CEA Technologie n°87

PROCÉDÉS
AGRO-ALIMENTAIRE
AUTOMOBILE
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Musica, un air neuf
pour le soudage
Mieux conserver la viande
sous emballage
CEA
Les défauts de faisceaux
localisés à 10 cm près
www.cea-technologies.com
tEChnologiEs
PARAPLÉGIE ET STATION DEBOUT
LE PATIENT
AUX
COMMANDES
Photo Richard Gardette
Pages 2 & 3
#87
OCTOBRE-NOVEMBRE 2007
REEducation fonctionnelle :
le patient reprend
les commandes
TIC
Se mettre debout grâce à une stimulation électrique des muscles des jambes, déclenchée par
des gestes volontaires : c’est la perspective ouverte aux patients paraplégiques par un module
de reconnaissance du mouvement mis au point au CEA/Léti. Bientôt testé dans un centre de
rééducation de Montpellier, il pourrait conduire à terme à un dispositif industriel.
INRIA (C.Lebedinsky)
Un patient paraplégique qui, grâce à
une légère inclinaison du buste vers l’avant,
déclenche la stimulation électrique des
muscles des jambes et se retrouve debout :
cette image frappante pourrait devenir un
jour réalité grâce aux travaux du CEA/Léti,
eux-mêmes partie prenante de ceux d’un
centre de rééducation* et d’un laboratoire
public de Montpellier**.
Le Léti a développé une centrale d’attitude,
dispositif capable de se localiser précisément dans les trois dimensions***. Rodolphe Héliot, doctorant au Léti et à l’INRIA
Rhône-Alpes a mis au point un traitement
INRIA
Centrale d’attitude et sa station
d’acquisition – L’utilisation
d’accéléromètres et de magnétomètres
permet de faire chuter le coût et la
consommation par rapport aux capteurs
de mouvements classiques à base de
gyroscopes.
du signal très fin capable d’identifier l’inLes applications
tention de se lever (cf. figures ci-dessous) :
R Aide aux patients paraplégiques
“valides ou non valides, nous esquissons
en position assise pour passer
le passage de la station assise à la station
en position debout ; aide à la
debout par une inclinaison du buste
rééducation fonctionnelle à la marche
vers l’avant. La version actuelle de notre
des patients hémiplégiques
dispositif reconnaît ce mouvement à 97% et
écarte 76% des inclinaisons du buste visant
une autre finalité, par exemple attraper dispositif du Léti aurait l’intérêt de remettre
un verre devant soi”. Chiffre qui va encore au premier plan la volonté du patient et
être amélioré afin de permettre, chez une de rendre le mouvement aussi naturel que
personne paraplégique, de déclencher à possible : “le cœur du développement a été
bon escient la stimulation électrique des la mise au point d’une commande temps
réel parfaitement synchronisée avec l’enmembres inférieurs.
Cette stimulation, encore au stade expéri- chaînement naturel des gestes, explique
mental, est notamment étudiée par le centre Rodolphe Héliot. Pour y parvenir, nous
de rééducation Propara avec le laboratoire avons mis au point des algorithmes qui
réduisent le temps de
m o n t p e lli é ra i n
LIRMM. “Il s’agit de “Vivre au même niveau que les calcul à 1 à 2 ms, bien
trouver la séquence personnes valides, ce n’est plus que le signal à traiter
très complexe”.
d’activation muscuvivre à hauteur de fauteuil.” soit
Au-delà de la réédulaire qui associe l’efficacité, la stabilité et la sécurité, tant pour cation en centre spécialisé, les personnes
le lever de chaise que pour le maintien en paraplégiques pourraient aussi gagner en
station debout, explique le docteur Charles autonomie dans la vie quotidienne : saisir
Fattal, médecin-chef de Propara. Dans un livre sur une étagère, se mettre à la
un second temps, nous comptons aussi hauteur du guichet dans un service public,
étudier les facteurs générateurs de fatigue discuter “ à hauteur d’homme ” avec les
musculaire, pour faire durer cette station autres invités d’une soirée...
Si les essais cliniques sont concluants, le
debout le plus longtemps possible.”
Par rapport à une stimulation 100% exté- Léti compte intégrer la centrale d’attitude
rieure, sans participation du patient, le et le calculateur à un stimulateur électrique
Qu’on soit valide ou non, tout mouvement de lever commence par une inclinaison du buste vers l’avant (déplacement du centre de gravité).
La centrale d’attitude détecte cette inclinaison et déclenche la stimulation électrique des muscles des jambes, avec un temps de réponse
équivalent à celui du mouvement naturel.
CEA technologies #87-OCTOBRE|NOVEMBRE 2007  > 2
Philippe Neumager
le module, fixé au-dessus
du genou gauche de
l’expérimentateur, commande
sur le robot des pas d’une
fréquence rigoureusement
identiques. Ce même principe
sera appliqué chez les patients
hémiplégiques pour la
synchronisation jambe valide
– jambe déficiente.
INRIA (C.Lebedinsky)
Movea, centième société technologique essaimée du CEA, a
été créée en mars 2007. Elle est spécialisée dans la capture de
mouvement. lire p.7
du marché, avec l’appui d’un partenaire
industriel familier du monde médical et de
ses normes techniques.
