Bilan 2012 - Le portail de l`armement

Transcription

Mission pour la recherche
et l’innovation scientifique
Bilan 2012
D irec tion G énér ale
de l’A rmement
Sommaire
2
2
Mission pourMission
la recherche
l’innovation
scientifique scientifique
• Bilan 2012
pour laetrecherche
et l’innovation
• Bilan 2010
In Memoriam
Thierry Bretheau, 1948-†2012
Conseiller scientifique du délégué général pour l’armement et chef de
la mission pour la recherche et l’innovation scientifique de janvier 2010
à septembre 2012
Directeur de recherche du CNRS et chercheur-enseignant à l’ENSAM
L’an dernier, Thierry signait cet éditorial et avait
supervisé la rédaction du bilan de la MRIS. Emporté
par une maladie douloureuse et fulgurante, il nous a
quittés le 7 septembre 2012. Doté de très grandes qualités humaines, Thierry était un brillant chercheur
dans le domaine des matériaux et savait s’entourer
pour entreprendre les projets qu’il avait à cœur. Son
action au sein de la MRIS fut riche, variée et dynamique. Imaginé par son prédécesseur Bernard
Dubuisson, le club des partenaires académiques de
Défense fut mis en place sous son mandat, ainsi que
le programme ASTRID qui est évoqué dans ce bilan.
Son implication dans la sélection et la supervision des
thèses nous donnait l’occasion d’échanges quotidiens
au contenu professionnel, passionné et humain.
La MRIS est en deuil de son chef et d’un ami. Nos
pensées vont à son épouse Chantal et à ses enfants.
Nous lui dédions ce bilan 2012.
Ecrire l’éditorial d’un bilan dans de telles conditions
nous est douloureux, nous commencerons par
reprendre le début de l’éditorial 2011 de Thierry :
« La MRIS a pour principales missions de :
• renforcer l’action de recherche de la Défense dans le
domaine des sciences et technologies de base ;
• proposer une politique scientifique de la Défense ;
• rénover les synergies avec le monde de la recherche
industrielle et académique ;
• identifier et mobiliser les ressources nécessaires.
Concernant la recherche de base et les technologies
encore en début de maturité (niveau 1 à 4 de l’échelle
TRL(1)) les actions de la MRIS s’inscrivent dans un
continuum de besoin de recherches d’intérêt Défense
avec la perspective d’intégration de celles-ci non seulement dans les systèmes militaires du futur mais
aussi pour des applications civiles lorsqu’il s’agit de
projets à caractère dual.
Dans ses grandes lignes, l’année 2012 se caractérise
par :
• la sélection de 158 nouvelles thèses de doctorat,
financées ou cofinancées par la DGA ;
• la deuxième année du programme ASTRID géré par
l’ANR au profit de la DGA avec 42 nouveaux projets
venant s’ajouter aux 42 de 2011 ;
• le succès permanent du programme RAPID, géré par
la direction générale de la compétitivité de l’industrie et des services du ministère du Redressement
productif ;
• le démarrage des actions au sein du club des partenaires académiques de recherche Défense, qui
compte désormais 5 membres à fin 2012 ;
• le 1er forum de l’innovation DGA du 27 novembre
2012 qui a rassemblé les journées scientifiques et
PME organisées jusqu’ici par la DGA, fort de 1200
participants parmi lesquels 50 % de PME et 30 % de
laboratoires de recherche. Les 3 prix de thèse de la
promotion 2010 ont été remis à cette occasion par le
ministre de la Défense et le délégué général pour
l’armement, en présence du représentant du MESR.
La MRIS développe en conséquence des partenariats
avec la recherche civile académique et industrielle ;
elle assure une veille scientifique permanente, ouvre
des échanges et des partenariats au niveau international, valorise et diffuse les résultats de ses actions au
sein de la DGA sous une forme facilement exploitable
par tous. »
Dans son discours à l’occasion du forum innovation
DGA, le ministre de la Défense a annoncé les grandes
lignes du Pacte Défense PME, parmi lesquelles le renforcement du budget de RAPID dans les années à
venir et la confortation d’ASTRID.
Le document de politique et d’objectifs scientifique
(POS) de la DGA décrit les actions conduites par la
MRIS en matière de soutien à la recherche et à l’innovation. Publié en sa version actuelle pour les années
2010 à 2012, il a fait l’objet lors du forum de l’innovation DGA du 27 novembre 2012 de la publication de la
mise à jour de ses orientations scientifiques 2013.
Vous trouverez le POS et sa mise à jour à l’adresse :
http://www.ixarm.com/-Politique-et-Objectifs-
Nous vous souhaitons une bonne lecture de notre
bilan.
Alain Filipowicz,
chef adjoint de la MRIS
Eric Pleska,
chef adjoint de la MRIS jusqu’au 30 septembre 2012
(1) TRL : Technology Readiness Level, niveau de maturité technologique, échelle allant de 1 à 9, de la recherche
de base au laboratoire jusqu’à la maturité permettant la mise sur le marché d’un produit.
Mission pour la recherche et l’innovation scientifique • Bilan 2012
3
Les chiffres clefs de la MRIS
Personnel
Niveau 1
Niveau 2
Niveau 3
Nombre
19
2
2
Dotation budgétaire
Montant
Formation par la recherche
14,739 M€
Intelligence scientifique et technologique
1,224 M€
Innovation et stimulation des études amont
22,112 M€
Nombre d’études terminées en 2012
Thèses soutenues
Stage pour chercheur confirmé (ERE)
4
Stage post-doctoral
8
Propositions Retenues
Thèse
117
REI
47
Total
176
Taux global
de sélection
Proportion de projets concernant
une priorité du POS
353
158
45 %
90 %
Stage pour chercheur confirmé
7
3
43 %
100 %
Stage post-doctoral
21
13
60 %
100 %
21,4%
75 %
REI
Dispositif arrêté fin 2010
ASTRID
196
42
Financement moyen des contrats REI par type de titulaire
Montant
PME
268 k€
Autres
238 k€
Financement moyen des contrats ASTRID par type de titulaire
Montant
Laboratoires académiques
246 k€
PME
269 k€
Autres
237 k€
Nombre de nouveaux établissements académiques & PME qui font une première proposition ASTRID:
26
70 %
Durée moyenne de la thèse : 39 mois (toutes disciplines confondues)
Taux de thèses co-financées :
Nombre moyen de communications scientifiques acceptées à la fin de l’étude
Thèses : 4
REI : 8,38
Nombre moyen de publications scientifiques acceptées à la fin de l’étude
Thèses : 2
REI : 0,94
Nombre de brevets, marques et logiciels déposés : 16 brevets déclarés par les doctorants ayant soutenus en 2011
~45 %
Proportion de docteurs insérés dans la vie professionnelle (industrie + secteur public) au 31/12/2012
Capitalisation des résultats d’études
4
Thèses (promotion 2008)
79 %
REI
68 %
Les orientations scientifiques 2013
Le document de politique et d’objectifs scientifiques,
le POS, constitue le document de référence pour la
DGA dans le domaine de la recherche scientifique, des
technologies amont et de l’innovation. Il oriente l’effort d’investissement consenti par la Défense sur la
partie basse du spectre de maturité des technologies.
Outil de dialogue avec tous les acteurs civils de la
recherche, grandes entreprises, PME, universités, instituts, écoles, agences, opérateurs de recherche et
autres ministères, il fait connaître les grands thèmes
scientifiques que la Défense souhaite plus particulièrement soutenir, présente les dispositifs d’action que
la DGA met en œuvre pour soutenir cette politique et
ambitionne en retour une mobilisation sur ces thématiques des meilleurs acteurs de la recherche et de
l’innovation. Une grande part de ces thèmes constitue
aussi des priorités fortes de la recherche civile : en se
positionnant dans le début de l’échelle des niveaux de
Domaines
maturité technologique, le POS affiche des thématiques très souvent duales.
Le POS est un document vivant, mis à jour jusqu’ici
tous les deux ans, que les échanges avec la communauté scientifique et industrielle au niveau régional,
national ou international, permettent d’enrichir au fil
du temps. L’année 2012 a été marquée par la continuation de la mise en œuvre de l’édition 2010 couvrant les
priorités de la DGA pour la période 2011-2012. Le
forum de l’innovation a été l’occasion de rendre
publiques les orientations 2013, rappelées ci-dessous
de manière synthétique par domaine scientifique.
Pour plus de détails voir :
http://www.ixarm.com/Le-POS-et-les-domaines
Il est prévu que le POS et le PS R&T (plan stratégique
de recherche et technologie de défense et de sécurité)
fusionnent en un seul de document de politique et
orientations scientifiques et technologiques couvrant
les besoins en TRL de 1 à 7.
Thèmes prioritaires 2013
Ingénierie de l’information • Systèmes hétérogènes communicants
• Traitement de l’information complexe
et robotique
Fluides, structures
Ondes acoustiques
et radioélectriques
• Maitrise des régimes complexes d’écoulements fluides ou réactifs
• Tenue des structures aux sollicitations sévères
• Sources de bruit en acoustique sous-marine
• Systèmes antennaires embarqués et/ou multi-fonctions
• Modélisation des phénomènes de rayonnement, propagation, réflexion, diffusion et diffraction
en milieux complexes et perturbés
• Formes d’ondes et traitements des signaux adaptés aux canaux de propagation
• Nouveaux matériaux pour optimiser le rayonnement des antennes et réduire la SER ou l’écho
sonar des plateformes,
• A nalyse des perturbations induites par les formes d’ondes radioélectriques dans les systèmes
complexes et les milieux biologiques
Nanotechnologies
Photonique
Matériaux, chimie
et énergie
• Nouvelles fonctionnalités pour la protection du combattant :
• Nouveaux composants pour chaines hyperfréquences et communications
• Nouveaux Composants pour l’inertiel
• Intégration de Nano dispositifs
• Technologies innovantes pour la détection de matières dangereuses
• Métamatériaux pour l’optique
• Utilisation des lasers à impulsions brèves
• Matériaux multifonctionnels
• Concepts avancés pour blindage et protection
• Ecoconception, procédés alternatifs durables
• Miniaturisation des techniques de détection de toxiques
• Stockage chimique à haute fiabilité
• Récupération d’énergie renouvelable en environnement non coopératif – nomadicité et nouvelles
sources d’énergie
Biologie
et biotechnologies
• Risques nucléaire, radiologique, biologique et chimique (NRBC)
• Santé du militaire en opérations
• Monitoring des activités cognitives et des interactions des opérateurs
• A mélioration des processus, moyens et usages des interactions Homme-Homme
et Homme-systèmes
Homme & systèmes
• Nouvelles formes de travail individuel et collaboratif dans les grands systèmes socio-techniques
• Les rapports de l’Homme et de l’information complexe
• L es interactions avec les moyens de traitement et d’analyse de grandes masses de données de
type « big data », en lien avec le domaine ingénierie de l’information
• L’interaction avec l’homme, les questions d’usage et les implications en termes de sciences
humaines et sociales
• Océans : Gravimétrie, bathymétrie, géomagnétisme - Circulation et dynamique océanique, Milieux
Environnement
et géosciences
côtiers, Océanographie biologique, Océanographie acoustique, Houle et états de la mer
• Continent : Sols et états de surface, Milieu urbain, Acoustique aérienne
• Atmosphère : Phénomènes atmosphériques locaux, systèmes précipitants et milieux complexes ;
Météorologie et physique de l’atmosphère, environnement spatial
5
Organisation
de la MRIS
Alain Filipowicz, Éric Pleska
Au sein de la DGA, la MRIS est directement
rattachée au directeur de la stratégie (DS). Créée en février 2005, la MRIS est dirigée par le
conseiller scientifique du délégué général pour l’armement.
La MRIS a la structure administrative d’un bureau. Un
groupe et plusieurs sections la composent.
Le groupe « Gestion de la recherche
et de l’innovation » rassemble :
-
L a section « Coopération extérieure » qui
anime :
• les relations scientifiques avec les interlocuteurs
institutionnels et les opérateurs de recherche académique, que ce soit au niveau régional ou national ;
• les relations scientifiques avec les acteurs du
monde industriel, et les interlocuteurs européens
et internationaux hors Europe.
-L
a section « Formation par la recherche » qui
assure :
• le soutien à la formation par la recherche, qu’il
s’agisse de doctorats, de stages post-doctoraux ou
de stages pour des chercheurs confirmés ; • le suivi administratif et financier ainsi que l’évaluation des actions concernées, pilotées par la
MRIS.
-L
a section « Recherche exploratoire et innovation » qui assure :
• le soutien de projets innovants proposés de façon
spontanée, notamment par des laboratoires de
recherche et des petites et moyennes entreprises
(PME) innovantes, seuls ou en partenariats, les
projets de recherche exploratoire et d’innovation
(REI) visant à ouvrir de nouvelles voies de
recherche d’intérêt défense ;
• la responsabilité du programme ASTRID, dont la
gestion est conduite en partenariat avec l’ANR ;
• la stimulation et le développement des capacités
nationales d’innovation au sein du vivier que
constituent les laboratoires de recherche et les
PME innovantes ;
• l’exploration des points durs scientifiques et techniques, et l’identification des ruptures technologiques ou des nouvelles menaces pouvant en
résulter ;
• le suivi administratif et financier ainsi que l’évaluation des actions concernées, pilotées par la
MRIS.
6
-L
a section « Veille, capitalisation, valorisation » qui est chargée de :
• l’organisation de l’évaluation, de la capitalisation,
de la diffusion et de la valorisation des résultats de
recherche et d’innovation internes et externes,
produits par les activités des autres sections ;
• l’organisation de la veille scientifique, en liaison
avec la section « Scientifique ».
-L
e chargé de mission « Valorisation des nanotechnologies » qui est en charge, en liaison avec le
responsable de domaine scientifique (RDS) nanotechnologies, de l’état des lieux de la recherche
scientifique et technologique, des perspectives de
maturité et d’applications à 10-15 ans. Suite au
départ du titulaire du poste début octobre 2012, cette
mission est désormais intégrée au poste du RDS
nanotechnologies.
-L
e chargé de mission « Génomique, biotechnologies et biodéfense » qui est en charge en liaison
avec la RDS biologie et biotechnologie, de l’état des
lieux de la recherche scientifique et technologique,
des perspectives de maturité et d’applications à
10-15 ans.
La section « Scientifique »
comprend 9 domaines scientifiques
- Ingénierie de l’information et robotique (I2R) - Fluides, structures (FS) - Ondes acoustiques et radioélectriques (OAR) - Nanotechnologies (NANO) - Photonique (PHOTON) - Matériaux, chimie et énergie (MCE) - Biologie et biotechnologies (BIO) - Homme & systèmes (H&S) - Environnement et géosciences (EGS)
Mouvements de personnels
L’année 2012 a été marquée par les mouvements de
personnels suivants :
- Pierre Schanne est nommé Conseiller Scientifique et
chef de la MRIS par interim ;
-
Hugues Duchaussoy, responsable du dispositif
ASTRID, est parti à la retraite ;
-P
ascale Girault remplace Christine Couesnon, partie
en retraite, en tant que responsable de la formation
par la recherche ;
- Emmanuelle Guillot-Combe est nommée RDS biologie et biotechnologies en remplacement de Gilles
Vergnaud, nommé chargé de mission « Génomique,
biotechnologies et biodéfense » ;
-
Alain Filipowicz remplace Eric Pleska en tant que
chef adjoint de la mission ;
-
départ à la retraite d’Antoine Joux, en charge des
relations avec la recherche civile, de la veille et de
l’expertise ;
-
départ de Pascal Maigné,
chargé de mission
« Valorisation des nanotechnologies », mis à disposition de l’université Pierre et Marie Curie en tant que
directeur du groupement d’intérêt scientifique
DIAMON ;
- retour au CNRS d’Elisabeth Gibert-Brunet, RDS environnement et géosciences.
