auteurs : T. DEVOS, J. LEVINE CAS, Paris Résumé : Nous étudions dans ce papier la mise au point de lois de commande d un modèle réduit de grue pour un bon suivi de trajectoire et un rejet de perturbations efficace. Le modèle réduit de grue considéré est celui étudié dans la thèse (Kiss, 2001) (voir aussi (Kiss et al., 1999; Kiss et al., 2000a; Kiss et al., 2000b)). Il est commandé par quatre moteurs à courant continu. Les observations disponibles sont d une part les positions des quatre moteurs et d autre part les coordonnées de la charge obtenues à partir d images de deux caméras temps réel. Ces observations servent à synthétiser les observateurs proposés dans ce papier permettant ensuite le bouclage par retour d état ou par commande prédictive. Des comparaisons en simulation sont présentées. Mots-clés : commande non linéaire de grue, platitude différentielle, suivi de trajectoire, observateur-contrôleur. III-h MICRO-CANAL EXPÉRIMENTAL À VALENCE Auteurs : E. MENDES, L. LEFEVRE, D. GEORGES, Y. TOURE, F. ROTELLA, I. ZAMBETTAKIS, V. DOS SANTOS, B. HAMROUN LCIS, Valence/ LAGEP, Lyon/ LAG, Grenoble/ LVR, Bourges /LGP, Tarbes/ IUT, Tarbes/CESAME, Louvain Résumé : Le micro-canal expérimental de Valence a été le procédé pilote de l'action spécifique du CNRS " Canaux d irrigation : automatisation et mise en œuvre " dans le cadre du RTP 24 : "Mathématiques du signal et des systèmes". Il a été utilisé par plusieurs laboratoires pour la validation de leurs modèles, commandes ou observateurs (LCIS, LAG, LVR, LAGEP, LGP, LAAS, CESAME). Mots-clés : Canal d irrigation, système à paramètres distribués, système de dimension infinie, système à retard, système multi-variables

III-i LE FOUR SOLAIRE PRINCIPAL UN DÉMONSTRATEUR POUR L EXPERTISE Auteurs : L. AUTRIQUE, M. GILLET, L. PEREZ - DGA/EHF, Odeillo Résumé : Le ministère de la défense dispose depuis les années 1970 d un simulateur de grandes dimensions (le four solaire principal) qui permet d étudier l effet d ondes thermiques de forte puissance sur des matériaux ou matériels. Celui ci illustre, dans le cadre d une problématique défense, la complémentarité des savoir-faire suivants : pilotage, asservissement, stratégies d observations, simulation et identification de lois de comportement. Cette présentation comporte les différents éléments suivants. Tout d'abord, l'historique de l'utilisation de l'énergie solaire concentrée est brièvement présenté en décrivant la chronologie, les finalités puis en évoquant les besoins militaires apparus à l'issue de la seconde guerre mondiale dans le contexte de la guerre froide et de la menace nucléaire. Ensuite, le démonstrateur en service au sein de la Délégation Générale pour l Armement est exposé (principe, caractéristiques de l installation, moyens métrologiques associés). Enfin, différents travaux d expertise de matériaux sont abordés. Le premier concerne l évaluation de l efficacité de la protection offerte par des revêtements intumescents lors d un incendie. Pour ce faire, seule une fraction de la puissance du démonstrateur est mise en oeuvre car il s agit d une agression longue mais relativement modeste. La seconde application est l étude de l onde thermique générée par une explosion. Dans ce cas, les chocs thermiques sont brefs mais plus violents. Enfin, la modularité du démonstrateur est exploitée pour une étude nécessitant des insolations de forte puissance, à dynamique rapide et répétée. L ensemble du dispositif expérimental permet de suivre l évolution thermique du matériau lors de son exposition à des hauts flux radiatifs. Considérant des observations de l état du système, l identification paramétrique par minimisation de l erreur de sortie permet de disposer d outils prédictifs fiables (basés sur des systèmes non linéaires d équations aux dérivées partielles couplées et des résolutions numériques de type éléments finis). Ce démonstrateur permet de valider des modèles de comportement afin d envisager l optimisation de la protection des structures soumises à des incendies ou à divers types d explosions. Mots-clés : Simulation, identification, génie thermique, endommagement

III-j DISPOSITIFS DE CARACTÉRISATION DE MATÉRIAUX COMPOSITES Auteurs : L. PEREZ, L. AUTRIQUE, C. LORMEL - DGA/EHF, Odeillo Résumé : Les démonstrateurs proposés concernent l exploitation de la réponse de matériaux soumis à une entrée surfacique périodique générant une onde thermique en son sein dans le but d identifier des paramètres clés des transferts de chaleur. Les données recueillies peuvent être : directement la température, si les dimensions du matériau et les temps de réponse de la chaîne d'acquisition le permettent, ou un paramètre thermodépendant. L'analyse de l'atténuation et du déphasage des températures par rapport à l excitation générée dans le matériau permet de reconstruire certains paramètres clés conditionnant les transferts thermiques. L'identification paramétrique est effectuée par minimisation d un critère quadratique à l'aide de méthodes itératives. Cette approche nécessite d'étudier les aspects suivants : identifiabilité des paramètres, conception optimale de l'expérimentation et inversion dans l'espace des fréquences. L'ensemble de la problématique que nous exposons ici vise à résoudre dans des conditions satisfaisantes le problème inverse conduisant à l'identification paramétrique de propriétés thermophysiques de matériaux composites (à structure hétérogène et anisotrope) dans des géométries complexes. Pour valider la méthode d'identification et expertiser les matériaux étudiés, différents bancs de mesure sont mis en oeuvre. Le couplage des moyens de diagnostic thermique à travers l utilisation des méthodes périodiques travaillant aux différentes échelles étudiées, devrait permettre à terme de comprendre comment la superposition de propriétés différentes (cas des matériaux composites ou des multicouches) conduit au comportement global observé (propriété et endommagement globaux). Finalement, spécifiquement pour le cas de films micrométriques (jusqu à 10 m d épaisseur totale) constitués d empilements d épaisseur nanométrique (quelques centaines de nanomètres), l objectif est de déterminer les potentialités des moyens utilisés afin d en valider la pertinence. Mots-clés : Identification, problèmes inverses, génie thermique