En parallèle, le laboratoire a étudié et
testé sur robot bipède l’utilisation de
son dispositif pour la rééducation à la
marche des patients hémiplégiques. La
centrale d’attitude est fixée sur le membre
inférieur valide, enregistre la fréquence
et l’amplitude du pas et déclenche sur le
membre inférieur déficient une stimulation
électrique équivalente, pour que la marche
reste équilibrée. Le geste volontaire du
patient devient là encore le déclencheur
du mouvement global, en lieu et place d’un
dispositif extérieur.
points foRts
R Dispositif léger, compact, peu
coûteux
R Maîtrise du traitement de signal
temps réel : le geste naturel est
respecté
R Rééducation commandée par les
gestes volontaires du patient
ExpERt tEchniQuE
Dominique David
CEA/LETI - DRT
contact
Tél : 04 38 78 50 50
[email protected]
TIC
> Aider les patients paraplégiques
à se mettre debout seuls .................................. p. 2 et 3
> Vibee, l’interface qui parle
en vibrant ................................................................................... p.4
PROCÉDÉS
>MUSICA optimise la simulation
des procédés de soudage................................................ p.5
VIVANT
> Curiethérapie : tester toutes les sources,
c’est possible ......................................................................... p.6
> Les cyclodextrines, alliées
de la conservation des viandes..............................p.7
OUTILS
> Laser : 100% de sécurité avec
les lunettes virtuelles ...................................................... p.9
> Faisceaux automobiles : les défauts
localisés à 10 cm près ................................................... p.10
doctEuR chaRlEs fattal,
médEcin-chEf du cEntRE pRopaRa :
mATÉRIAUX
“lEs patiEnts paRaplégiQuEs
ont bEsoin dE sE tEniR dEbout ”
mmS
INRIA
témoignagE
*Centre mutualiste neurologique Propara
** Equipe Demar du laboratoire LIRMM (CNRS - INRIA Université de Montpellier)
*** Il fait l’objet d’un transfert et d’un accord de licence
avec la start-up Movea créée cette année
sommaiRE#87
le docteur charles fattal,
médecin-chef du centre
de rééducation Propara
(Montpellier) :
« la stimulation électrique
fonctionnelle permettrait
de se lever sans dépense
d’énergie excessive».
“Dans la période qui suit leur accident, beaucoup de
personnes paraplégiques sont victimes d’une déminéralisation osseuse de type ostéoporose qu’il faut
combattre par voie médicamenteuse et en multipliant
les stations debout sur des durées de 30 à 90 minutes.
On peut le faire avec des dispositifs passifs de type
plan incliné ou appareil de verticalisation. Mais
le mieux est d’y associer activement le patient,
qui travaille aussi à sa réadaptation au quotidien.
Beaucoup finissent par retrouver une indépendance
complète pour passer du fauteuil roulant à la voiture,
ou du fauteuil au lit, mais c’est au prix d’efforts répétés
des membres supérieurs qui provoquent parfois des
graves lésions aux épaules. La stimulation électrique
fonctionnelle, associée à la détection de mouvements,
leur permettrait de se lever en réduisant leur dépense
énergétique. L’enjeu est aussi psychologique : vivre au
même niveau que les personnes valides, ce n’est plus
vivre à hauteur de fauteuil.”
>Microcomposites, une nouvelle vie
pour les plaques bipolaires...........................................p.12
> Start-up : Movea, spécialiste
de la capture du mouvement .................................. p. 7
> Edition : tout savoir
sur les robots ......................................................................... p. 8
> Site : F2T, l’accès direct
aux technologies du public....................................... p. 8
> Brevet : un cryostat innovant pour l’étude
d’échantillons sous vide ..............................................p. 8
> Grenoble : un Showroom
“Objets communicants“ dans Minatec ......p. 8
> Expertise : des anneaux de bentonite .......... p. 11
> Développement logiciel :
avec Caveat, la productivité s’envole............. p. 11
CEA tEChnologiEs #87-OCTOBRE|NOVEMBRE 2007 > 3
REalitE virtuelle
Vibee, ou la communication
par les vibrationS
L’interface vibrotactile Vibee améliore le réalisme des dispositifs de réalité virtuelle en indiquant à l’utilisateur
la proximité d’une zone critique, ou le contact avec un objet à éviter. Développée dans le cadre d’un projet avec
PSA, elle complète le bras à retour d’effort. Un prototype 100% opérationnel est disponible.
POINTS FORTS
R Réalisme accru des
simulations en réalité virtuelle
R Coût très compétitif par
rapport au retour d’effort
R Dispositif léger, compact,
simple (commande par clé USB
Bluetooth®)
R Prototype disponible pour
des simulations
expert technique
Samuel Roselier,
CEA LIST - DRT
contact
Tél : 04 38 78 50 50
[email protected]
L’interface,
particulièrement
compacte,
peut par exemple
être fixée au
niveau du coude
pour compléter
la simulation
d’un démontage
de pièce dans un
moteur.
Si le coude
s’approche trop
d’une zone
critique, Vibee
donne l’alerte
en se mettant à
vibrer.
CEA
Immergé dans une scène de
réalité virtuelle, vous cherchez à
démonter un écrou situé dans un
moteur de voiture, à une dizaine de
centimètres d’une pièce brûlante...
Un coup de clé énergique, et votre
coude s’approche dangereusement
de cette pièce : une vibration douce
et continue au niveau du coude
vous signale le danger. Un nouveau
coup de clé et le coude touche
fugitivement le métal chaud :
cette fois, des vibrations intenses
et répétées vous donnent l’alerte.
L’écrou n’est toujours pas débloqué
mais vous allez vous y prendre
autrement !
Cet exemple simple illustre l’intérêt
de l’interface vibrotactile Vibee,
développée par le laboratoire
d’interfaces sensorielles du CEA LIST
pour les besoins de PSA : elle améliore
considérablement le réalisme des
scènes simulées. “Le bras à retour
d’effort a l’inconvénient de réduire
l’opérateur à la main qui le déplace,
note Samuel Roselier, du CEA LIST.
Or, l’opérateur en situation réelle
CEA
TIC
travaille avec tout son corps, d’où
l’intérêt d’élargir la simulation.”
Vibee y parvient en émettant des
vibrations contrôlées en intensité
(50 à 120 Hz) et dans le temps (en
continu, plages d’une seconde, de
plusieurs secondes). Ce “langage
vibrotactile” est aisément compris
par l’utilisateur. Sans pour autant
que ce dernier soit gêné dans ses
mouvements : le module pèse une
trentaine de grammes et occupe un
volume de moins de 20 cm3. Il peut
être fixé directement sur la peau,
ou tenu contre un membre par une
lanière souple. La présence d’un
vêtement n’altère pas la perception
des vibrations.