Moyens budgétaires
Les ressources budgétaires des études suivies par la
MRIS sont issues des crédits des études amont de la
DGA, en particulier via l’agrégat « Soutien à l’innovation ». La MRIS a la responsabilité de cet agrégat qui
recouvre les deux sous-agrégats « Politique scientifique » et « Soutien à l’innovation industrielle duale »
respectivement pilotés par la MRIS et le S2IE.
En 2012, trois programmes d’études amont (PEA) rattachés au sous-agrégat « Politique scientifique » ont
alimenté les ressources de la MRIS à hauteur de
38 075 M€, répartis comme suit :
- Formation par la recherche : 14,739 M€ ;
- Intelligence scientifique et technologique : 1,224 M€ ;
-
Innovation et stimulation des études amont :
22,112 M€.
On peut noter que le PEA « Innovation et stimulation
des études amont » concourt également à alimenter la
mission pour l’innovation participative (MIP) à hauteur de 1,7 M€, qui accompagne les innovateurs du
ministère de la Défense dans la réalisation de leurs
projets innovants.
A cette dotation, il convient de rajouter l’effet de levier
obtenu par le biais des différents accords de partenariats établis entre la DGA et ses partenaires (ANR,
CNRS et autres organismes de recherche) ainsi que les
organismes sous tutelle (ONERA, ISL, écoles DGA).
Organigramme de la MRIS au 31 décembre 2012
Marie-Christine Pilard
Logistique & finances
Brigitte Hervé
Secrétariat
Pierre Schanne par interim
Conseiller scientifique du
délégué général pour l’armement
et chef de la MRIS
Section scientifique
Groupe gestion de la recherche et de l’innovation
Section coopération
extérieure
Section recherche
exploratoire et innovation
Xavier Truel
Partenariats recherche
Louis de Chantérac
Manager des dispositifs ASTRID et REI
Gilles Brault
Coopération, industrie, Europe, et
international
François Gervon
Adjoint aux managers ASTRID et REI
Section veille, capitalisation,
valorisation
W
Capitalisation, information, documentation
Edouard Geoffrois
Responsable de la valorisation scientifique
et des programmes duaux STIC
Fabrice Debbasch
Veille scientifique en physique
et mathématiques appliquées
Section formation
par la recherche
Pascale Girault
Responsable des actions
Yannick Jeanne-Rose
Gestion et valorisation des actions
Sylviane Roussel
Suivi des doctorants DGA
Chargé de mission génomique,
biotechnologies et biodéfense
Gilles Vergnaud
Alain Filipowicz
Chef adjoint de la MRIS
Ingénierie de l’Information et robotique
Véronique Serfaty & Eva Crück
Fluides, structures
Yann Doutreleau (ENSTA Bretagne)
Ondes acoustiques et radioélectriques
Philippe Pouliguen
Nanotechnologies
Rose-Marie (Capella) Sauvage
Photonique
Philippe Adam
Matériaux, chimie et énergie
Bruno Mortaigne & Eric Lafontaine
Biologie et biotechnologies
Emmanuelle Guillot-Combe
Homme et systèmes
Didier Bazalgette
Environnement et géosciences
Elisabeth Gibert-Brunet
(jusqu’à août 2012)
7
Relations partenariales
Xavier Truel & Gilles Brault
Le caractère dual de la recherche et technologie (R&T) de base conduit la DGA à rechercher
une synergie optimale avec les partenaires institutionnels et les opérateurs de recherche
civils, académiques et industriels, que ce soit au niveau national comme au niveau international.
La coopération internationale permet d’élargir le champ d’investigation des technologies innovantes, de partager les risques et de réduire les coûts. C’est aussi un moyen d’apporter un
soutien à la politique d’exportation de la défense.
Au plan national
Les relations partenariales au niveau national qu’entretient la Défense concernent essentiellement les
ministères et agences d’une part, et les grands organismes de recherche d’autre part, principaux acteurs
de la recherche civile et ayant une bonne vision stratégique de la recherche civile.
L’évolution dynamique du paysage de la recherche
français avec la loi sur la réforme et l’autonomie des
universités en 2007 et, plus récemment, le programme
investissements d’avenir (2009-2012), a conduit à
l’émergence de futurs leaders de la recherche nationale (pôles de recherche et d’enseignement supérieur,
initiatives d’excellence, laboratoires d’excellence) et
avec lesquels il sera essentiel de coopérer de manière
durable.
Le Club des partenaires académiques de recherche
Défense, créé par la DGA en 2011 s’inscrit résolument
dans cet objectif.
Ministère de l’Enseignement supérieur
et de la recherche (MESR)
Le partenariat avec le MESR se traduit
par un partage de vision stratégique du
paysage français de la recherche. 2012 a
été à ce titre une année charnière avec la
tenue par le MESR des assises de l’enseignement supérieur et de la recherche,
auxquelles la DGA a contribué activement en répondant à la consultation nationale (http://
www.assises-esr.fr/var/assises/storage/original/
application/b02c292414c75d326eec716f813ee6ff.pdf).
Par ailleurs, la DGA participe aux groupes de concertation transversaux « Europe » (GCTE) pour les débats
européens sur H2020 et « international » (GCTI). Le
MESR a notamment finalisé son rapport sur l’Inde et
sur 4 pays développés d’Asie (Corée Sud, Taiwan,
Singapour et Japon) et proposé un plan d’orientations
stratégiques (POS). La DGA participe aujourd’hui au
comité de suivi sur la Chine, permettant d’évaluer la
mise en œuvre du plan d’orientations stratégiques.
Agence nationale de la recherche (ANR)
La DGA coopère avec l’ANR depuis sa
création en 2005 et les relations entre
les deux organismes ont été formalisées par la signature d’un accord général de coopération le 10 novembre 2010. La principale
action mise en place à l’ANR est le programme
ASTRID (voir le chapitre correspondant), dont les deux
8
premières éditions en 2011 et 2012 ont rencontré un vif
succès et permis de financer chaque année plus de 40
projets pour un montant total de 12 M€.
La DGA intervient également dans le reste de la programmation ANR en raison du caractère dual de certaines recherches civiles. Elle participe ainsi à la programmation triannuelle de l’ANR (réponse à une
consultation épistolaire), fait participer ses experts à
des comités de pilotage de programmes ANR potentiellement duaux (action de veille technologique), et
cofinance les plus importants d’entre eux afin de pouvoir en suivre certains projets. En 2012, 5 programmes
civils de l’ANR ont été cofinancés par la DGA, pour un
montant global de 6,8 M€.
Organismes de recherche
La DGA a signé des accords de coopération
avec de nombreux organismes publics
dédiés à la recherche ou ayant une activité
de recherche significative. Avec le CNRS et
l’INRIA, la DGA a conclu des accords centrés autour d’échanges scientifiques, d’expertise et de
mise en commun de moyens financiers autour de
projets de recherche partagés. Avec le CNES et le CEA,
les accords en matière de recherche sont rattachés à
des accords de coopération plus globaux car les activités de ces organismes intéressant la DGA ne se
limitent pas aux seuls aspects recherche. Dans tous
les cas, la coopération en matière de recherche se
matérialise par des cofinancements de thèses, les 4
organismes précités étant les 4 premiers cofinanceurs
pour les thèses DGA (voir le chapitre « formation par
la recherche »).
Le CEA est un acteur incontournable dans
de nombreux domaines scientifiques et
technologiques (énergie mais aussi nanotechnologies, matériaux, sciences du
vivant…) et la recherche partenariale avec le CEA est
particulièrement intense car elle est soutenue financièrement par deux programmes LOLF, le P144 pour
la recherche spécifique Défense et le P191 pour la
recherche duale. Les travaux ont été restitués en 2012
au travers de deux journées scientifiques, l’une
consacrée aux thèses cofinancées par la DGA sur le
P144 et l’autre aux recherches duales financées par le
P191 et au cours de laquelle le CEA a présenté parmi
l’ensemble de ses recherches une sélection de projets
intéressant plus particulièrement la Défense. Ces
actions ont été complétées par des échanges scientifiques et des visites de laboratoires au fil de l’année.
Club des partenaires académiques de recherche
défense
Suite à l’annonce en 2010 de sa volonté de mettre en
place le Club des partenaires académiques de
recherche Défense, la DGA a proposé à des établissements candidats un projet d’accord type permettant
d’adhérer au Club.
Le partenariat établi selon les termes de l’accord vise
à développer et amplifier les coopérations scientifiques et technologiques en facilitant le dialogue,
l’échange scientifique ou de personnels, l’expertise ou
le montage de projets communs et leur suivi, la formation des étudiants vers des compétences scientifiques intéressant la DGA.
Le Club Défense a enregistré en 2011 ses 3 premiers
adhérents, l’université Pierre & Marie Curie (UPMC Paris 6), l’université européenne de Bretagne (UEB), et
un groupement de 4 écoles de ParisTech (Polytechnique,
ENSTA, Télécom et l’Institut d’optique graduate
school). En 2012, deux nouveaux partenaires ont
rejoint le Club, le PRES Lille (signature le 4 août 2012)
et le PRES Toulouse (signature le 15 novembre 2012),
portant le nombre des adhérents à cinq.
Au plan opérationnel, le Club a tenu sa réunion de
lancement le 15 mars 2012 et initié des contacts scientifiques qui ont contribué aux orientations scientifiques 2013 de la MRIS et permis d’établir une liste
commune de sujets pour des groupes de réflexion
prospective.
Association nationale de la recherche et de la
technologie (ANRT)
La DGA et l’ANRT ont signé en 2009 une
convention-cadre pour la mise en place
d’allocations CIFRE-Défense. Calqué sur
le système CIFRE, ce nouveau dispositif
a permis le financement de 49 thèses
chez des industriels depuis sa création,
dont 11 en 2012.
Ecoles sous tutelle
La MRIS subventionne des projets de recherche portés
par les laboratoires des quatre écoles d’ingénieurs
sous tutelle DGA (Polytechnique, Ensta ParisTech,
Ensta Bretagne, ISAE). Les conventions de recherche
avec les écoles qui arrivaient à échéance en 2012 ont
toutes été renouvelées pour une durée de 3 ans, permettant ainsi en 2012 de sélectionner 40 projets de
recherche pour un montant d’un peu plus de 2 M€.
Organismes sous tutelle
La MRIS représente la DGA aux instances d’orientations ou décisionnelles de nombreux organismes,
notamment l’ONERA et l’ISL.
La plupart des responsables de domaine scientifique
de la MRIS ont assisté aux journées programmes de
l’ONERA ainsi qu’à ses journées doctorants.
La MRIS a assuré la co-présidence française des
114ème, 115ème et 116ème du Conseil consultatif des
recherches et études (CCRE) de l’ISL avec notamment
l’examen des projets d’investissements supérieurs à
50 k€ entre 2012 et 2017 et du programme des
recherches 2013. Le 116ème CCRE a également permis
la rédaction d’un Common Need Paper exprimant les
besoins défense des tutelles française et allemande. A
ce titre, la MRIS a participé au 151ème et au 152ème
conseil d’administration de l’ISL.
Observatoire des Sciences et Techniques (OST)
La MRIS représente le ministère de la
Défense au conseil d’administration
de l’Observatoire des sciences et des
techniques (OST).
La DGA a passé une deuxième convention avec l’OST
pour optimiser les nomenclatures scientifiques utilisées pour la bibliométrie. Cette optimisation permettra d’aboutir à une évaluation comparée des capacités
scientifiques de 10 pays dont la France. Cette activité
de l’OST s’inscrit dans une collaboration entre la DGA
et la DGRI du MESR ; chaque ministère se répartit les
domaines techniques : les STIC et les matériaux pour
la défense, la santé et l’environnement pour la
recherche.
Secrétariat général aux affaires européennes
(SGAE)
La DGA (SASF/QIS) est un des interlocuteurs, avec la
DAJ, du SGAE pour les affaires européennes et notamment pour la préparation du programme H2020, la
MRIS coopère fortement à cette action. La DGA a en
particulier appuyé pour le maintien d’un volet sécurité
à part entière finalement retenu comme 7ème défi du
3ème pilier par la commission européenne.
Délégation aux affaires stratégiques (DAS)
La MRIS est régulièrement sollicitée sur le volet
recherche par la DAS pour des analyses sur certains
pays. Des contacts ont été pris pour la Russie sans
suite pour le moment.
Relations avec le monde économique
Le groupe de travail DGA-CIDEF-GIFAS
permet d’échanger avec l’industrie notamment sur les technologies innovantes. Ce
groupe entretient une liste d’une quarantaine de technologies de rupture. Des
ateliers sont prévus sur des thématiques
particulières à partir de 2013 : SSI, nanotechnologies, laser THz et fusion de données.
La MRIS s’est fortement investie à l’instruction et à la
sélection des propositions issues des 13ème et 14ème
appels à projets des fonds unique interministériel
(FUI) des pôles de compétitivité. La DGA suit, en tant
que chef de file ou associé, 41 projets sélectionnés en
2012. Un bilan complet est restitué dans le zoom (page
suivante).
La MRIS poursuit ses évaluations mensuelles des projets RAPID. Sur 58 projets sélectionnés dans les comités de janvier à novembre 2012, la répartition (en
nombre) par pôle technique et par domaine scientifique est donnée page suivante.
Au plan international
Pour la recherche en coopération européenne, la
MRIS entretient un partenariat avec l’Agence européenne de défense (lancement d’un deuxième programme ICET), s’implique dans le volet sécurité du
programme coopération du 7ème PCRD. La DGA souhaite s’impliquer plus largement dans le futur programme européen (Horizon 2020) pour tout ce qui
relève de la recherche duale.
La coopération internationale s’appuie également sur
de nombreux accords bilatéraux, permettant de créer
9
et maintenir des liens avec certains
pays. Tout particulièrement avec le
Royaume-Uni, la DGA a signé un accord
de coopération sur les thèses le 11 juillet
2011 sur une période de validité de 9 ans,
correspondant à quatre cycles de thèses.
Ce programme sur les thèses est l’une
des 10 priorités du volet R&T inscrit au
traité
de
Lancaster
House
de
novembre 2010.
RAPID 2012
SSI 3,4%
SHP 3,4%
TEC 5,2%
ASA 10,3%
SDS 3,4%
MCM 17,2%
OAR 5,2%
NANO 1,7%
PHOTON 6,9%
MRIS 25,9%
MCE 5,2%
BIO 3,4%
H&S 3,4%
CGN 10,3%
Agence européenne de défense (AED)
La France participe à la nouvelle initiative ICET2 (Innovative Concept and
Emerging Technologies) de l’AED
avec sept autres pays : l’Autriche,
l’Allemagne,
l’Italie,
le
Luxembourg, les Pays-Bas, la
Pologne et la Suède. L’arrangement
de programme a été signé et l’appel
à projets unique a été lancé début 2013.