Quant au suivi dans l’espace de la
partie du corps à surveiller (coude,
dans notre exemple), il est effectué
par un dispositif de capture de
CEA technologies #87-OCTOBRE|NOVEMBRE 2007  > 4
mouvement localisé dans les trois
dimensions. “Dès l’entrée dans la
zone critique, la mise en vibration
de Vibee s’effectue en moins de
50 millisecondes” précise Samuel
Roselier.
A partir du prototype actuel, en
cours de test chez PSA, le laboratoire
estime que Vibee fabriqué en
grande série reviendrait à quelques
dizaines d’euros l’unité ; c’est peu
comparé aux milliers d’euros d’une
interface à retour d’effort.
De plus, l’interface vibrotactile
pourrait trouver d’autres usages
grâce au couplage avec des
accéléromètres, que le CEA LIST
explore avec des spécialistes du
CEA/Léti : affiner la vitesse et la
précision d’un geste sportif (avec
déclenchement des vibrations
en cas de dérive), s’exercer à la
manipulation de pièces très fragiles,
apprendre un geste chirurgical
délicat... Autant d’applications
dans lesquelles le rendu sensoriel
serait associé à la capture du
mouvement.
Le la boratoire propose aux
industriels d’adapter son prototype
pour réaliser des démonstrations
axées sur leur métier. Il cherche
par ailleurs un partenaire extérieur
intéressé par la production en
volume.
Les applications
R Couplage avec une interface
à retour d’effort pour des
simulations de gestes en
réalité virtuelle ; couplage
avec des accéléromètres pour
des simulations de gestes ou
des captures de mouvement.
PRO
CÉDÉS
Engagé en septembre 2005 pour une durée de trois ans, le projet MUSICA a pour objectif de simuler le
procédé de soudage à l’arc dans des temps et des coûts compatibles avec une utilisation dans l’industrie,
tout en étant accessible à des non experts. Un premier démonstrateur chaînant trois logiciels de
simulation numérique du soudage a été présenté avec succès.
MUSICA optimise la simulation
des procEdEs de soudage
La simulation du procédé de
soudage à l’arc pourrait sortir
des laboratoires et faire son
entrée dans l’industrie. Lancé à
l’initiative du CEA en partenariat
avec le CETIM, AREVA, l’éditeur
français de logiciels ESI Group
et l’Institut de Soudure, le projet
MUSICA a en effet pour objectif
d’étendre le domaine d’application
de la simulation numérique du
soudage (SNS). “Il existe bien des
logiciels de simulation, mais leur
complexité d’utilisation les réserve
aux experts, dans le cadre d’études de R&D”, précise Guillaume de
Dinechin, chef de laboratoire au
CEA de Saclay.
En intégrant des modules existants, notamment les logiciels
Sy s weld e t Pam-A s se mbly,
ainsi qu’un module développé
spécialement par le CEA, le projet
Les applications
CEA
Résultats de simulation
thermique et comparaison calcul/
expériences, après identification
de la source de chaleur dans un cas
d’assemblage de tubes soudés.
MUSICA a déjà permis de proposer
une solution plus large, offrant de
meilleures capacités de prédiction
des phénomènes physiques. “Les
nouveaux modèles doivent par
exemple prendre en compte plus de
paramètres pour aboutir à des résultats plus proches de la physique, et
donc du cas industriel.”
Pour être performante et fiable,
la simulation numérique doit en
effet intégrer les comportements
thermiques, métallurgiques et
mécaniques du métal, ainsi que
certains aspects chimiques des
procédés de soudage. En outre,
les outils actuels prennent encore
trop de temps. MUSICA devra
donc également accélérer les
opérations.
Maître d’œuvre de ce projet, le
CEA travaille sur la partie amont
du logiciel, qui concerne la modélisation de l’apport de chaleur
aux pièces à souder. Il développe
pour cela le logiciel “Procédé”,
qui est intégré au logiciel final
A quoi sert la simulation numérique
de soudage ?
La simulation numérique du soudage permet d’estimer les contraintes
résiduelles et les déformations induites par le soudage. Elle permet de
réduire le nombre de tests sur maquettes, d’aider à la conception des
montages et d’optimiser les procédés de fabrication. La simulation permet
enfin de réduire le nombre et la taille des défauts dans les produits finis.
CEA
R Optimisation des pièces à
souder et des procédés de
soudage. Le soudage à l’arc
est utilisé dans de nombreux
secteurs industriels :
transports, énergie,
construction mécanique,
chaudronnerie, armement...
et permet d’optimiser l’étape
d’identification des paramètres
de la source de chaleur, jusqu’ici
identifiés manuellement à l’aide
de capteurs. Pour Olivier Asserin,
chef de projet MUSICA, “Les logiciels actuels modélisent l’apport
de chaleur en déterminant une
‘source équivalente’. Dans le cadre
de MUSICA, nous tentons, d’une
part, d’améliorer le concept de
source équivalente, et d’autre
part de nous rapprocher du cas
industriel en intégrant davantage
de paramètres physiques, et donc
en modélisant directement le
procédé.“
Déjà, un premier démonstrateur de
chaînage des trois logiciels, fonctionnant avec la notion de source
équivalente, a été présenté avec
succès. Les chercheurs valident
maintenant la solution sur des cas
concrets proposés par les partenaires de MUSICA. “L’intégration
de l’expérience de cas industriels
complexes rendra la deuxième
version de l’outil encore plus
opérationnelle.” A suivre...
La simulation permet
de réduire le nombre de
tests sur maquettes,
d’aider à la conception
des montages
et d’optimiser
les procédés de
fabrication.