Huit thématiques ont été retenues :
- les systèmes basés sur l’intelligence artificielle pour la fusion des données et de
l’information ;
- les nouveaux concepts « hommes & systèmes » pour le travail coopératif ;
- les technologies de stockage d’énergie ;
-
la criminologie – applications à la
menace du bioterrorisme – filière de la
preuve en microbiologie ;
- la capacité de restitution d’énergie pour
le système combattant et pour les
réseaux de capteurs ;
- les contrôles actifs pour l’écoulement et
le mélange des gaz ;
- l’environnement spatial;
-
la vérification et la validation des systèmes distribuées mixtes analogiques et
numériques.
ASN 8,6%
Fonds Unique Interministériel (FUI)
des pôles de compétitivité
Le dispositif FUI a lancé deux appels à projets n°13 et n°14. Sur 307
projets évalués, la DGA a instruit 98 projets dont 25 comme chef de
file. Sur 141 projets sélectionnés la DGA en suit 41 dont 18 comme chef
de file.
En terme de retour sur investissement, l’ensemble des projets suivis par
la DGA en 2012 représente un budget d’aides publiques de 68M€ (pour
13M€ investis).
La répartition par pôle technique et par domaine scientifique est donnée ci-dessous pour les 41 projets suivis par la DGA.
Répartition (nombre de projets-CF + Ass) par pôle technique
ou domaine scientifique pour l’année 2012
Architecture
Systèmes
Aéronautiques
Capteurs et
Navigation
Systèmes
de systèmes
MRIS
Sécurité des
Systèmes
et de l’information
Architecture
des Systèmes C3R
MC “matériaux”
Architecture
Systèmes Terrestres
Architecture
des Systèmes Navals
Letter Of Intent (LOI)
La DGA poursuit sa participation au
groupe sur les technologies de rupture
(Disruptive Technology Group - DTG)
sous l’égide du groupe des directeurs de
recherche (GRD) de la LoI. Sous présidence suédoise, le groupe a finalisé l’analyse de 5 technologies de rupture et proposé 7 nouvelles idées de technologies de
rupture.
ASC 8,6%
AST 3,4%
Sciences de
l’Homme et Protection
MC “composants”
Télécommunications
Les principaux pôles d’intérêt DGA pour 2012 sont :
- AEROSPACE VALLEY, ASTECH, PEGASE et MINALOGIC avec 4 projets
chacun
- SYSTEMATIC avec 3 projets chacun
- MER PACA, MOVEO, MEDICEN et VIAMECA avec 2 projets chacun
- 14 autres pôles avec 1 projet chacun.
Royaume-Uni
La coopération sur les thèses a finalisé
son deuxième cycle avec la notification de 9 thèses dont 4 en France et 5
au Royaume-Uni, soit un total de 14
thèses sur les deux premières années.
Chaque thèse s’effectue sous la cotutelle d’un laboratoire français et d’un
laboratoire du Royaume-Uni et sous le
parrainage d’un binôme DGA/DSTL (Defence Science
and Technology Laboratory). Les deux pays ont déjà
pris en compte cet outil dans leur stratégie respective.
10
Etats-Unis
Poursuite de l’analyse sur des coopérations en recherche à bas TRL à partir
des outils de thèses et stages postdoctoraux à l’étranger sur des sujets
d’intérêt commun. Des échanges ont
eu lieu avec l’université du Nouveau Mexique sur des
thématiques prioritaires harmonisées entre la DGA et
l’AIR Force. Des tentatives de cofinancement de thèses
n’ont pour le moment pas abouti.
Actions nouvelles en 2012. Travaux prospectifs en
cours
Suite à l’annonce du Pacte Défense PME par le
Ministre de la Défense au forum DGA Innovation le 27
novembre 2012, la DGA va lancer à l’ANR un programme complémentaire à ASTRID, dénommé
ASTRID maturation. Le but de ce nouveau programme sera de faire valoriser par des PME les
recherches les plus intéressantes issues de l’ancien
dispositif REI, et ultérieurement d’ASTRID quand les
premiers projets seront terminés. ASTRID Maturation
fait l’objet d’un appel à projets séparé d’ASTRID, dont
le lancement a eu lieu en mars 2013.
Le Club des partenaires académiques de
recherche défense compte 5 membres fin 2012. La
DGA envisage une implication dans le Club du CNRS
qui est actuellement négociée dans le cadre du renouvellement de l’accord général de coopération DGA/
CNRS qui arrive à terme début 2013.
A l’occasion du 2ème séminaire Fr-UK en R&T et
après échanges de leurs priorités respectives, les deux
pays ont décidé d’analyser des coopérations scientifiques sur les thématiques « homme & système » et
« biologie ». La stratégie d’acquisition s’oriente vers un
transfert d’exécution par des agences civiles de la
recherche (ANR en France).
Dans le cadre de l’AFDRG, la DGA a présenté les
résultats de la collaboration avec l’ANR sur le défi
CAROTTE (robot terrestre) et proposé au DSTL d’être
associé au prochain défi qu’elle prépare sur un robot
naval. Le DSTL qui soutient ce type d’activités au sein
du CDE (Centre for Defence Enterprise) s’est montré
intéressé pour coopérer.
La DGA a finalisé un document stratégique sur le
H2020 où elle définit les thématiques potentiellement
d’intérêt pour la défense à suivre en priorité (sécurité,
transport, énergie, les technologies de l’information et
de la communication et les technologies spatiales) ou
a minima (la santé, l’environnement, les matières premières et les terres rares, les nanotechnologies et les
biotechnologies) dans le programme européen.
En complément d’une analyse de coopérations scientifiques (hors défense) entre universités effectuée pour
le Royaume-Uni l’année dernière, la MRIS a finalisé
une liste de coopérations entre les laboratoires français et des laboratoires allemands, américains, brésiliens et indiens. L’enquête a été effectuée auprès d’un
réseau d’environ 600 directeurs de thèses ayant eu ou
ayant encore des contacts avec la DGA.
Exemples de partenariats : les programmes duaux en STIC
Le domaine des STIC et plus particulièrement
celui du traitement de l’information fait l’objet de
nombreux travaux qui nécessitent, pour être efficaces, une coordination globale. Ces travaux font appel
de manière sans cesse croissante à des corpus de données pour l’apprentissage, le développement et l’évaluation des modèles, et il convient de mutualiser autant que
possible la production de tels corpus. De plus, les expérimentations relatives à un même objectif de recherche
doivent être réalisées de manière synchrone pour être
comparables, sous forme de campagnes impliquant
l’ensemble de la communauté scientifique travaillant sur
cet objectif de recherche.
En 2012, la MRIS a notamment été active dans la coordination de deux programmes importants, CHIST-ERA et
Quaero, qui représentent ensemble environ 30 M€ d’aide
annuelle. Le premier se concentre sur les bas TRL mais
couvre l’ensemble du domaine des STIC et est particulièrement international, et le second couvre l’ensemble de
la chaîne de transfert technologique en se focalisant sur
le traitement de l’information et s’appuie sur un consortium franco-allemand très intégré. Ces deux programmes
sont comparés dans le tableau de la page suivante et
décrits plus en détails dans la section dédiée au domaine
scientifique Ingénierie de l’information et robotique (I2R).
Le programme CHIST-ERA
CHIST-ERA est un programme conjoint de plusieurs
agences de financement de la recherche en Europe qui,
avec le soutien de la Commission Européenne, élaborent
une stratégie commune et financent ensemble des pro-
jets de recherche. Son périmètre scientifique très large,
l’ensemble des STIC, correspond à celui de l’unité de la
Commission qui le soutient, à savoir l’unité « Future and
Emerging Technologies » (FET) de la Direction générale
« Société de l’information et médias ». Le programme est
coordonné par l’ANR, par un personnel de la MRIS dans
le cadre d’un partenariat DGA-ANR. En 2012, le consortium des agences s’est étendu de 12 à 14 membres, signe
de l’intérêt du programme. Chaque année ces agences
lancent un appel à projet transnational sur deux sujets
ciblés au sein du domaine des STIC. L’appel lancé en
octobre 2012 porte sur les interfaces utilisateur intelligentes (« Intelligent User Interfaces ») et sur les réseaux
de communication adaptatifs en fonction du contenu
transporté et du contexte (« Context- and Content-aware
Communication Networks »). Une conférence réunissant
pendant deux jours une cinquantaine d’acteurs scientifiques représentatifs de chacune des deux communautés
a été organisée pour définir précisément le contour de
l’appel. Le montant d’aide prévu est de 10 M€ réparti sur
les 11 pays participants, ce qui correspond au montant
d’aide effectif pour les précédents appels.
Le programme CHIST-ERA est le seul ERA-NET lançant
des appels à projet dans le domaine STIC. Il représente
ainsi l’interface principale entre les états membres et
l’unité FET de la Commission. Dans la perspective d’Horizon 2020, cette unité a lancé un nouveau programme «
FET Flagships » pour soutenir deux grands projets fédérateurs qui représenteront de l’ordre d’un milliard d’euros
sur les 10 ans à venir. Fin 2012, les agences participant à
CHIST-ERA ont lancé l’élaboration d’un nouvel ERA-NET, à
Suite page suivante
11
nouveau sous la coordination de l’ANR, pour fédérer les
efforts nationaux avec ceux financés par la Commission
dans le cadre des Flagships.
35 démonstrateurs d’applications et 30 brevets, et les
membres du consortium ont obtenu plus de 25 distinctions
académiques et industrielles.
Le programme Quaero
La campagne REPERE
La campagne REPERE est une campagne d’évaluation
Quaero est un programme de recherche et d’innovation
annuelle sur la reconnaissance de personnes dans des
sur le traitement automatique des contenus multimédias,
émissions audio-visuelles initiée en 2011 par la DGA en
thématique qui correspond à la priorité « Traitement
partenariat avec l’ANR. La DGA finance l’infrastructure
sémantique de l’information » du domaine I2R. Il est
d’évaluation, portée par le Laboratoire national de métrofinancé par OSEO à hauteur d’environ 20 M€ d’aide
logie et d’essais (LNE), et l’ANR finance les équipes de
annuelle sur la période 2008-2013, soit une aide totale de
recherche dans le cadre de son programme « Contenus et
près de 100 M€ et un budget total d’environ 200 M€ en
Interactions ». Un objectif novateur de cette campagne est
incluant le financement apporté par les membres du
d’intégrer des travaux conduits habituellement séparéconsortium. Le programme réunit une trentaine d’acteurs
ment sur les différentes modalités qui concourrent à la
français et allemands. La MRIS en assure la coordination
reconnaissance de personnes dans des vidéos : recontechnique. Il couvre un large spectre de technologies du
naissance du locuteur, de visages, d’entités nommées
traitement sémantique de l’information (traitement et tradans un flux de parole, et d’entités nommées dans les
duction du langage écrit et oral, traitement de la musique,
textes incrustés dans l’image. En 2012 a eu lieu le test à
de documents scannés, d’images fixes et animées, fusion
blanc qui a permis de valider les protocoles de test ainsi
multimédia, indexation et recherche de documents) et
que la préparation des corpus et le développement des
d’applications correspondantes (navigation dans les
systèmes en prévision du premier test officiel prévu en
contenus multimédias, veille média, télévision interactive,
2013.
livres électroniques, etc.), en veillant tout particulièrement
au dialogue entre ces technologies et ces applications et à CHIST-ERA
Quaero
la couverture de l’ensemble Action de coordination entre
Programme de recherche et d’inde la chaîne de transfert Type
de
programme
agences
de
financement
de
la
novation franco-allemand, soutenu
technologique. Ce dialogue
recherche européennes (ERApar OSEO dans le cadre du pros’appuie sur le partage de
NET) pour lancer des appels à
gramme d’innovation stratégique
données représentatives des
projets transnationaux, souteindustrielle (ISI) et piloté par
applications visées et sur
nue par la Commission euroTechnicolor
l’évaluation objective des
péenne et piloté par l’ANR
technologies sur ces donCoordination par un personnel
Direction technique du programme
nées, sous la coordination de Rôle de la DGA
MRIS mis pour emploi à l’ANR
la MRIS. En 2012, une cinquantaine de technologies Montant d’aide annuel 10 M€
20 M€
élémentaires ont fait l’objet
Pays impliqués
FR (coordinateur), AT, BE, DE,
FR (coordinateur), DE
de telles évaluations avec des
ES, IE, IT, LU, LV, PO, RO, CH,
progrès parfois très significaTU, UK
tifs et de nouveaux démonsDeux thématiques nouvelles
Traitement automatique des contetrateurs d’applications ont été Périmètre
choisies chaque année au sein
nus multimédias et multilingues
développés. En cumulé, le
du domaine STIC
programme a permis de proAmont (TRL 1-5)
Ensemble de la chaîne de transfert
duire plus de 700 publications, Niveaux TRL
technologique (TRL 1-9)
75 modules technologiques,
12
Formation par la recherche
Christine Couesnon & Pascal Girault
Les actions soutenues par la section « formation par la recherche » font partie des outils
de mise en œuvre de la politique de recherche de la DGA. Ces actions consistent à financer
des allocations de thèses et des stages post doctoraux à de jeunes chercheurs ; des financements en nombre plus limités sont également mis en place pour des stages d’études et de
recherches à l’étranger pour les chercheurs confirmés.
Les thématiques des travaux réalisés grâce à ce soutien financier doivent s’inscrire dans
les orientations définies chaque année par les responsables de domaines scientifiques. Ces
recherches contribuent à la veille scientifique, renforcent les liens avec la communauté académique nationale et internationale et permettent de sensibiliser les jeunes chercheurs,
futurs cadres de la nation, aux problématiques de Défense. Par ailleurs, le suivi scientifique
de ces travaux contribue à développer la compétence et l’expertise technique de la DGA.
Actions 2012
Répartition thématique des thèses 2012 :
Propositions (cercle extérieur) - Sélection (cercle intérieur)
Thèses
25
Au cours de la campagne 2012,
● Biologie et biotechnologies - BIO
56
19 8
353 dossiers de demandes de
● Ingénierie de l’information et robotique - I2R
37
9
financement d’allocation de
● Photonique - PHOTON
34
11
bourses de thèses ont été dépo● Ondes acoustiques et radioélectriques - OAR
sés et expertisés en collabora22 58
15
● Environnement et géosciences - EGS
158 thèses
tion avec le CNRS ; 158 thèses
29
● Fluides, structures - FS
ont été retenues, soit un taux de
16
● Nanotechnologies - NANO
21
sélection d’environ 45%. Si le
31 16 17
● Matériaux, chimie et énergie - MCE
nombre de propositions de tra37
vaux est sensiblement le même
● Homme & Systèmes - H&S
33 31
qu’en 2011 (333 dossiers dépo● Sciences humaines et sociales - SHS
sés pour 158 thèses acceptées),
on note toutefois une augmentation du nombre de dossiers en
Répartition par domaine scientifique
biologie, en photonique et en
environnement&géosciences et
des thèses cofinancées en 2012
une baisse notable des dossiers
● Thèses financées 100 % DGA
● Thèses cofinancées
déposés dans le secteur des
25
matériaux. En outre, le taux de
65%
68%
86%
sélection des domaines I2R et
20
88%
matériaux (respectivement 38
75%
69%
93%
15
15
15
et 32 %) s’est avéré inférieur aux
73%
18
%
années précédentes, condui11
10
22
12
15
25%
14
2
sant à la répartition des bourses
8
2
12
5
8
présentée ci-après.
7
7
6
5
4
3
3
1
En terme de répartition géogra2
0
phique, 42% des travaux seront
BIO
EGS
FS
H&S
I2R
MCE NANO OAR PHOTON SHS
effectués à Paris et en région
parisienne ; les principales
2011, 127 thèses soit 80 % en cofinancement, en 2010
autres régions qui accueilleront des doctorants DGA
103 thèses soit 64 % en cofinancement et en 2009
sont les régions Rhône Alpes (14), PACA (12), Midi
53 thèses soit 37 % en cofinancement.
Pyrénées (12) et Bretagne (11).
La répartition des thèses cofinancées par domaine
Comme en 2011, une large part de ces thèses sont
scientifique (figure ci-dessus) ; on note une très forte
engagées en cofinancement, confirmant l’inflexion
proportion de cofinancement pour le domaine nanoprise depuis depuis quelques années : 112 thèses
technnologie, inversement des proportions assez
cofinancées en 2012, soit 70 % de la sélection; ces
faibles pour les domaines homme&systèmes et SHS.
chiffres sont à comparer aux thèses sélectionnées en
13
Organismes cofinanceurs de bourses de thèses en 2012
2
4
5
2
2
1
1
22
6
17
11
15
13
● CNRS
● Universités, labos, écoles
● CEA
● Régions
● ONERA
● CIFRE-Défense
● CNES
● INRIA
● ISL
●X
● Météo France
● INSERM
● Institur Pasteur
● ENSTA
Thèses en cotutelle franco-britannique
DS
Sujet
Lieu
Organisme
BIO
Design, Synthesis and Biological
Evaluation of Novel Reactivators
of Poisoned
Strasbourg University de Strasbourg
Southampton (CNRS)
University of
Southampton
BIO
New method for microbial analysis
through the combined use of
synthetic biology and microfluidics
technology
Evry
London
University of Evry
University College of
London
SHS
L’institutionnalisation de la
coopération franco-britannique de
défense : sociologie des acteurs et
pratiques
Paris
London
IEP
King’s College
SHS
Digital narratives of division : memory and power in the formation and
fluctuation of perception and identity, leading to radical violence in
Europe
Paris
London
University of Paris
Descartes
University of East London
38 % des cofinancements sont établis en collaboration avec le monde académique et 30 % avec les
grands organismes tels que le CEA, l’ONERA, l’ISL et
l’INRIA ; par rapport à 2011, le poids respectifs de l’un
et de l’autre s’est inversé respectivement 27 % et
33 %. Les deux autres partenaires traditionnels de la
DGA, en la matière sont le CNES et les régions. La
répartition des organismes cofinanceurs pour 2012
est donnée de façon complète ci-dessous, exprimée
en nombre de thèses.
Des partenariats sont mis en place pour assurer la
contractualisation de ces allocations partagées:
CNRS, CEA, lNRIA, ONERA, ISL et ANRT; en ce qui
concerne l’ANRT, le dispositif CIFRE-Défense a bénéficié en 2012 aux industriels suivants : CASSIDIAN,
COMAT, DCNS (2), HERAKLES, IXBLUE, MicroDB,
NETHEOS, TDF SAS, TUS, THALES Com. Pour les
autres partenaires, les cofinancements sont contractualisés avec des conventions individuelles.
L’année 2011 avait été marquée par l’entrée en
vigueur d’un arrangement technique franco-britannique qui permet de mettre en place des thèses en
cotutelle à hauteur de cinq sujets financés par an par
chacune des deux nations. Aux cinq sujets sélectionnés côté français en 2011, se sont ajoutés en 2012, les
14
sujets figurant dans le tableau
ci-contre ; une démission intervenue après la réunion de
concertation franco-britannique
ayant ramené à quatre le nombre
de thèses retenues.
Stages post-doctoraux
Les candidatures à des stages
post doctoraux se font selon un
appel d’offre basé sur les mêmes
thématiques que les thèses de
doctorat. 21 dossiers de candidature ont été déposés en 2012 et
13 retenus in fine, soit un taux de
sélection de 60 %. Le domaine
photonique qui n’était pas représenté en 2011, a fait 4 propositions dont 3 ont été acceptées.
Quatre post-doc se dérouleront
en France, 3 en Europe et 6 en
Amérique du Nord.
Stages d’études et de recherches à l’étranger
Pour cette année sept dossiers de
candidature ont été déposés par
des chercheurs de haut niveau
ingénieurs de recherche : 1 ingénieur-chercheur CEA, 2 maîtres
de conférence (Télécom Paris
Tech et ENSICA), 2 professeurs
(université de Montpellier et
ENSCPB), 1 chargé de recherche
(Institut Néel) et 1 enseignantchercheur (ISAE). Trois candidatures ont été retenues sur les
thématiques (voir tableau page
suivante).
Animation des doctorants
Une journée d’intégration à l’intention des nouveaux
doctorants a été organisée le 6 février 2012 à l’ENSTA.
Elle a ressemblé 171 participants dont 143 doctorants
incluant 4 Officiers du corps de l’armement option
Recherche. Les 5 premiers étudiants français et britanniques y ont participé, accompagnés de leurs
tuteurs et du responsable des thèses britanniques du
DSTL. Une courte présentation a été faite de cette
coopération en séance plénière le matin. L’après-midi
était consacré à des ateliers par domaine scientifique
pour une première prise de contact entre les nouveaux
doctorants et leur tuteur.
Une audition des doctorants de 2ème et 3ème années de
thèse en sciences humaines et sociales (SHS) a été
organisée le 16 avril au Centre Alexandre Koyré du
CNRS en présence d’un expert du CNRS, Isabelle
Sourbès-Verger, de la MRIS et d’un représentant de
l’IRSEM. La journée a été très fructueuse et l’occasion
de nombreux échanges d’intérêt défense.
Une audition des doctorants CEA a été organisée à
Saclay pour les doctorants de 2ème et 3ème années,
occasion d’une présentation commune de l’avance-
ment des travaux en présence du directeur de thèse et
des tuteurs DGA.
Soutenances et après thèses
Sélection des bourses post doctorales
Propositions : cercle extérieur Sélections : cercle intérieur
Pour l’année 2012, le nombre de thèses soutenues est
de 117. Pour l’année 2011, 119 thèses ont été soute1
3
nues : 1 par un doctorant nommé en 2009, 80 par des
● BIO
2
doctorants nommés en 2008 et 38 par des doctorants
4 3
● EGS
nommés en 2007 auxquelles s’ajoutent 10 thèses
2
● FS
engagées entre 2003 et 2006. Pour l’ensemble de ces
● H&S
doctorants la durée moyenne de la thèse est de
2
39 mois.
● I2R
1
1 1 13 post doc
Parmi ces jeunes docteurs, 85 ont communiqué des
● NANO
informations sur leur insertion professionnelle : 35 %
1 1
● Ondes
1 2
sont en post doc pour la moitié d’entre eux à l’étran● Photo
ger, 15 % dans la recherche et l’enseignement supé3
● SHS
rieur, 32 % dans l’industrie, 13 % employés du public
(dont 4 en poste à la DGA), 3 sont en recherche d’em6
ploi.
Sur la quinzaine de stages post-doctoraux engagés en
2011, 8 sont terminés, les rapports
sont en cours d’analyse et 3 se
termineront en janvier 2013 ;
DS
Sujet
Lieu
Organisme
2 démissions ont été enregistrées
Photon Micro-bolomètres intelligents à
Japon
Université de Tokyo
avant contractualisation. Les
détectivité ultime
stages séjours d’études et de
Prix de thèse
FS
Effets des interactions de sillages
sur la dynamique d’une assemblée d’objets auto-propulsés à
Reynolds nul et infini
USA
Université de Californie
Faculty of fluid mechanics
OAR
Système de radio cognitive multiUSA
Université de Berkley
Créé en février 2002, le prix de
bande (RACOM)
thèse récompense chaque année,
parmi les thèses financées par la
DGA, la qualité scientifique et l’intérêt pour la défense des travaux
accomplis.
En 2012 (prix de thèse 2010), trois
prix, d’un montant de 5000 € par
lauréat, ont été décernés par le
ministère de la Défense et le
ministère de l’Enseignement
supérieur et de la recherche. Ils
ont été remis aux lauréats par le
ministre de la défense et le délégué général pour l’armement lors
du forum Innovation tenu le
27 novembre 2012. Ces prix ont
récompensé :
•A
ntoine Bordes (UPMC Laboratoire d’informatique de
Paris 6) pour « de nouveaux
▲ De gauche à droite : Antoine Bordes, le ministre de la défense Jean-yves Le Drian, Michaël Huet,
algorithmes pour l’apprentissage de machines à vecteurs Laurent Collet-Billon (DGA), et Thomas Lévêque
supports sur de grandes masses
données ». Il s’agit d’extraire rapidement les données
chaque élève-pilote perçoit son environnement et y
recherchées au sein d’un vaste ensemble inconnu.
réagit. Au final les formations seront plus efficaces,
Les applications vont de la recherche de renseigneplus courtes, donc plus économiques ;
ments dans des corpus documentaires au traitement
•T
homas Lévêque (UPMC - Observatoire de Paris d’images, en passant par la caractérisation d’agents
SYRTE - Paris) pour « le développement d’un gyrobiologiques ;
mètre à atomes froids de haute sensibilité fondé sur
•M
ichaël Huet (Laboratoire Mouvement et percepune géométrie repliée ». Un gyromètre mesure la
tion de l’université de la Méditerranée Aix-Marseille)
direction d’un véhicule, pour connaître sa localisapour sa thèse sur « l’apprentissage et atterrissage :
tion sans recourir à un positionnement par GPS ou
comment éduquer la perception des pilotes ? ».
assimilé. Ces travaux permettent d’envisager une
L’objectif est d’améliorer les modes d’apprentissage
nouvelle génération de gyromètres avec une précide tâches complexes, en s’adaptant à la façon dont
sion considérablement améliorée.
crédit : DGA COM
recherches à l’étranger sont tous
terminés.
15
Recherche exploratoire et innovation
Louis de Chantérac & François Gervon
Depuis 2011, le financement de projets de recherche à caractère dual et à bas niveau de TRL
est réalisé par le programme ASTRID crée par la DGA et l’ANR qui a succédé au dispositif REI.
Les deux premiers appels à projets Astrid 2011 et Astrid 2012 ont connu un vif succès avec
respectivement 196 et 175 projets soumis.
Un budget annuel de 12 M€ a été affecté au programme en 2011 et 2012. Ce budget a permis de
retenir 42 projets pour 2011 et 40 projets en 2012.
http://www.agence-nationale-recherche.fr/
ASTRID
Le programme ASTRID donne lieu à une procédure
compétitive de soumission de projets par le biais d’un
appel à projet annuel. Le dispositif ASTRID est ouvert
aux laboratoires académiques, soumettant seuls des
propositions de recherche ou en collaboration avec
d’autres laboratoires académiques ou des entreprises.
Chaque projet sélectionné peut bénéficier d’une subvention d’un montant maximal de 300 K€.
Le programme ASTRID, permet de s’adresser à une
large communauté scientifique et industrielle. Il
cherche à identifier les ruptures potentielles qui sont
sources d’innovations bénéfiques au domaine de la
défense ainsi qu’à la recherche civile et à l’industrie
en :
- stimulant l’ouverture de voies nouvelles de recherches
et à maintenir l’effort d’innovation sur des thèmes
d’intérêt pour la défense en cohérence avec les
orientations affichées dans le POS, document de
Politique et Objectifs Scientifiques de la DGA, et son
document de mise à jour ;
-e
xplorant des points durs scientifiques ou techniques en favorisant le développement des compétences et l’identification de ruptures technologiques
en s’appuyant sur les réseaux d’excellence ;
-m
aintenant et développant les synergies avec la
recherche civile.
Des priorités scientifiques et techniques sont détaillées annuellement dans les appels à projets. Elles
résultent d’une concertation large effectuée au sein du
comité de pilotage ASTRID. Les principales entités de
la DGA concernées par les études amont (DS/SASF,
DS/SRTS, DT) sont représentées dans cette instance
et peuvent faire remonter les besoin identifiés par les
experts techniques ou relevant des orientations stratégiques de la DGA. (§ 2 de l’AAP « Axes thématiques »).
Il se positionne comme étant un programme permettant de lancer des coups de sonde pour le soutien de
16
projets de recherche à caractère fortement exploratoire et innovant de durée limitée à 36 mois.
Les suites de ces projets pourront faire l’objet de travaux de recherche à un niveau de maturité technologique plus élevé dans le cadre des autres programmes
ANR, comme par exemple les programmes : maturation et valorisation des travaux de recherche et innovation défense, (ASTRID-Maturation) ou d’autres
programmes de l’ANR (MATEPRO, CD2I, CSOSG, P2N,
STIC (INS, INFRA, CONTINT et MN).
Ces suites peuvent aussi être financées par les PEA
(programmes d’études amont) et le dispositif RAPID
(régime d’appui pour l’innovation duale) qui soutient
des projets portés par des PME ou ETI d’ordre de grandeur financier plus important et avec des TRL pouvant
aller jusqu’à 6.
Les deux premiers appels à projets ASTRID 2011 et
ASTRID 2012 ont connu un vif succès avec respectivement 196 et 175 projets soumis.
Un budget annuel de 12 M€ a été affecté au programme en 2011 et 2012. Ce budget a permis de retenir 42 projets pour 2011 et 40 projets en 2012.
Le troisième appel à projets ASTRID 2013 a été lancé
le 13 décembre 2012 et sera clos le 5 mars 2013.
En 2012 comme en 2011, environ 40 % des projets soumis comportent un partenaire entreprise dans leur
consortium. Autant concernent des PME ou TPE ou
des entreprises de taille plus grande. Comme le
montre le tableau ci-dessous, le rôle joué par le programme ASTRID permettant de connaître de nouveaux partenaires PME se confirme lors de l’édition
2012.
Édition Édition 20112012
Nombre de PME ayant candidaté 49
45
Nombre de PME nouveau partenaire DGA
ayant candidaté
26
21
Nombre de projets financés comportant
un partenaire PME
10
11
Nombre de nouveaux partenaires PME financés
4
4
REI
Répartition des projets ASTRID
par domaine scientifique en 2011 et 2012
à droite projets évalués, à gauche projets financés
cercle extérieur : 2012 - cercle intérieur : 2011
Bilan du dispositif depuis sa création
Depuis 2004, 500 dossiers ont été soumis, 258 propositions ont été retenues dont 96 sont portées par des
PME.
Dans le cadre d’une démarche de simplification vis à
vis des laboratoires et en adoptant le mode de gestion
de l’ANR, le dispositif REI a été remplacé en 2011 par
le dispositif ASTRID. Une attention particulière est
portée sur les suites des résultats REI qui peuvent se
traduire par des resoumissions de projets ASTRID
(nécessité de conforter la maturité technologique en
dessous du TRL 4), des PEA ou des projets RAPID.