POINTS FORTS
R Logiciels de simulation
accessibles, du non-spécialiste
à l’expert
R Temps de calculs réduits
R Modularité : 3 logiciels
complémentaires et
autonomes avec une interface
commune
expert technique
Guillaume de Dinechin
CEA/Saclay - DEN
contact
Tél : 04 38 78 50 50
[email protected]
CEA technologies #87-OCTOBRE|NOVEMBRE 2007  > 5
Curietherapie du cancer de la prostate :
un systEme tout en un
pour tester les sources
VIVANT
Grâce à un système original de lévitation aérodynamique, les implants radioactifs destinés au
traitement des cancers de la prostate peuvent subir en une seule étape et en quelques dizaines
de secondes, l’ensemble des tests requis lors de leur production. A plus long terme, l’innovation
pourrait être utilisée pour tester chaque source avant son implantation chez le patient.
Les applications
CEA
R Caractérisation des microsources pour le traitement
des tumeurs prostatiques par
curiethérapie et de tout autre
objet de dimensions similaires,
par exemple, les puces RFID
implantables.
Les micro implants radioactifs sont placés en lévitation dans un flux de gaz, à l’intérieur d’un
tube conique en quartz (visible ici au centre de la photo), où ils subissent une batterie de tests.
en quelques mots
Estimée à près de dix millions
de pièces par an, la production de
micro-sources pour le traitement
par curiethérapie des cancers de
la prostate impose de nombreux
contrôles de qualité. Ces derniers
sont réalisés séquentiellement à
la main, ou partiellement automatisés. Or, des chercheurs du
CEA LIST* viennent de mettre au
point un dispositif qui permet de
réaliser tous les tests nécessaires
en une quarantaine de secondes
seulement.
Habituellement, les sources sont
maintenues face aux équipements de mesure par le biais d’un
support dont la présence perturbe
les résultats. Les scientifiques
ont eu l’idée de les mettre en
lévitation dans un flux de gaz, à
l’intérieur d’un tube conique en
quartz, matériau peu absorbant.
“En régulant le flux gazeux, il est
possible de maintenir la source à
la hauteur voulue. Mieux, celle-ci
entre en rotation sur elle-même
et offre ainsi toutes ses faces aux
La curiethérapie
La curiethérapie est une alternative à la chirurgie et à la radiothérapie
conventionnelle pour le traitement des cancers de la prostate localisés.
Elle consiste à introduire dans la tumeur une centaine d’implants
miniatures radioactifs, dont l’activité individuelle et l’énergie d’émission
permettent de confiner la dose délivrée à la seule prostate. Leur
géométrie interne complexe garantit en outre la visibilité de l’implant,
aussi bien en radiographie conventionnelle qu’en échographie.
CEA technologies #87-OCTOBRE|NOVEMBRE 2007  > 6
mesures de radioactivité,” indique
Guilhem Douysset, du CEA LIST.
En plaçant l’ensemble des équipements nécessaires aux tests autour
des sources, on obtient une caractérisation complète de ces dernières
en un temps record : spectrométrie
X pour le contrôle d’activité, spectrométrie  pour le contrôle de la
pureté radiochimique, imagerie
visible pour le contrôle des dimensions de l’implant et de la qualité
des soudures (avec une résolution
de 30 μm), micro radiographie pour
le contrôle de la structure interne de
la source, etc.
De plus, ce dispositif réduit considérablement les risques d’erreur de
mesure et diminue la dose de rayons
délivrée au personnel qui réalise
le contrôle qualité. Une demande
de brevet, déposée en mai 2006,
a été acceptée récemment. Un
démonstrateur a été présenté à des
spécialistes de la production de ces
implants.
Les chercheurs travaillent sur une
version de l’équipement destinée
aux utilisateurs finaux capables
de tester les sources en conditions
stériles. “Cela permettrait de tester
toutes les sources juste avant leur
implantation par le médecin.
Aujourd’hui, seuls 10% des implants
sont contrôlés en milieu médical. Et
comme les services de stérilisation
des hôpitaux ne peuvent recevoir
de matériel radioactif, les sources
testées sont vouées à la destruction.”
* Laboratoire national Henri Becquerel (LNHB)
du CEA LIST
POINTS FORTS
R Quarante secondes pour la
caractérisation complète d’un
implant
R Mesures moyennées, plus
précises qu’avec les méthodes
classiques
R Contrôles de qualité en fin
de production plus complets
qu’actuellement
R Moindre risque d’exposition
des techniciens
expert technique
Guilhem Douysset
CEA LIST / LNHB - DRT
contact
Tél : 04 38 78 50 50
[email protected]
Connue pour ses propriétés antioxydantes et antimicrobiennes,
l’huile essentielle de basilic pourrait être utilisée en agroalimentaire
pour améliorer la durée de conservation des viandes. Le CEA propose
d’introduire cette substance dans les emballages de produits carnés,
grâce aux propriétés originales des cyclodextrines.
alliees de la conservation
des viandes
Les emballages des produits
carnés pourraient bientôt être
dotés de propriétés bactéricides.
Des chercheurs du CEA de Saclay
envisagent en effet de créer un
film polymère contenant un extrait
(inodore) d’huile essentielle de
basilic, substance connue pour ses
vertus antimicrobiennes. Pour cela,
ils comptent sur les cyclodextrines,
des molécules capables de maintenir des principes actifs au cœur
même du matériau.
Les cyclodextrines sont des polysaccharides cycliques de taille variable,
formés par des enchaînements
d’unités glucose. Elles présentent
une cavité interne capable de retenir
temporairement des molécules
hydrophobes. “Piégé par la cyclodextrine, le principe actif est ensuite
relâché progressivement et de façon
contrôlée dans le milieu environnant”, précise Laurent Mauclaire,
du CEA de Saclay. Biocompatibles et
biodégradables, les cyclodextrines
sont déjà utilisées dans les domaines
de la pharmacie et de la cosmétologie. Pour trouver une alternative
à la technique de conservation sous
vide, sujette au moindre défaut
de l’emballage, les industriels du
secteur explorent toutes les pistes.
L’ADIV, le Centre technique Français
de la filière Viande, s’est déjà montré
intéressé.
Les premiers tests réalisés au CEA
sur une cyclodextrine dérivée
de l’amidon montrent que cette
dernière retient très efficacement le
composé actif de l’huile essentielle
de basilic. Les chercheurs, qui
maîtrisent parfaitement la chimie
des cyclodextrines, pourront modifier le complexe afin d’optimiser son
intégration dans les emballages de
viande et répondre au mieux aux
attentes des industriels. “Nous
pouvons notamment modifier la
structure des cyclodextrines de
façon à jouer sur la vitesse de relargage du composé, et ainsi maintenir
un taux constant d’huile essentielle
dans le milieu.”
Les chercheurs envisagent de
réaliser ces emballages actifs en
s’associant avec un laboratoire du
CEA spécialisé dans les procédés
sol-gel. ”L’assemblage de précurseurs composés de silicium et de
cyclodextrines, forme un support
solide auquel est ensuite intégrée
l’huile essentielle de basilic. ” Afin de
mener à bien ce projet, les équipes
du CEA recherchent un partenaire
industriel qui leur soumettra un
cahier des charges.
POINTS FORTS
R Durée accrue de
conservation de la viande
R Cyclodextrines non toxiques
et biocompatibles
R Bonne connaissance des
cyclodextrines et des procédés
sol-gel
R Plusieurs brevets déposés
expert technique
Laurent Mauclaire
CEA/Saclay - DSM
contact
Tél : 04 38 78 50 50
[email protected]
La solution proposée par le CEA
a déjà retenu l’attention de l’ADIV,
le Centre technique Français de la
filière Viande
ck
iSto
Les applications
R Déjà utilisées en
cosmétologie et pharmacie,
les cyclodextrines intéressent
l’agroalimentaire. Des
cyclodextrines associées à
des molécules aux propriétés
antimicrobiennes pourraient
bientôt être intégrées aux
emballages des produits
carnés.
© Movea 2007
Les cyclodextrines,
MMS
VIVANT
Start-up
Movea,
spécialiste de
la capture du
mouvement
Créée en mars 2007 après
incubation au CEA / LETI
et à l’incubateur Grain, la
start-up Movea se positionne
notamment sur les marchés
de la santé et des interfaces
gestuelles dans les applications
grand public. Spécialiste des
dispositifs de mesure du
mouvement humain, Movea
conçoit des microsystèmes
capables de capturer et de
quantifier les mouvements
pour fournir des informations
angulaires en trois dimensions.
Dans le secteur Santé, les
utilisations sont multiples :
rééducation fonctionnelle, suivi
post-opératoire, analyse de la
qualité du sommeil, détection
des situations de fragilité chez
les personnes âgées...
Movea envisage également
d’insérer ses technologies de
capture dans les équipements
sportifs, les smartphones et
les périphériques de jeu vidéo.
Elle prévoit une levée de fonds
auprès d’investisseurs privés et
institutionnels pour soutenir son
plan de développement R&D et
commercial. Elle est la centième
société technologique essaimée
du CEA depuis la mise en place
en 1985 d’une structure dédiée à
l’essaimage.
Contact
Yanis Caritu
06 88 01 24 03
[email protected]
CEA technologies #87-OCTOBRE|NOVEMBRE 2007  > 7
Un Showroom
“Objets
communicants”
dans Minatec
Un showroom dédié aux objets
communicants sera inauguré avant
la fin de l’année sur le site Minatec.
Les visiteurs peuvent déjà y découvrir
des systèmes fonctionnels issus des
travaux des laboratoires grenoblois
du CEA, dans les domaines de
la récupération d’énergie, de
la capture du mouvement, des
matériaux proprioceptifs, de la
“route intelligente” et des systèmes
sans contact. Le showroom est en
particulier ouvert aux industriels
désireux d’innover dans leur domaine
en incorporant dans leurs produits des
composants miniaturisés.
Contact
Hélène Vatouyas
CEA / LETI
04 38 78 42 05
[email protected]
F2T, l’accès
direct aux
technologies
du public
Les industriels qui souhaitent
connaître les technologies
brevetées issues de la
recherche publique disposent
maintenant d’un site dédié.
France Transfert Technologie
(F2T), créé à l’initiative d’Oséo
et du réseau Curie (transferts
technologiques des universités),
regroupe déjà plus de 700
offres du CEA, de l’INSERM,
des universités, du CNRS ou
de l’Institut Pasteur. Elles sont
classées par domaines d’activité
(énergie, agro-alimentaire,
électronique-informatique...),
avec pour chacune un résumé,
une description technique, les
applications possibles, l’état de
la propriété intellectuelle et les
coordonnées d’un contact.
La première version du site
comporte une majorité
d’offres dans le domaine
des biotechnologies. La
base de données s’élargira
progressivement aux autres
thèmes. F2T propose également
un service “ recherche de
compétences”, également ouvert
aux industriels.
Brevet
Un cryostat innovant pour
l’étude d’échantillons sous vide
Le CEA a mis au point un cryostat destiné à l’étude d’échantillons
sous vide (à l’aide d’un rayonnement électromagnétique).
Sa particularité : il s’affranchit des limites habituelles de ce
type d’instrument, à savoir l’angle d’admittance inférieur à
180° et l’écartement entre l’échantillon et la paroi extérieure
du cryostat supérieur à 2 mm. De plus, le dispositif proposé
est peu encombrant et compétitif, grâce à l’utilisation d’azote
gazeux sous pression plutôt que d’azote liquide. Le cryostat
comporte un support d’échantillon (du mm2 au cm2) placé
dans une enceinte sous vide et monté sur une extrémité libre
de refroidissement d’un doigt froid. L’enceinte est une cavité
transparente à ouverture unique (traversée par la partie doigt).
Le corps du cryostat peut être mis en rotation pour la réalisation
de mesures en angle. La température de fonctionnement se situe
entre 80°K et 300°K, sous vide secondaire.