ASTRID Maturation
La DGA et l’ANR, vont lancer en 2013 un nouveau programme “ASTRID-Maturation” destiné à accompagner la valorisation de travaux scientifiques accomplis dans les projets financés par le programme
Recherches exploratoires et innovation (REI) ou dans
quelques projets ASTRID les plus aboutis. L’objectif
est d’accompagner, dans le cadre d’un partenariat
public privé, les projets déjà financés par ASTRID ou
REI ayant atteint avec succès le premier stade de
démonstration analytique ou expérimental ou la validation en environnement de laboratoire (TRL 3 à 4),
jusqu’à un niveau de maturité technologique mini-
4
4
6
7 8
4
14
5
4
2
8
8
5
18
4 14 26 14
9
27
26 26
26
20 18
20
20
21
33
6
6
5
4
● Ingénierie de l’information et robotique - I2R
● Fluides, structures - FS
● Ondes acoustiques et radioélectriques - OAR
● Nanotechnologies - NANO
● Photonique - PHOTON
● Matériaux, chimie et énergie - MCE
● Biologie et biotechnologies - BIO
● Homme & Systèmes - H&S
● Environnement et géosciences - EGS
Bilan du dispositif REI depuis sa création
500
Nombre de projets
Bilan 2012
10 projets se sont terminés cette année. A fin 2012,
146 projets REI ont été capitalisés.
Les autres projets REI sont soit en voie de capitalisation soit en cours d’exécution sachant que les derniers
contrats REI notifiés en 2010 se termineront courant 2013.
Des actions de capitalisation pérenne ont été mises en
place : lorsqu’une REI est terminée, les documents
produits, notamment le rapport final, sont capitalisés
dans le système d’information Indigo. Une fiche de
synthèse récapitulant brièvement les résultats obtenus et une fiche d’exploitation traitant des suites
éventuelles à donner sont mises en ligne diffusées via
l’intranet DGA.
4
2
400
300
502
456
51 %
50 %
200
118
100
16
0 8
Déc. 2004
60 %
216
119
287
66 %
166
Déc. 2005
Déc. 2006
75 %
374
53 %
212
258
242
37 %
Déc. 2007
Déc. 2008
Déc. 2009
50 %
35 %
Nb de projets déposés cumulés
Nb de projets acceptés cumulés
Part acceptée (par année)
60
100 %
25 %
% de projets acceptés
Crée fin 2004, le dispositif REI s’est arrêté en décembre
2010. Ce dispositif s’est voulu réactif et ouvert aux
projets spontanés proposés par des laboratoires ou
des entreprises innovantes. Il a concerné des travaux
de R&D de bas niveau de maturité technologique
(TRL< 4) et donnait lieu à l’attribution d’un contrat de
recherche.
0%
Déc. 2010
mum de 5 et maximum de 7 (validation et démonstration en environnement représentatif ou opérationnel
de briques élémentaires, de sous-systèmes ou systèmes). Ce programme de valorisation, qui porte sur
l’application d’innovations scientifiques déjà démontrées, est complémentaire d’ASTRID et ne sollicite, en
aucun cas, les mêmes projets.
17
Veille, capitalisation, & valorisation
Antoine Joux & Edouard Geoffrois
La section «Veille capitalisation et valorisation» a poursuivi en 2012 ses actions en matière
de capitalisation et de diffusion. Elle a été impliquée dans deux GT (groupe de travail) portant,
l’un sur la valorisation de la R&T, l’autre sur la refonte du référentiel qualité lié à cette activité. L’ouverture d’un portail « Etudes » sur son site Intranet a permis une meilleure visibilité
de l’activité de la MRIS et un accès direct à l’information intermédiaire.
POS
Le POS 2010 est la 4ème édition
du
POS. Il couvre les orientaPolitique
et
Objectifs
tions
sur la période 2011-2012 et
Scientifi
ques
a fait l’objet d’une mise à jour
des priorités 2013. Il est disponible sur le portail ixarm (http://
Orienta
tions 20
11 - 2012
www.ixarm.com/-Politique-etObjectifs-).
Le prochain document de politique et objectifs scientifiques
paraîtra sous une forme différente.
Il fera l’objet d’un document unique
regroupant le POS et le PSRT (http://www.ixarm.
com/Le-plan-strategique-de-recherche,33471)
ÉDITION
DIRECTION
GÉNÉRALE
2010
DE L’A
RMEM
ENT
Communication internet
Le site dédié à la formation par la recherche «www.
recherche.defense.gouv.fr» a été fermé dans le cadre
de la rationalisation des sites web du ministère de la
Défense. Il a été intégré dans le site ixarm (http://
www.ixarm.com/-La-Formation-par-la-recherche-).
Les candidats à des allocations de recherche sont
désormais invités à déposer leur dossier sur le site
Ixarm selon les procédures détaillées à l’adresse cidessus.
Forum Innovation
Le 1er forum de l’innovation DGA s’est déroulé le
27 novembre 2012 au CNIT
de Paris-La Défense ; il a
réunit 1200 participants
parmi lesquels 50 % de
PME et 30 % de laboratoires de recherche. Les 3 prix
de thèse de la promotion 2010 ont été remis à cette
occasion par le ministre de la Défense et le délégué
général pour l’armement (voir ci-dessous).
Dans son discours le ministre de la Défense a annoncé les grandes lignes du Pacte Défense PME, parmi
lesquelles le renforcement du budget de RAPID dans
les années à venir et la confortation d’ASTRID à travers ASTRID Maturation.
(htt p://w w w.defen se.gouv.f r/dga/act ualite/leministre-de-la-defense-lance-le-pacte-defense-pme)
18
Prix scientifiques
Prix de la recherche : La DGA a participé au comité
scientifique pluridisciplinaire de sélection du prix de
la Recherche 2012 et y a apporté un soutien financier.
L’ambition de cette récompense est de promouvoir
l’excellence scientifique et technologique. Elle couvre
onze disciplines. Un cahier spécial, inséré en page 113
du magazine « la Recherche » n° 449 de novembre
2012 présente l’ensemble des travaux réalisés par les
récipiendaires.
Prix de thèse 2010 : ils ont été remis lors du Forum
Innovation par le ministre de la Défense (voir section formation par la recherche)
Capitalisation des résultats des études
La capitalisation se poursuit au niveau des responsables des différents dispositifs. Les documents
pérennes sont alors indexés et rendus disponibles à
tous via le système d’information Indigo.
A signaler en particulier la capitalisation des premiers
résultats du call 1 du programme ICET. Il s’agit de
l’étude HECTOR (Helicopter Fuselage Crack Monitoring
and Processing through on-board Sensors Network)
dont le maître d’oeuvre était Polytechnique de Milan
(Italie)
Communication interne sur les études
en cours
La création d’un portail des études, dissocié de la partie plus généraliste du site, permet désormais aux
acteurs du ministère de la défense directement concernés par notre activité d’accéder en deux clics à l’information. Outre la formation par la recherche, les REI,
ASTRID et RAPID, sont maintenant disponibles les
études suivies au titre du FUI, du programme ICET, et
plus largement des programmes ANR.
Lettre d’information « News@Mris »
En 2012, deux numéros de cette lettre d’information
sont parus en avril et en décembre. Outil de communication interne au ministère de la défense, diffusée
par mail et disponible sur l’intranet, cette lettre permet de faire connaître l’activité de la MRIS, tant sur le
plan scientifique qu’évènementiel.
Les séminaires « InnoSciences »
La MRIS sollicite des personnalités du monde de la recherche pour animer des séminaires au
profit des personnels de la DGA, sur des sujets scientifiques d’intérêt.
En 2012 elle a reçu :
Le 20 janvier 2012, Albert Fert, membre de l’Académie des Sciences et prix Nobel de
physique 2007, a donné une conférence sur le thème « La spintronique : son apport
aux technologies d’aujourd’hui et demain ».
photo JF DAR
Le 05 juin 2012, Philippe Marlière, Normalien et docteur en biochimie, est l’un des
pionniers de la biologie de synthèse en France. Il a présenté un exposé sur les «
opportunités et les risques de l’approche synthétique en biologie ».
Le 27 juin 2012, le physicien Alain Aspect, lauréat 2012 de la médaille Albert-Einstein
à donné une conférence intitulée « Localisation d’Anderson d’atomes ultra-froids
dans un potentiel optique désordonné : un simulateur quantique ? ».
Ces manifestations ont remporté un vif succès auprès des personnels DGA qui ont trouvé ici l’occasion, soit de renouer avec leur formation d’origine, soit de parfaire leurs connaissances dans un
domaine scientifique. La valeur des intervenants ainsi que les nombreux échanges à l’issue des
exposés en témoignent.
19
Domaines scientifiques
Domaine scientifique 1
INGÉNIERIE DE L’INFORMATION ET ROBOTIQUE (I2R)
Véronique Serfaty & Eva Crück
L’ingénierie de l’information recouvre l’ensemble des sciences et techniques numériques qui
contribuent à comprendre, analyser, traiter, transmettre et sécuriser l’information. Un large
pan de la robotique relève des mêmes thématiques scientifiques, les techniques en sont couvertes par le volet « Robotique » transverse au domaine I2R.
La nature de traitement subi par l’information dépend naturellement de la façon dont elle est
acquise, quantifiée - ses caractéristiques étant liées au monde physique, aux performances
des capteurs qui collectent ces données -, mais aussi de la finalité du système d’information,
ses fonctions et son contexte d’exploitation.
On distingue quatre grands domaines d’études et de recherche qui structurent le domaine:
• L’axe « Communications & Sécurité » : à l’interface du monde physique ; il s’agit de garantir
qu’un récepteur reçoive la qualité et l’intégrité d’information maximale d’un émetteur ;
• L’axe « Traitement & Analyse » a pour objectif d’extraire les caractéristiques essentielles
des multiples sources, vecteurs de l’information. Les opérations induites permettent de réaliser les diverses transformations des données numériques d’un espace de représentation
ou d’un niveau d’abstraction vers un autre ;
• L’axe « Commande » : il s’agit de produire une structure d’information dont les attributs
auront des effets sur le monde physique / réel (par exemple, par l’action d’effecteurs ou par
prise de décision semi-automatique ou humaine) ;
• Enfin, aux frontières du système de traitement de l’information dédié à une problématique
donnée, le quatrième axe d’intérêt se focalise sur l’ingénierie dans une optique systémique ;
l’accent est alors mis sur la maîtrise de la Complexité d’un système pris dans sa globalité.
Les quatre axes clés ci-dessus définissent la segmentation thématique du domaine I2R.
Communication
et sécurité
Thème
Thèses
Stages
post-docs
Stages ERE
Projets des
écoles sous
tutelle DGA
REI
Systèmes
complexes
Commande
des systèmes
et des robots
Soutenues
4
9
1
En cours
19
22
11
12
Acceptées
5
9
2
6
Terminés
1
1
1
2
Acceptés
Terminés
1
Acceptés
1
Terminés
1
En cours
1
Terminés
1
1
2
2
2
2
2
Acceptés
En cours
20
Traitement
& analyse
1
1
Suite page suivante
Thème
Terminés
RAPID
Communication
et sécurité
Traitement
& analyse
1
2
En cours
1
Acceptés
1
Systèmes
complexes
Commande
des systèmes
et des robots
Terminés
ASTRID
En cours
2
Acceptés
Programmes
ANR
1
2
1
5
Terminés
En cours
2
1
3
Acceptés
Pour ce vaste domaine, deux thèmes prioritaires pour
lesquels il convient d’étudier et d’évaluer les impacts
de techniques et technologies y contribuant ont été
maintenus en 2012 :
•S
ystèmes hétérogènes communicants en s’assurant
de leurs performances (sécurité, intégrité, …)
•T
raitement de l’Information complexe à partir de
sources multiples et hétérogènes.
Le premier thème prioritaire a conduit en particulier à
des travaux sur les réseaux de capteurs et leur architecture de communication, par exemple pour des
convois ou essaims d’engins autonomes. Dans cette
thématique, on inclut également les études sur la
sécurité informatique (protection des noyaux de systèmes embarqués, …), la sûreté des logiciels leur vérification formelle et la cryptographie.
Ce dernier thème prioritaire a contribué au développement en 2012 de la thématique du traitement de l’information, avec en particulier les nouvelles modalités
d’imagerie. On retrouve ainsi des travaux sur le traitement de l’imagerie multi-composantes ou non conventionnelle (hyperspectrale, polarimétrique, lidar,
SAR,…), la reconstruction 3D d’environnements, la
détection et la classification en imagerie statique et
dynamique, la fusion de données. Le traitement des
documents multilingues ou multimédia dans un
contexte de sources ouvertes est à poursuivre où
l’analyse de grands corpus (en volume, flux, …) et la
fusion d’information restent de véritables défis.
La participation de la DGA à la Chaire « Systèmes
Complexes », pilotée par le pôle technique « Système
de Systèmes » a permis d’établir un cadre formel au
renforcement des actions de formations et recherches
menées en concertation avec l’École Polytechnique,
l’ENSTA et Telecom ParisTech (et devrait reprendre
pour partie le relai des projets écoles en ingénierie
système). Par ailleurs, à cette occasion des contacts
pris avec Telecom ParisTech ont permis d’initier de
nouvelles réflexions sur les systèmes autonomiques.
La commande des systèmes et des robots monte en
puissance avec un intérêt marqué pour la commande
de flottilles de drones et les formations de robots terrestres et/ou aériens au travers de plusieurs sujets de
thèses et stages postdoctoraux.
Études retenues
Thèses
Les bourses d’allocation de thèse de la promotion
2012 sont au nombre de 22, soit une légère diminution
par rapport aux années précédentes qui s’explique par
quelques démissions tardives de candidats. On note
que les sujets finalement retenus, sont plus orientés
que l’année précédente sur les thèmes relatifs au traitement de l’information complexe (INFLEX) ; avec
une composante marquée sur les diverses approches
d’apprentissage, de fouille de données, de représentations parcimonieuses et d’analyse multimodales.
Sur la thématique des communications ont été retenues 3 thèses ayant des applications en communication terrestre entre de multiples agents, avec les sujets
de Victor Maurandi (Algorithmes pour la diagonalisation conjointe de tenseurs sans contrainte unitaire.
Application à la séparation MIMO de sources de télécommunications numériques.), Paul-Louis Ageneau
(Efficiency and deployement issues of network coding
in wireless networks) et Sébastien Bindel
(Algorithmique et applications pour les flottes hétérogènes multi niveaux de matériels mobiles communicants autonomes).
Pour la sécurité, on retrouve les deux volets que sont
la cryptographie et la sécurité des systèmes avec les
sujets de Marie-Angela Cornelie (Cryptographie en
boite blanche pour les chiffrements symétriques
robustes) et Camille Teruel (Sécurité pour les langages
dynamiques).
Sur la thématique traitement et analyse, on aborde
traditionnellement plusieurs domaines. Pour des applications liées à la robotique, on retrouve la localisation
-- Romain Le Scouarnec (Hybridation GPS /INS /TLS
/PL pour la réalisation d’images centimétriques et la
géo-localisation précise d’un robot en contexte de
déminage ou neutralisation d’EEI avec information
GNSS dégradée) et la reconstruction 3D -- Loïca
Avanthey (Mosaïquage de données 3D obtenues à
l’interface air/eau).