Contact
Sylviane Zaninotti
CEA/DSM
01 69 08 93 68
[email protected]
Contact
2 portails d’accès pour une même
base :
http://technologie.oseo.fr/
http://www.f2t.fr
CEA
MMS
Edition
Tout savoir sur les robots
CEAtechnologies
Après Comment la réalité peut-elle être virtuelle ? les éditions du
Pommier publient un nouvel opus des Petites Pommes du Savoir,
intitulé Le robot, ami ou ennemi ? Ecrits par Rodolphe Gelin,
responsable des programmes “Systèmes interactifs” au CEA LIST,
ces ouvrages apportent des explications aux concepts
d’interaction entre mondes réel et
virtuel comme aux questionnements sur
l’omniprésence des robots et leur rôle
dans la société. Disponibles en librairie.
Le journal de l’offre technologique du CEA aux entreprises N° 87/// octobrenovembre 2007. CEA - DRT/Direction de la valorisation/17 rue des Martyrs/38054
Grenoble cedex 9. Tél. 04 38 78 40 60 - Fax 04 38 78 51 58 >>D épôt légal
16.03.92. >>Tirage 9 0 0 0 ex. >>Directeur de la publication Jean-Charles Guibert
>>Rédacteur en chef Elisabeth Lefèvre-Remy >>Comité de rédaction Claire Abou,
Susana Bahri, Véronique Charreyron, Elisabeth Lefèvre-Remy, Frédéric Lardé, Romain
Marlange, Jean-Bernard Poiré, Thierry Roll, Hélène Vatouyas, Gilles Vériot, Sylviane
Zaninotti >>Rédacteurs journalistes Beno t Playoust, Clotilde Waltz >>Conception/
Réalisation magazine.fr (14 quai Lassagne 69001 Lyon-04 78 28 84 84) >>Crédits
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CEA technologies #87-OCTOBRE|NOVEMBRE 2007  > 8
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Des mini caméras CCD, des lunettes de vision virtuelle,
un serre-tête : l’innovation paraît simple à première vue.
Restait à avoir l’idée d’assembler ces éléments...
CEA
Environnements laser
La vision virtuelle
garantit 100% de securite
OUTILS
Des lunettes de protection laser qui filtrent toutes les longueurs d’onde, toutes les puissances,
et permettent de maintenir le faisceau visible : le CEA/DAM* l’a fait avec un dispositif de vision
virtuelle équipé de deux caméras miniatures. Il est adaptable à d’autres applications, par exemple le
soudage à l’arc.
Jean-François Demonchy,
chercheur au CEA/DAM, a conçu
son invention à partir de technologies originales en assemblant
des lunettes de vision virtuelle,
caméras CCD miniaturisées, serretête et connecteurs audio et vidéo.
L’innovation (brevet en cours) a
permis d’assembler ces éléments
pour offrir une solution 100% sûre
aux personnes travaillant en environnement laser ; elle est extensible
à d’autres environnement lumineux
hostiles.
“Aucune paire de lunettes laser
classique ne couvre toutes les
Les applications
raître », en même temps qu’une
bonne partie du spectre visible.
Ces situations conduisent parfois
certains à enlever leurs lunettes acte réflexe contre lequel se battent
tous les responsables sécurité - par
exemple pour des réglages de
chaîne laser où il faut ajuster finement l’alignement dudit faisceau !
Ici, ce geste dangereux n’a plus de
raison d’être.
Les caméras peuvent être choisies
pour restituer des longueurs d’onde
inaccessibles à l’œil humain, par
exemple dans le proche infrarouge,
et ainsi étendre le domaine d’application à d’autres environnements
de travail agressifs pour les yeux.
L’équipe CEA qui perfectionne le
dispositif achève actuellement la
réalisation d’un second prototype.
Léger (200 grammes), alimenté
par une batterie lithium-ion de 5
heures d’autonomie, il sera utilisé
en routine dans les laboratoires du
POINTS FORTS
R Dispositif de protection
universel et 100% sûr
R Faisceau laser visible
R Aucune maintenance
préventive
R Demande de brevet
déposée
expert technique
Pierre Echeine
CEA - DAM
contact
Tél : 04 38 78 50 50
[email protected]
CEA
R Travail en environnement
laser. Soudage à l’arc et autres
environnements lumineux
agressifs pour les yeux. Suivi à
distance d’un opérateur isolé
en environnement dangereux
longueurs d’onde ni toutes les
puissances, rappelle Jean-François
Demonchy. Pour peu que le laboratoire compte plusieurs lasers,
il faut jongler entre deux, voire
trois paires”. De plus, ces lunettes
doivent être régulièrement contrôlées pour garantir leur efficacité
optimum.
Avec la vision virtuelle, ces inconvénients disparaissent. Les yeux ne
voient plus directement la scène :
retransmise par les deux caméras
CCD placées en partie supérieure
du dispositif, elle est projetée sur
un écran intégré aux lunettes.
“Les matériels choisis fournissent
une image de haute résolution et
de grande taille : elle équivaut à un
écran de 40 pouces vu à 2 mètres”
précise Jean-François Demonchy.
Autre avantage, la vision virtuelle
laisse le faisceau laser apparent
alors que, par définition, les
lunettes filtrantes le font « dispa-
Légères, alimentées par une batterie lithium-ion qui leur donne 5 heures d’autonomie, les lunettes virtuelles ne gênent en
rien le travail en environnement laser. Tout en offrant un niveau de sécurité sans équivalent à ce jour.
laser Mégajoule, près de Bordeaux :
“après optimisation, nous devrions
atteindre un niveau de coût équivalent ou légèrement supérieur
aux lunettes filtrantes classiques,
estime Jean-François Demonchy.
Mais notre dispositif remplacera
plusieurs paires de lunettes et ne
nécessitera aucun entretien, alors
que les contrôles de qualité de
filtration coûtent très cher.”
Le CEA recherche actuellement un
partenaire pour l’industrialisation
et la commercialisation.
En outre, l’invention peut servir de
socle à des fonctions plus sophistiquées : déport de l’image vers
un centre de contrôle pour le suivi
d’opérations délicates, affichage
d’une procédure ou d’une scène
virtuelle superposée sur l’écran
(réalité augmentée) pour aider un
opérateur dans son travail... Sans
oublier les situations comme le
soudage à l’arc, où l’opérateur ne
serait plus ébloui et pourrait voir
l’ensemble de la scène.
* Direction des applications militaires
CEA technologies #87-OCTOBRE|NOVEMBRE 2007  > 9
P. Gripe/CEA
Faisceaux automobiles
les dEfauts dEtectEs
a moins de 10 cm prEs
outils
Comment localiser précisément un problème physique sur un brin de faisceau automobile de plusieurs
mètres de long ? Aujourd’hui, les garagistes consacrent beaucoup de temps au diagnostic du défaut sur
le câblage. Demain, grâce à l’outil de diagnostic développé par le CEA LIST dans le cadre du projet Smart
Electronics Embedded Diagnosis Systems (SEEDS), ils pourraient déterminer l’emplacement du défaut
en quelques secondes, à moins de 10 centimètres près.
CEA
Panne de câblage, danger !
Quand un garagiste y est confronté
aujourd’hui, il dispose d’outils de
diagnostic pour identifier le brin
de faisceau en cause, au sein d’un
réseau qui peut totaliser plusieurs
kilomètres de fils. Mais si ce brin
mesure 10 mètres de long et traverse
tout le véhicule par des chemins
capricieux, il n’a aucune indication
sur l’endroit où il doit intervenir. Et la
recherche peut durer des heures !
Le CEA LIST a mené ses premiers
travaux sur le sujet pour des
applications nucléaires et élargit
depuis plusieurs années ses études
aux transports : recherches amont
sur la méthode de détection,
réduction de la fréquence de signal,
prototypage et tests de validation
sur des portions de faisceaux…
La grande force de cette technologie
est de réaliser cette localisation
à environ 7 cm près aujourd’hui
(en laboratoire),
et sans doute 3
ou 4 cm demain.
Elle s’appuie sur
la réflectométrie,
technique qui
consiste à envoyer
un signal sonde
haute fréquence
(100 MHz) sur le
brin et à mesurer
l’alté ration du
CEA technologies #87-OCTOBRE|NOVEMBRE 2007  > 10
signal en retour, qui “signe”
la nature du défaut (courtcircuit, fil cassé, connecteur
défaillant) et son emplacement.
“La réflectométrie est une technique
lourde qui nécessite de s’associer à
un laboratoire de pointe pour la
mise au point d’outils innovants,
souligne pour Delphi, l’un des
partenaires du projet SEEDS,
Charles-Henri Garih*. Elle est
éminemment complémentaire de
nos outils de diagnostic existants,
Les applications
R Localisation de défauts
sur câbles automobiles,
au garage et demain
embarquée sur le véhicule ;
localisation de défauts sur
câbles dans des navires, des
avions, sur des réseaux de
distribution d’électricité…
et c’est ce qui donne du sens à
notre collaboration avec le CEA.”
“L’objectif à terme serait d’équiper
chaque véhicule d’une puce de
diagnostic embarquée, précise
Fabrice Auzanneau, du CEA LIST.
Mais il faudra pour cela tomber à des
coûts compatibles avec l’industrie
automobile, ce qui suppose encore
d’importants travaux.”
L’outil de diagnostic pour garagistes constitue donc une étape
expert technique
Fabrice Auzanneau
CEA LIST - DRT
contact
Tél : 04 38 78 50 50
[email protected]
intermédiaire, mais aussi un marché
à part entière.
Delphi dispose depuis peu d’un préprototype conçu par le CEA LIST. Il
va faire l’objet de tests et servir de
support à une étude de marché,
avant une possible industrialisation.
“ Nous souhaitons tout d’abord
valider l’adéquation de l’outil à son
marché et dans le cadre de cette
synergie veiller à la satisfaction de
nos utilisateurs” explique CharlesHenri Garih.
Ce s s y s tè m e s ont d ’aut r e s
applications en vue. Leur technologie
permettrait par exemple de localiser
des défauts sur les faisceaux des
avions de ligne (400 km cumulés de
câbles pour certains appareils !) ou
des navires de croisière (2500 km sur
le Queen Mary II) ; ou encore, sur les
centaines de milliers de kilomètres
de câbles enterrés servant à la
distribution électrique. La précision
de localisation serait alors dégradée
(environ 10 mètres pour les câbles
électriques), mais représenterait
un énorme progrès au regard
des fastidieuses recherches
d’aujourd’hui.
* Charles-Henri Garih est responsable de la
ligne de produits outils de diagnostic automobiles de Delphi.
CEA
Avec Caveat,
la productivité
s’envole
R Détection des défauts à
quelques centimètres près
R Temps et coût de réparation
réduits au strict nécessaire
R Trois brevets déposés
R Technologie multi-marchés
La vitesse de production de code
qualifié par les ingénieurs de
développement logiciel d’Airbus France
a significativement augmenté depuis
l’adoption de l’outil Caveat du CEA
LIST. Caveat permet d’effectuer des
preuves mathématiques sur du code
informatique ; l’une de ses applications
majeures est la validation de propriétés
assurant la sûreté du logiciel dans tous
les cas d’exécution possibles. Cette
technique de vérification automatique
est issue d’un partenariat entre Airbus
France et le CEA LIST. En décembre
2006, l’utilisation de l’outil Caveat a été
qualifiée au sens de la norme DO178B
par la Direction des Programmes de
l’Aviation Civile (DPAC) sur le niveau
de code le plus critique, le niveau A.
Cela signifie que la DPAC a autorisé
Airbus à ne plus faire de tests sur du
logiciel de niveau A, Caveat apportant
la preuve nécessaire à la sûreté du
code. De nouveaux développements
sont aujourd’hui en cours autour de la
méthodologie Caveat afin de l’étendre à
d’autres systèmes logiciels critiques.