En ce qui concerne le traitement d’images, on
aborde la vision nocturne -- Camille Sutour (Système
temps réel de vision nocturne numérique), la multimodalité -- Vivien Fecamp (Recalage/Fusion d’images
multimodales à l’aide de graphes d’ordre supérieur), et
des travaux plus théoriques applicables à plusieurs
modalités -- Céline Rabouy (Classification et détection
de signaux par approches parcimonieuses hiérarchiques : applications aux données LIDAR, SONAR et
caméras embarquées) et Yann Lepoittevin (Estimation
de la dynamique des structures observées dans une
séquence d’images).
En traitement radar, ont été retenus Arnaud Breloy
(Développement d’algorithmes d’estimation/détection
robuste – Calcul de performances théoriques –
Application en radar (STAP)) et Sonia Tabti (Nouveaux
modèles d’images pour la restauration, la compréhenMission pour la recherche et l’innovation scientifique • Bilan 2012
21
sion et la détection de changements en imagerie
radar).
On notera également le sujet original et très prometteur de Jean Barbier (Physique statistique de l’acquisition comprimée) qui propose d’adapter des paradigmes développés en physique statistique vers le
traitement de l’information pour limiter le volume de
données dès l’acquisition.
Sur la thématique Systèmes complexes, on note à
nouveau un faible nombre de propositions. Un premier sujet retenu rejoint directement les problématiques d’ingénierie de systèmes de systèmes -- JeanPhilippe Schneider (Simulateur basé Model of
Computation de Smart Sensors pour les Observatoires
Fond de Mer). Le second sujet -- Adrien Hoarau
(Allocation adaptative de ressources numériques pour
la prise de décisions séquentielles) est plus général et
applicable à tout système numérique à ressources
distribuées.
Sur la thématique Commande des systèmes et des
robots, la robotique éclipse la commande dans les
propositions soumises. On a cependant retenu le sujet
de Guillaume Strub (Contribution à l’identification et à
la commande de systèmes non-linéaires à paramètres
variants. Application à un projectile guidé en soufflerie).
Pour la robotique, les axes d’études retenus sont
variés. Ils vont de problématiques multi-robots :
Arthur Kahn (Détermination et analyse de lois de guidage coopératives par détection et reconfiguration) et
Pierrick Koch (Gestion des modèles de l’environnement au sein d’un système multi-robots),-- aux problèmes d’adaptation pour la mobilité -- Antoine Cully
(Nouveaux algorithmes pour la résilience et l’adaptation en robotique mobile) -- et pour l’apprentissage
des comportements -- Erwan Renaudo (Des comportements flexibles aux comportements habituels :
méta-apprentissage neuro-inspiré pour les robots
autonomes).
On rattache à la thématique robotique le sujet de
Maxime Janvier (Développement d’un robot auditif
capable de détecter des sons, d’apprendre des sons à
partir d’une base de données et de reconnaître des
événements sonores) qui pourrait tout aussi bien se
situer en traitement et analyse.
Sur le thème de l’imagerie non conventionnelle
(typiquement SAR et hyperspectrale), deux contrats de
recherche post-doctorale ont été retenus en 2012.
Le premier traite des « Méthodes MCMC hybrides et
particulaires pour l’analyse d’images SAR et hyperspectrales », sujet traité par Marcelo A. Pereyra, parrainé par le professeur Jean-Yves Tourneret (INPT –
ENSEEIHT de Toulouse) qui en assure la responsabilité scientifique. L’objet est de concevoir des algorithmes d’analyse à convergence rapide (hybrides et
particulaires) adaptés aux réseaux bayésiens de
grande dimension pour des applications de segmentation, de fusion et démélange d’images. Les travaux se
déroulent au sien du « Statistics Group – School of
Mathematics » de l’Université de Bristol (Angleterre)
sous la direction des professeurs Christophe Andrieu
et Nick Whiteley, spécialistes des méthodes de simulation stochastique.
22
En liaison avec le domaine OAR, le second porte sur
l’étude de « Techniques robustes de détection, d’estimation de paramètres statistiques et de classification
pour l’imagerie hyperspectrales (Miguel Angel
Veganzones). L’étude se déroulera à l’Institut
Polytechnique de Grenoble (INPG) au Laboratoire
Gipsa Lab, sous la direction du professeur Jocelyn
Chanussot, en collaboration avec Jean-Philippe Ovarlez
de l’Onera et Frédéric Pascal du laboratoire SONDRA
de Supélec. L’objectif de cette recherche est d’améliorer
l’efficacité et la robustesse des les techniques de traitement pour l’imagerie hyper-spectrale en introduisant
le modèle statistique des processus elliptiques (plutôt
que le modèle classique gaussien mis en défaut) pour
caractériser les données et faciliter la séparation des
cibles et du fouillis. Cette approche se justifie par le fait
que l’hypothèse gaussienne est très rapidement en
limite de validité pour décrire la rétrodiffusion par des
surfaces fortement hétérogènes observées par des
capteurs hautes résolution.
Ces deux études bénéficient de l’excellence de deux
laboratoires français (GIPSA, ENSEEIHT) ainsi que
celle de l’Institut Fresnel (cf. encadré REI HypLitt), et
des doctorants DGA effectuent leurs travaux au sein
de ces trois organismes, reconnus au plus haut niveau
international sur ce thème.
Le troisième sujet retenu s’inscrit dans la lignée de
plusieurs thèses supervisées par le professeur Serge
Chaumette, responsable de l’équipe de recherche
MUSE (Mobilité, Ubiquité, Sécurité) du Laboratoire
Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI) de
l’Université de Bordeaux 1. Il s’inscrit dans une
démarche visant à intégrer des travaux sur les réseaux
mobiles, la robotique et le cloud computing comme
paradigme de gestion des ressources numériques
dans un groupe de terminaux mobiles. Cyril Cassagnes
est accueilli au Laboratoire Research for Network
Science, Department of Electrical Engineering &
Computer Science de l’académie militaire « United
States Military Academy » (USMA) à West Point – USA
sous la direction du Colonel Kevin L. Huggins (enseignant-chercheur) pour travailler sur l’Implantation
d’un Cloud mobile par un essaim de systèmes mobiles
communicants autonomes.
Séjours d’études et de recherches à l’étranger (ERE)
Au titre du soutien destiné aux chercheurs expérimentés, seul a pu être retenu, un projet dédié à la radio
cognitive multibande ; les recherches seront menées
par Van Tâm Nguyen, maître de conférences à Télécom
ParisTech et se dérouleront courant 2013 au département « Electrical Engineering & Computer Sciences &
Berkeley Wireless Research Center » de l’Université de
Californie - Berkeley (USA). Il s’agit étudier des techniques innovantes pour la détection de spectre telles
que la détection distribuée, la détection collaborative et
compressée, la diversité spatiale et le codage de réseau,
afin d’exploiter efficacement les capacités offertes par
les architectures reconfigurables.
Projets ASTRID
Le dispositif ASTRID a permis de retenir, pour le
financement de sa seconde édition, quatre nouveaux
projets : STEREO 3D « La stéréoscopie aux limites de
sa précision » (CMLA ENS – Imagine), DESCRIBE
« Détection «à la volée» d’Evénements dans les
SéquenCes vidéo par des méthodes stRucturelles et
BayEsiennes » (Telecom ParisTech – LIP6 UPMC) suivi
de situations par analyse de scènes dynamiques ;
VORACE « Vérification des Optimisations Rapides
Appliquées à la Commande Embarquée » (ENSEEIHT),
SCAR « Commande Référencée Capteurs de Robots
Aériens ».
A ces projets ASTRID, viennent s’ajouter les études
partagées avec d’autres domaines scientifiques
connexes au domaine I2R ; il convient de signaler les
projets AUTOPOL (domaine PHOTON), FOLIO3D
(domaine EGS) et TACTIC (Hommes & Systèmes).
Les projets retenus en 2012 complètent ceux en cours
sélectionnés en 2011 : MultiID (CEA, Sagem)
Identification de cibles en imagerie multi et hyperspectrale – applications aux images de surveillance,
OSEP (PME Smartesting associée à l’équipe INRIA
Cassis) sur la génération de tests de vulnérabilité
appliquée aux composants de sécurité et à la radio
logicielle – suite du REI SecurTest –, VIATIC (IRSEEM,
MBDA, laboratoires LASTRE et CREA) sur le sujet de
la Viabilité et AuTonomie des systèmes en environnement Incertain et Contraint.
Concernant le soutien aux PME via le dispositif
RAPID, sur les 52 projets conventionnés depuis 2009
en relation avec le domaine I2R, 26 projets sont en
cours de réalisation, 16 ont été sélectionnés en 2012,
17 ont été clôturés en 2012. Il ressort de l’analyse
qu’une grande majorité des projets soumis relèvent
de la catégorie « développement expérimental »
[TRL 5-7] ; ces développements sont, par leur nature,
plus particulièrement suivis par les experts de la
direction technique. Le taux de sélection est faible
pour les travaux à caractère plus amont (dits de «
recherche industrielle ») ; ceci peut sembler paradoxal à l’intérêt du domaine I2R, qui est particulièrement ancré sur les principes d’innovation du monde
numérique qui reste sous tendu par le marché civil.
Une première difficulté d’ordre financier n’est pas
étrangère à cet état de fait en raison de la faible
emprise financière des sociétés les plus innovantes,
souvent des start-ups récemment incubées, ou TPE,
qui ne disposent pas encore de fonds propres suffisamment importants. La valorisation et le transfert
des résultats issus des laboratoires deviennent par
construction plus délicats. La seconde difficulté à
dépasser, présente un caractère plus fondamental,
l’accent doit être mis sur la prise en compte de l’acceptabilité - en termes de dualité, de nouveaux
usages, de nouvelles fonctionnalités - de ces innovations numériques, lors des processus de conception
et de définition de programmes de Défense et de
Sécurité.
En 2012, un seul projet de recherche industrielle a été
sélectionné par la commission DGA-DGCIS.
On notera toutefois que les travaux de recherche issus
du contrat de recherche REI « Fusion multicapteurs
pour l’aide au positionnement GNSS », ont permis de
lancer le RAPID « NAVHISUR » avec les mêmes partenaires plus l’ONERA, sous pilotage de DGA Maîtrise
de l’information. Ce projet permettra de tester, dans
des conditions réelles sur des drones, des algorithmes
développés au titre de la REI .
Résultats
Des doctorants récompensés
Sur la thématique du traitement de l’information,
plusieurs excellents résultats ont ponctué 2012. L’un
des lauréats au prix des thèses DGA décerné en 2012
est Antoine Bordes pour ses recherches en apprentissage statistique « Nouveaux algorithmes pour l’apprentissage de machines à vecteurs supports sur de
grandes bases de données » ; les applications vont de
la recherche d’information dans des corpus documentaires ou d’images (fouille de données visuelles et
tectuelles). Son doctorat s’est effectué au LIP6 à
l’UPMC sous la direction de Patrick Galli au sein de
l’équipe DAPA.
Également sélectionnée pour le prix DGA, Julie Digne
(CMLA) a été récompensée par l’attribution du prix de
thèse 2012 de la fondation Mathématique Hadamard
(Paris Sud) pour ses recherches sur le thème de la
« Géometrie inverse : du nuage de points brut à la
surface 3D : Théorie et Algorithmes, effectuées au
sein du Centre de Mathématiques et Leurs Applications
« CMLA » de l’ENS Cachan sous la direction du professeur Jean-Michel Morel.
Tous deux après des stages post-doctoraux (respectivement au laboratoire LISA de Université de Montréal
et au sein de l’équipe Géométrie Algorithmique de
l’INRIA – Sophia Antipolis) ont rejoint la communauté
académique française et ont été nommés au grade de
Chargé de Recherche CNRS à l’UTC (laboratoire
Heudyasic, équipe Décision, et équipe GEOMOD de
Modélisation géométrique du LIRIS (Laboratoire d’Informatique en Image et Systèmes d’Information) à
Lyon.
Camille Couprie (promotion 2011) a reçu le prix de la
meilleure thèse interdisciplinaire de la fondation
EADS pour ses travaux en biométrie et forensics ;
l’excellence de ses résultats remarquée par la communauté internationale lui a permis d’effectuer en postdoc aux USA. Amaury Dame a reçu l’Acessit du prix
GDR Robotique pour ses travaux sur l’information
mutuelle qui permet de recaler des images de modalités différentes.
Et aussi des brevets et des doctorants
entrepreneurs
Raoul Prévost (doctorat en cofinancement CNES DGA) a reçu le Laurier de l’invention 2012 de l’INP
Toulouse pour la publication de deux brevets intitulés
« Multi-encodage error correction with extended treillis » et « A Viterbi algorithm with conditional transitions » avec le CNES. Ses travaux de thèse sur la
« Séparation de signaux AIS satellite en vue de leur
décodage » se sont effectués sous la direction des professeurs Jean-Yves Tourneret et Martial Coulon (IRIT
– ENSEIHT - TESA) ; la remise de prix a eu lieu au
cours de l’événement INP INNOV’, dont l’objectif est de
valoriser la recherche et l’innovation de l’institut.
Doctorante DGA à l’Onera DTIM, Pauline Trouvé dans
le cadre de ses travaux a déposé un brevet intitulé
« Procédé de conception d’un imageur monovoie passif capable d’estimer la profondeur ».
Les résultats menés dans le cadre de trois thèses
consécutives avec le LAAS (Aubin Lecointre 2010,
Thomas Beluch 2011 et Florian Perget 2013), sous la
23
direction de Daniela Dragomirescu ont fait l’objet de
dépôts de brevet sur le thème de la Communication et
de l’autonomie de nouveaux réseaux de capteurs
sans fil : systèmes cyberphysiques. Ce projet a été
« Novelisé » en 2012 par le CNRS l’INS2I Institut des
sciences informatiques et de leurs interactions. De
plus, Thomas Beluch et Florian Perget sont lauréats
2012 du concours « Software defined radio Graduate
Student Design » prix décerné lors du symposium
IEEE « Microwave » ; le concours « OSEO et MESR
2012 » d’aide à la creation d’entreprises de technologies innovantes a retenu leur projet de création d’entreprise, la start-up « WideSens », dont l’activité sera
articulée autour d’un système de transmission sans
fils de données principalement pour l’aéronautique.
Parmi les belles réussites, on peut aussi citer le stage
ERE effectué par Pierre-Loïc Garoche, chercheuringénieur à l’Onera (équipe Ingénierie des Systèmes
Critiques), sur la « collaboration de méthodes formelles pour la vérification de logiciels critiques » avec
le Department of Computer Science de l’University of
Iowa. Ce travail a donné lieu au projet ASTRID
VORACE, retenu cette année, qui devrait permettre
de concentrer les efforts de plusieurs communautés
de recherche (ingénierie système, informatique, automatique) vers la sûreté de fonctionnement de systèmes embarqués mettant en œuvre des algorithmes
d’optimisation.