Contact
Fabrice Derepas
CEA LIST
01 69 08 55 32
[email protected]
MMS
Développement logiciel
POINTS FORTS
Expertise
Des anneaux de bentonite
de 4 tonnes et 2,30 m
de diamètre
Le CEA, en partenariat avec les sociétés MPC et Segula
Ingénierie, vient d’achever après trois ans de travaux
préparatoires la réalisation de 13 anneaux de bentonite
de 2,30 m de diamètre pesant chacun quatre tonnes.
Ils constituent le démonstrateur de mise en place d’une
barrière ouvragée dans une alvéole horizontale de déchets
nucléaires.
Le procédé utilisé était le compactage uniaxial dans un
moule métallique rigide, bien adapté pour obtenir à partir
d’une poudre d’argile et de grains de sable un anneau
de grandes dimensions répondant à des spécifications
mécaniques ou dimensionnelles très strictes. Tous les
objets nécessaires au pressage, à la manutention et au
stockage en conteneurs des anneaux ont également été
fabriqués.
L’acquis technique de ce projet européen permet
d’envisager des applications où l’argile gonflante (les
matériaux argileux en général) serait utilisée sous forme
de pièces de construction de grandes dimensions telles
que barrières étanches efficaces en cas d’inondations,
rétention de liquides dangereux, etc.
Contact
Claude Gatabin
CEA/DEN - 01 69 08 31 93
[email protected]
le cea, partenaire
des industriels…
Le CEA collabore chaque année avec une centaine de PME et de grands groupes.
Pourquoi pas vous ?
Types d’interventions
Expertises et conseil, mise à disposition de moyens d’essais et de simulation, transfert de technologies,
recherche en collaboration dans le cadre de partenariats et de laboratoires communs…
thématiques
Génie industriel et matériaux avancés, nouvelles technologies pour la santé,
nouvelles technologies de l’énergie, nouvelles technologies de l’information et de la communication.
iStock
Vous aussi, vous souhaitez faire bénéficier votre entreprise de cette opportunité, contactez-nous :
Email : [email protected]
CEA technologies #87-OCTOBRE|NOVEMBRE 2007  > 11
Piles a combustible
Les microcomposites rEinventent
la fabrication des plaques bipolaires
En associant une formulation originale de poudre composite à une technique de mise en forme par
thermocompression, le CEA réalise des plaques bipolaires innovantes pour les piles à combustible basses
températures (type PEMFC). Outre une excellente conductivité et une bonne résistance mécanique, elles
affichent un design sans défaut et un coût divisé par dix. De plus, leur production est plus rapide que par les
méthodes classiques d’usinage.
Design d’études de moulage des
canaux d’une plaque bipolaire.
en forme. Les formulations microcomposites donnent naissance à
une poudre à mouler, homogène
et facilement transformable à
chaud. Il est possible de mouler les
canaux d’alimentation directement
et en une seule étape, sur les deux
faces de la plaque, à partir de
techniques maîtrisées de plasturgie.
“Le challenge réside alors dans
l’optimisation des paramètres de
mise en œuvre et de moulage afin
d’obtenir un produit fini. On élimine
ainsi l’étape d’usinage.” L’opération
est gagnante sur tous les plans car
les plaques obtenues présentent
des propriétés très intéressantes :
une conductivité électrique
élevée (deux fois supérieure aux
100 S/cm minimum nécessaires), et
une bonne résistance à la température et aux efforts de serrage lors
de l’empilement des plaques dans
les “stacks“. Enfin, contrairement
à l’usinage, la thermocompression
permet d’obtenir un design parfait
des canaux, sans «défaut». Enfin,
parce qu’elle élimine cette phase
d’usinage, la technologie réduit d’au
moins 50% le temps de production
des plaques, dont le coût est également diminué d’un facteur dix.
Vue éclatée d’une pile
à combustible en 3D.
Chez Hélion, fabricants
de piles à combustibles,
les plaques bipolaires
sont empilées pour
former des “stacks”.
A terme, le CEA espère réaliser des
plaques multifonctions en intégrant
directement les joints d’étanchéité
pendant la phase de mise en forme
et en réalisant un post-traitement
hydrophobe de la surface pour
faciliter l’évacuation d’eau. Il
pourrait s’associer à un partenaire
pour finaliser l’industrialisation des
plaques.
* Situées au cœur des piles à combustible, les
plaques bipolaires assurent la conduction
des électrons générés par les réactions électrochimiques, permettent l’alimentation en
gaz et l’évacuation de l’eau et des calories.
Les applications
CEA
R Obtention de plaques
dont les propriétés sont
compatibles avec une
utilisation pour les échanges
de fluides et de gaz dans les
piles à combustible, pour
des applications mobiles ou
stationnaires.
CEA technologies #87-OCTOBRE|NOVEMBRE 2007  > 12
CEA
Pour résister aux conditions
d’acidité, de température et de
pression qui règnent dans les
piles à combustible, les plaques
bipolaires* doivent présenter des
propriétés physico-chimiques
élevées. Pour son partenaire industriel Hélion, le CEA a mis au point un
processus de fabrication de plaques
très novateur.
Le secret réside d’abord dans le choix
du matériau : plutôt que de miser
sur les métaux (oxydables) ou le
graphite (trop poreux et friable), les
chercheurs ont opté pour les matériaux composites. En collaboration
avec un industriel français spécialisé
dans les polymères, ils ont mis au
point une poudre innovante à base
de thermoplastique (pour le liant)
et de carbone (pour la conductivité
électrique). “La technologie microcomposite permet d’augmenter les
taux de carbone tout en conservant
un excellent niveau de processabilité”, explique David Descarsin, du
CEA.
L’originalité de ces plaques tient
par ailleurs à leur mode de mise
CEA
mATé
RIAUX
POINTS FORTS
R Conductivité électrique de
200 S/cm, soit deux fois la
conductivité minimale requise
R Réduction d’environ 50% du
temps de production (une étape
unique de quelques minutes)
R Coûts des plaques divisés
par dix
R Qualité «optimale» des
canaux
R Bonne résistance et
mécanique
R Conductivité thermique
élevée
expert technique
Hervé Galiano
CEA/Saclay - DEN
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