Par ailleurs, l’année 2012 a vu la fin des trois derniers
contrats REI du domaine I2R. Les résultats sur le démélange en imagerie hyperspectrale font l’objet d’un
encadré. Les résultats sont aussi très prometteurs
mais le soutien aux études doit être maintenu. En
effet, la validation des approches proposées pour des
applications militaires demande l’accès à des données
très spécifiques et onéreuses. Ainsi, le travail mené
par la société IC3I sur la modélisation des erreurs de
terrain pour application à la navigation par corrélation
devrait donner lieu à un produit logiciel dans le cadre
d’un projet RAPID avec une application civile sur la
détection de risques d’avalanches ; les applications à
la navigation de missiles ne pourront être qu’esquissées. Pour l’étude menée par la société DSI en collaboration avec le LAAS sur le filtrage particulaire dit
« déterministe » pour le pistage radar de cibles furtives
manoeuvrantes, on peut entrevoir de belles possibilités qui doivent encore être concrétisées sur des données radar réelles représentatives.
Alerte sur des situations anormales ou dangereuses dans une foule
Le projet RAPID Crowdchecker dont l’objet est la surveilleurs recherches sur la caractérisation, la
lance et la détection d’anomalies, de situations dangepoursuite et la détection d’événements dans
reuses dans la foule a été conduit par la PME EVITECH en
la foule, face à des situations complexes,
collaboration avec l’équipe INRIA / ENS Willow dirigée par Jean
comme celles illustrées la figure ci-dessous.
Ponce au laboratoire d’Informatique de l’ENS. Dans une foule
Un des algorithmes proposés, s’appuie sur des techniques
dense ou moyennement dense, la
d’apprentissage appliquées à des petits
recherche d’une alarme émergeant de la
patches vidéo (patchs 3D spatiotemporels
foule reste un problème ouvert ; néanpouvant correspondre à des caractérismoins un certain nombre d’applications
tiques des comportements globaux – appede détection de phénomènes collectifs
lées micro-situations typiques. Ces desplusieurs techniques ont été dévelopcripteurs (HOG avec estimation de vitesse,
pées.
orientation du déplacement,…) sont calcuCes travaux réalisés en 2010-2012 ont
lés à partir d’éléments de vidéos extraits
consisté à recenser et spécifier les situad’un corpus de situations de foules et
tions de danger dans la foule (phénol’algorithme analyse ensuite le flux vidéo ;
mènes collectifs), et à étudier différentes
l’implémentation temps réel sur des architechniques permettant de détecter ces
tectures HPC reste à développer dans une
événements. L’analyse vidéo d‘une foule
suite potentielle.
dense ou moins compacte depuis des
Moins couteux en ressources de calcul et
caméras de vidéo-surveillance est partisans phase d’apprentissage préalable,
culièrement difficile, les conditions de
d’autres méthodes d’analyse ont été
prises de vue sont telles que les images
conçues et intégrées au sein d’une archine révèlent que des portions entremêlées
tecture logicielle complète par la PME
de «hauts de silhouettes», induisant des
EVITECH : estimation de la densité par
limites de visibilité des individus. Ces
régression, par clustering de caractérisaspects particuliers mettent en échec les
tiques de mouvement, détection et suivi de
algorithmes d’identification déjà étudiés
personnes, de têtes. Le démonstrateur
dans la littérature. L’idée a
logiciel conçus est actuelleété de tirer avantage
ment déployé pour traiter
d’autres méthodes aborà la cadence du flux vidéo
dant la foule dense comme
des situations réelles sur
une masse mouvante
des sites accueillant du
dotée de propriétés
public et d’alerter en
locales/globales spéciconséquence. Cette platefiques.
forme « à vocation de
Les chercheurs de l’équipe
démonstration » est
WILLOW ont mis l’accent
actuellement en test pour
sur les avancées scientiévaluation opérationnelle
▲ Reconnaissance sur la vidéo courante (au centre) de patchs 3D
fiques à l’état de l’art acasur un site d’une grande
précédemment appris (patchs extérieurs).
démique, en focalisant
infrastructure civile.
24
Au-delà des programmes ANR auxquels la DGA
contribue, comme essentiellement CSOSG et
ASTRID pour le domaine I2R, on notera l’intérêt marqué de la communauté STIC aux
actions de type « Défis ». Ces défis s’inscrivent
dans le cadre du programme « CONTINT Contenus et Interactions ». La DGA y apporte
jusqu’alors son soutien par la mise en œuvre d’infrastructures matérielles et logicielles d’évaluation
(métriques d’évaluation et bases de données de « verité terrain ») ainsi que l’organisation des campagnes.
En 2012, le défi Carotte a clôturé sa troisième et dernière année de compétition en robotique mobile terrestre (cf. encadré ci-contre). Le défi REPERE
(REconnaissance de PERsonnes dans des Émissions
audiovisuelles) a pris le relai (voir chapître « Relations
partenariales ») 3 consortiums académiques sont en
lice avec l’intervention pour l’évaluation compétitive
du LNE.
Le projet RAPID AraThem « Araignée Thématique »
était porté par la PME PertImm. Le crawling thématique qui est proposé repose sur une analyse sémantique performante des pages web, sa capacité à sélectionner le corpus le plus représentatif d’un thème
donné afin de disposer des documents les plus pertinents, la définition d’une stratégie de mise à jour des
documents déjà collectés pour tenir compte de modifications éventuelles et qui peut être utilisée pour une
étude temporelle de l’évolution d’un thème.
Enfin l’architecture modulaire et extensible permet
d’obtenir un résultat exploitable dans un temps raisonnable tout en limitant l’obsolescence des documents chargés ; ce système ouvert capable d’intégrer
de nouveaux modules d’analyse pour tout type de
documents.
AraThem fournit d’une part une IHM pour la configuration et le déroulement de l’étape d’exploration aboutissant à un résumé clair et concis de cette étape et
d’autre part une IHM dédiée à la navigation dans les
résultats, ajoutant une dimension graphique.
La finale des compétions Carotte
Partenariat DGA-ANR - Défi Robotique CAROTTE
(CArtographie par ROboT d’un TErritoire)
Les épreuves de la troisième et dernière édition du défi se
sont déroulées à DGA TT du 6 au 8 juin 2012. La compétition
est restée serrée jusqu’au bout. Le classement des équipes à
l’issue de la finale a été le suivant : 1. Cartomatic, 2. Corebots,
3. Robots Malins, 4. Pacom, 5. Yoji.
Les trois premiers sont arrivés dans un mouchoir de poche.
Les deux derniers ont joué de malchance lors des épreuves
finales. L’émulation amicale entre les équipes a permis à tous
d’accomplir des progrès significatifs et d’améliorer les capacités de navigation et reconnaissance de leurs systèmes
notamment par rapport à l’état de l’art en cartographie 2D et
3D et en collaboration multi-robots.
De l’avis unanime du jury composé de représentants du
monde académique et industriel, ce défi a fait progresser la
recherche en « petite » robotique terrestre. Toutes les équipes
ont démontré leur capacité à envoyer un ou plusieurs robots
dans un bâtiment inconnu pour en ressortir avec une carte
métrique 2D de bonne qualité, une carte 3D de nuages de
points, et un graphe de connexion des pièces. Des progrès
sensibles sur la détection et la reconnaissance d’objets ont
été accomplis, ainsi que sur la reconnaissance des textures
des sols et des murs.
Le défi a aussi ouvert de belles perspectives de valorisation
industrielle, avec un dépôt de brevet sur une technique innovante de localisation pour Cartomatic, et une association
avec Nexter pour commercialiser un produit pour Corebots.
Thales Optronique et Sécurité, partenaire de l’équipe Robots
Malins, mettra à profit directement les avancées, notamment
en matière d’algorithmes de décision collaborative. Pacom,
une équipe à dominante académique forte, valorise ses progrès principalement en matière de publications. Yoji, emmené
par l’industriel Aldebaran Robotics, valorise directement au
sein de son produit phare (le robot humanoïde NAO) et pour
son projet de robot compagnon ROMEO.
Le projet RAPID ECHO était porté par la société
Teamcast en partenariat avec Thales Communications.
Il avait pour objectif d’améliorer les liaisons de données haut-débits en évolution des normes DVB-S /
DVB-S2 / Stanag 7085 pour les rendre applicables en
situation de réception multi-trajets, dans les environnements urbains ou montagneux. Il a permis de valider l’intérêt de l’utilisation d’un égaliseur performant
pour améliorer la résistance de ces formes d’ondes
mono-porteuses dans une structure de trame adaptée
à la réception d’échos multiples. Une telle amélioration ouvre la porte à des applications tant civiles que
militaires, en répondant à des attentes identifiées sur
les deux types de marché.
25
REI HYPLITT « Evaluation des capacités de la Télédétection hyperspectrale
La REI HYPLITT « Evaluation des capacités de la
Télédétection hyperspectrale » a pour objectif le développement de méthodes innovantes de traitement d’images pour
des applications Défense en zone littorale. Elle s’est terminée au
3ème trimestre 2012. D’une durée de 36 mois, elle rassemblait les
partenaires Institut Fresnel de l’Ecole Centrale de Marseille
(resp. Mireille Guillaume) et le partenaire industriel SAS
ACTIMAR (resp. Marc Lennon).
L’enjeu est de permettre une meilleure analyse des zones
côtières, à partir d’imagerie passive à coûts modérés, la caractérisation des états de surface de l’eau, bathymétrie, transparence, détection d’objets immergés, cartes d’abondances de
matériaux purs.
Les images hyperspectrales permettent d’obtenir une information spectrale sur les matériaux observés, utile pour leur détection voire leur identification. Néanmoins, la spécificité conjointe
des mesures hyperspectrales et des scènes en zone littorale
engendre des questions méthodologiques. En particulier la partie immergée de la scène nécessite une estimation de la transparence de l’eau et de la bathymétrie, qui sont accessibles sous
certaines contraintes par analyse des images hyperspectrales,
par des méthodes d’inversion.
On notera parmi les aspects innovants : le développement de
méthodes statistiques pour estimer la bathymétrie et la composition de l’eau, ainsi que d’une méthode d’inversion pour estimer
la bathymétrie et la transparence sans connaissance du fond.
Concernant la détection d’objets immergés la conception de
26
filtres de détection intègre l’estimation des paramètres de la
colonne d’eau.
Le démélange spectral de fonds marins a été investigué au travers d’une méthode robuste d’estimation des cartes d’abondances des matériaux immergés.
Dans le cas de la détection d’objets immergés, il s’agit d’augmenter les capacités de détection, en améliorant les performances et en reculant les limites liées à la profondeur et à la
turbidité de l’eau. Dans le cas du dé-mélange spectral, il s’agit
d’établir des cartes d’abondances des différents constituants du
fond marin, associées aux signatures spectrales correspondantes, malgré l’atténuation de la colonne d’eau.
Ce projet a permis d’une part d’améliorer la caractérisation des
états de surface et l’estimation des paramètres de la l’eau par
rapport aux méthodes existantes pour des applications Défense,
et d’autre part d’intégrer cette estimation dans les problématiques de détection et de dé-mélange. La création de base de
données hyperspectrales importante à partir d’une campagne
d’acquisition de données menée dans la presqu’ile du Quiberon
est à signaler pour exploitation dans le cadre de différentes
études. La mise en place de programmes de validation des estimations de bathymétrie par télédétection hyperspectrale est à
envisager
Une suite logique serait d’améliorer d’une part l’estimation de la
bathymétrie en développant des modèles de fond variables,
d’autre part, la détection d’objets immergés par le développement de filtres robustes et l’utilisation d’autres lois de variabilité.
FLUIDES, STRUCTURE (FS)
Yann Doutreleau
Le domaine concerne les technologies nécessaires à la conception et au développement de
véhicules, infrastructures et systèmes de défense (terrestres, maritimes, aéronautiques ou
spatiaux), sur le plan des fonctionnalités et performances physiques et mécaniques.
Les principaux objectifs concernent typiquement la mobilité des engins, leur efficacité propulsive, leur résistance structurelle, leur aptitude à la furtivité et discrétion, dans un contexte
opérationnel exigeant et contraignant. Le périmètre scientifique du domaine, qui relève de la
physique et mécanique des fluides et des solides, est composé de trois axes : écoulements
fluides, conception des structures, propulsion et énergétique.
Les évolutions du POS, conduites en 2012, amènent le domaine à mettre l’accent en 2013 sur
les trois axes prioritaires suivants :
- maîtrise des régimes complexes d’écoulements fluides ou réactifs ;
- tenue des structures aux sollicitations sévères ;
- sources de bruit en acoustique sous-marine ;
Bilan des activités 2012 du domaine scientifique FS
1 - Écoulements
fluides
2 - Conception
des structures
3 - Propulsion et écoulement
énergétique
4
2
5
Acceptées
7
4
4
Soutenus
1
Thème
Soutenues
Thèses
Stages post-docs
En cours
En cours
Acceptés
Soutenus
Stages ERE
Projets écoles sous tutelle
DGA
Projets des pôles
de compétitivité
REI
1
En cours
Acceptés
1
Terminés
5
4
1
4
3
2
En cours
Acceptés
Terminés
En cours
Acceptés
Terminés
1
En cours
1
Terminés
RAPID
1
En cours
Acceptés
Terminés
ASTRID
2
En cours
Acceptés
1
2
Terminés
Programmes ANR
En cours
Acceptés
Les différentes actions de recherche s’inscrivent dans
les trois grands thèmes scientifiques du domaine,
dont les périmètres peuvent se résumer pour chacun
d’entre eux par
1. E coulements fluides : techniques de modélisation, de simulation numérique et de contrôle
des écoulements monofluides, multifluides,
multiphasiques et des phénomènes physiques
influents sur les performances aérodynamiques, hydrodynamiques des plateformes
(trainée, portance, manœuvrabilité, sillages,
bruits).
27
2. C
onception des structures : techniques de
conception, de simulation numérique avancée,
d’optimisation en calcul des structures avec prise
en compte des chargements de nature dynamique
(vibrations, chargements fluides, couplage fluidestructure, vibro-acoustique).
3. P ropulsion et écoulements énergétiques : tech-
niques de modélisation, de simulation numérique
et de contrôle des écoulements réactifs, relatives
d’une part aux problématiques de propulsion
liquide/solide (fonctionnement des chambres de
combustion aéronautiques ou missiles, réduction
des bruits et signatures) et d’autre part aux écoulements énergétiques (explosions, dispersion, propagation incendie) et moyens de protection associés.
Etudes retenues
15 thèses (dont 11 cofinancées), 1 séjour ERE et 3 projets ASTRID sont initiés en 2012 auxquels il faut ajouter 9 projets de recherche financés dans le cadre des
conventions avec les écoles sous tutelle de la DGA :
• Sur le thème 1 (écoulements fluides), la plupart des sujets concernent des problématiques d’écoulements multiphasiques ou multifluides. Deux sujets
traitent ainsi de l’amélioration des modèles numériques pour la simulation d’écoulements cavitants,
tandis que deux autres sujets cherchent à utiliser un
écoulement eau/air pour réduire la trainée des engins
sous-marins ou comprendre les mécanismes physiques permettant d’accéder à l’hypervélocité. Un
sujet, d’intérêt particulier pour la sécurité aéronautique, est dédié à la modélisation du givrage dans un
écoulement. Deux projets concernent des problématiques de trajectoire d’engins : le premier a trait aux
problèmes générés sur un engin traversant une interface entre fluides de densités différentes, tandis que le
second explore les possibilités de contrôle des écoulements derrière un projectile. Un sujet s’attache au
développement de modèles numériques avancés
d’écoulements turbulents partiellement décollés, avec
pour principale application les entrées d’airs aéronautiques.
• Sur le thème 2 (conception des structures),
les sujets sont principalement focalisés sur des thématiques de couplage entre écoulement et structure.
Ainsi trois sujets traitent de problématiques de structures souples (par modification de formes induites par
des actuateurs ou de façon naturelle par l’écoulement)
soit dans un but d’amélioration des performances
aérodynamiques ou d’absorption d’énergie et de
réduction des vibrations. La modélisation de l’amortissement vibratoire est aussi un sujet de projet école.
Trois autres sujets, concernant des sollicitations de
nature plus sévères, visent à améliorer les modèles
numériques de calcul d’intégrité de structures suite à
des impacts (perforation d’un réservoir de carburant
par exemple). Un sujet, très original pour le domaine,
a trait au développement technologique d’un concept
d’actionneur magnéto-hydrodynamique pour le positionnement précis des satellites d’observation.
• Sur le thème 3 (propulsion et énergétique), les
sujets sont principalement de deux natures. D’une
part, trois sujets concernent la compréhension des
phénomènes en jeu dans une chambre de combus-
28
tion : influence des phénomènes acoustiques en
amont, modélisation d’une chambre à volume
constant, influence des jets swirlés dans les injecteurs. D’autre part, les écoulements énergétiques
(explosions, feu) font l’objet de plusieurs projets.
Divers aspects des explosions aériennes sont regardés, comme le confinement des produits d’explosion
par des mousses aqueuses, l’influence des écoulements et des effets de site sur la propagation des
ondes de choc pour la définition de périmètres de
sécurité. Un sujet traite de la modélisation des jets
liquides ou gazeux générés lors d’une explosion sousmarine. Enfin, un projet ASTRID vise à améliorer les
modèles de propagation des incendies dans des bâtiments confinés en prenant en compte les moyens de
lutte anti-feu et les interactions courtes et longues
distances entre locaux.
Résultats
11 thèses ont été soutenues et 1 REI s’est terminée au
cours de l’année 2012, ainsi qu’un post-doc et 10 projets de recherche financés dans le cadre des conventions avec les écoles sous tutelle DGA ; 9 thèses
démarrées en 2009 restent à soutenir en 2013.
• Sur le thème 1, une première classe de travaux
concerne le développement de schémas et algorithmes numériques généraux permettant d’augmenter la précision spatiale ou temporelle de la résolution
des équations de la mécanique des fluides. Différentes
approches sont utilisées pour augmenter en ordre la
discrétisation ou coupler des phénomènes : les applications vont de l’estimation de l’influence de bulles
d’air sur la turbulence de paroi au calcul d’écoulement
turbulent sur un avion complet (Fig2b) en passant par
l’estimation du bruit
généré par un écoulement sur une paroi.
Une deuxième classe
de travaux est de
nature expérimentale
et orientée vers des
applic ation s
au
contrôle d’écoulement.
a)
Cela concerne ainsi la
caractérisation
des
grandes structures turbulentes dans les écoulements de cavité ou
sur les zones arrières
des avions de transport, avec comme
application le dimensionnement des soutes
b)
à munitions aéronautiques ou l’amélioration des opérations
d’aérolargage. A noter,
la finalisation d’un projet école de développement d’un mini-drone
convertible, capable de
passer d’un vol rapide à
un vol d’observation
c)
(Figures 1).
▲
Figure 1 : a) minidrone MAVION développé à l’ISAE (b) version Roll and
Fly (indoor) (c): essai dans la soufflerie SABRE
• Sur le thème 2, les différents travaux peuvent
s’inscrire au sein de deux grandes problématiques.
La première concerne la détermination des effets
sur les structures de sollicitations de nature plutôt
sévère ; simulation numérique des effets d’une
flamme sur la déformation d’une plaque avec prise
en compte du couplage aéro-thermo-mécanique,
caractérisation expérimentale de la rupture engendrée par un impact, étude expérimentale du couplage
fluide-structure lors du tossage d’un navire. La
seconde problématique concerne l’analyse vibratoire
et plus spécifiquement différentes stratégies d’absorption, grâce à l’utilisation de matériaux viscoélastique ou, ce qui constitue une approche très originale, par optimisation topologique. Ce sujet est
précisément l’objet du zoom ci-contre.
a)
Amortissement par le branchement
des structures flexibles
La thèse « amortissement par le branchement des
structures flexibles », soutenue par Benoit Theckes
au LadHyx à l’école polytechnique, avait pour objectif
d’étudier la faisabilité d’absorber et de dissiper une énergie mécanique incidente via un mécanisme nouveau de transfert des grandes échelles vers les petites échelles par un phénomène de branchement.
Cette approche originale, bioinspirée, provient de l’observation
de la nature et de la capacité des arbres à résister à de fortes
tempêtes. Le travail de thèse a consisté à modéliser, sur une
géométrie simplifiée représentative, la dynamique du phénomène vibratoire, à modéliser et simuler numériquement le phénomène de transfert et d’absorption d’énergie, et enfin à estimer
les paramètres influents. Une validation expérimentale a également corrélé les simulations numériques.
L’application de cette approche a permis la conception d’un
système d’amortissement de vibration sur une machine tournante plus efficace que le système existant. L’amortissement
par le branchement peut donc être envisagé dans le design
amont des structures flexibles subissant de forts chargements
dynamiques mais également en tant qu’amortisseur curatif pour
des applications ciblées sur des structures ayant de fortes
vibrations en rotation.
b)
a)
b)
c)
▲ Figure 3 : a) structure branchée modèle (b) taux d’amortisse-
ment en fonction de l’énergie incidente (c): concept d’amortisseur branché en rotation
Figure 2 : (a) simulation numérique de structures tourbillonaires dans un
écoulement tournant de cavités (b) calcul aérodynamique sur avion
complet : apport d’une approche d’ordre élevé
• Sur le thème 3, les travaux menés dans le
domaine de la combustion vise principalement à améliorer la qualité des outils de simulation numérique.
D’une part, dans des configurations géométriques
simples, deux travaux de thèse visent à mettre au
point des schémas numériques pour la simulation
directe (DNS) des écoulements, l’un dans le cadre de
la combustion à l’échelle centimétrique, l’autre dans le
cadre d’écoulements de cavité cylindrique (fig 2a). Un
autre sujet s’intéresse à la propulsion solide et à la
perturbation de la combustion du perchlorate d’ammonium par des phénomènes acoustiques ambiants.
Un dernier sujet, amont et transverse, vise à caractériser de façon expérimentale les décharges nanosecondes pulsées dont les applications en mode filamentaire concernent l’assistance à l’allumage et en
mode diffus (température ambiante) la décontamination.
29
ONDES ACOUSTIQUES ET RADIOÉLECTRIQUES (OAR)
Philippe Pouliguen
Le domaine scientifique « ondes acoustiques et radioélectriques » couvre un spectre compris
entre le Hz et la limite du THz. Il s’intéresse aux théories et technologies appliquées aux
télécommunications, à la détection, au guidage et à la navigation, à l’imagerie, à la guerre
électronique, aux agressions électromagnétiques et à la compatibilité électromagnétique.
Les perspectives opérationnelles sont de :
- communiquer, le plus loin possible, discrètement, sûrement, en milieu perturbé (naturel) et
agressif (guerre électronique) ;
- détecter, localiser, visualiser, identifier, classifier, tout en restant discret ;
- perturber ou détruire l’électronique des systèmes adverses (emploi d’armes à énergie dirigée) et à l’inverse protéger nos propres plateformes et systèmes.
Pour 2013, les priorités du domaine sont :
- les systèmes antennaires embarqués et/ou multi-fonctions (aspects intégration et miniaturisation) ;
- la modélisation des phénomènes de rayonnement, propagation, réflexion, diffusion et diffraction, dont en milieux complexes et perturbés ;
- les formes d’ondes et traitements des signaux adaptés aux canaux de propagation ;
- les applications des nouveaux matériaux pour optimiser le rayonnement des antennes et
réduire la SER ou l’écho sonar des plateformes ;
- l’analyse des perturbations induites par les formes d’ondes radioélectriques dans les systèmes complexes et les milieux biologiques.
Bilan des activités 2012 du domaine scientifique OAR
Génération et
mesure des
rayonnements
Thème
Thèses
Stages
post-docs
Propagation
Détection
et imagerie
Furtivité /
matériaux
Agressions
EM Vulnérabilité
Soutenues
3
2
1
2
En cours
8
1
6
5
3
Acceptées
6
2
3
3
Bio-EM
Modélisations
et simulations
3
1
6
3
3
Soutenus
CEM
1
En cours
Acceptés
1
1
Soutenus
Stages ERE
En cours
Acceptés
Projets des
écoles sous
tutelle DGA
Projets
des pôles de
compétitivité
REI
1
Terminés
2
1
En cours
Acceptés
1
1
2
1
Terminés
En cours
Acceptés
1
Terminés
1
3
2
En cours
Terminés
RAPID
En cours
Acceptés
1
1
1
3
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Génération et
mesure des
rayonnements
Thème
Propagation
Détection
et imagerie
Furtivité /
matériaux
Agressions
EM Vulnérabilité
CEM
Bio-EM
Modélisations
et simulations
1
2
Terminés
ASTRID
En cours
1
Acceptés
Programmes
ANR
1
2
2
1
1
1
1
Terminés
En cours
Acceptés
Etudes retenues
Thèses
17 propositions de thèses ont été retenues en 2012,
dont 15 cofinancées (4 CIFRE-Défense, 2 Institut
Langevin, 2 CNES, 2 CEA, 1 Telecom-Bretagne, 1
CNRS, 1 INRIA, 1 ISL et 1 ENSTA-ParisTech).
7 sujets traitent des dispositifs de génération et/ou de
mesure des rayonnements (contrôle des rayonnements électromagnétiques via des dispositifs sub-longueur d’onde, conception d’antennes de communication compactes reconfigurables pour pointe de projectile, exploitation du concept de moment orbital angulaire pour les transmissions radiofréquences, optimisation des systèmes antennaires en bande HF exploitant les ondes de surface, optimisation d’antennes à
réseaux transmetteurs, miniaturisation d’antennes à
rayonnement directif).
5 sujets concernent la priorité « Modélisations et
simulations » (résolution des équations de Maxwell
dans les nouveaux matériaux, calcul de rétrodiffusion
électromagnétique de manches à air pour des applications en furtivité, propagation acoustique en milieu
marin fluctuant, transport des électrons relativistes et
des photons gamma dans l’atmosphère). 3 sujets
portent sur des problématiques de détection acoustique (traitement d’antenne et localisation de sources
en milieu réverbérant).
Enfin, 2 sujets ont pour thème l’application des métamatériaux à l’acoustique (réalisation de diodes acoustiques et de matériaux absorbants).
2 post-doctorats ont été acceptés.
Le premier porte sur l’analyse de la vulnérabilité des
systèmes d’armes aux agressions électromagnétiques
et plus particulièrement sur l’étude en champ proche
de la susceptibilité des étages d’une chaîne de réception ; l’objectif est d’optimiser les paramètres de
modulation d’un signal d’agression électromagnétique de façon à induire le maximum de dysfonctionnements sur un circuit électronique.
L’autre a pour thème le développement de microréseaux d’antennes intégrés pour récepteurs THz multi-spectraux super-compacts ; l’objectif est de démontrer que la réalisation de réseaux d’antennes dans la
gamme des térahertz est compatible avec les technologies de fabrication à semi-conducteurs.
ASTRID
7 projets ASTRID ont été sélectionnés sur les sujets
suivants :
1
- MIMOCHIC : Imagerie par macro-modèles des
voies de couplage avec cogénération de champs forts.
Le projet vise à développer des outils permettant
d’exploiter les capacités d’une chambre réverbérante à
retournement temporel pour vérifier l’immunité d’un
équipement tout en conservant le contrôle déterministe du champ incident.
- PECUMIA : Propagation Électromagnétique en
Configuration Urbaine par des Méthodes Innovantes
Asymptotiques. Il s’agit de développer un modèle de
propagation EM en milieu urbain, basé sur une hybridation des méthodes de l’équation parabolique et du
lancer de faisceaux gaussiens.
- PROPHETE : Propagation en bandes HF et VHF sur
un profil de terrain présentant des discontinuités
d’impédance. Le projet propose de développer un
modèle de calcul de rayonnement d’antennes et de
propagation, pour prédire la portée d’un système
antennaire placé sur un terrain et dans un environnement quelconque (en particulier sur un trajet terre mer présentant des accidents de terrain).
- SAFAS : Structure Autocomplémentaire à FAible
Signature. L’objectif est de mettre au point une topologie constituée d’une grille auto-complémentaire surmontant une surface haute impédance, afin de réaliser un réseau (en bande centimétrique) directif léger
et mince dont la SER résiduelle est très faible dans la
bande de l’antenne et aussi d’en dériver un matériau
multicouches absorbant de faible épaisseur et agile en
fréquence.
- PIERGEN : Projet Impulsions Electriques
Radiofréquences et Guerre Electronique : Etude des
interactions ondes-vivant. Il s’agit de déterminer les
effets biologiques des formes d’ondes BUE (Bande
Ultra Etroite) et BL (Bande Large) et notamment les
effets directs sur les membranes (déformation, perte
d’asymétrie transverse, perméabilisation, fusion) et
leurs conséquences sur les cellules et tissus (mortalité, perte de cohésion, altération du cytosquelette,
perméabilité de vaisseaux murins sains ou tumoraux,
croissance tumorale).
- CONFORME : Résolution EM conforme des câbles
et des structures surfaciques en temporel. Il s’agit de
développer une méthode de différences finies dans le
domaine temps (DFDT), basée sur une approche
« maillage conforme » et sur une formulation intégrale
des équations de Maxwell, pour s’affranchir des
limitations dues au maillage cubique.
- LORETA : Localisation par Retournement Temporel
Acoustique. L’objectif est d’améliorer les méthodes de
localisation d’évènements acoustiques transitoires
par retournement temporel. Les innovations visées,
par rapport à l’état de l’art, concernent principalement
la modélisation acoustique (pour le calcul de rétroMission pour la recherche et l’innovation scientifique • Bilan 2012
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propagation) en environnement urbain en tenant
compte des réflexions multiples, des diffractions, des
phénomènes d’absorption et de réfraction de
l’atmosphère.
RAPID
Quatre projets RAPID, expertisés et pilotés par le
domaine, ont également été lancés.
Trois répondent à la priorité « Modélisations et simulations » du domaine scientifique.
- Le projet CAPITOLE-EM consiste à appliquer la
méthode ACA-CBD « Adaptive Cross ApproximationCompressed Block Decomposition » aux équations
intégrales en volume pour modéliser les diélectriques
et les matériaux absorbants radar et à l’étendre vers
les basses fréquences pour en faire une méthode multi-échelles stable quelle que soit la fréquence.
- Le projet HOT (Harness Optimised Tool) a pour
objectif d’adapter et d’améliorer des modèles (basés
sur des techniques de résolution tensorielle utilisant
la méthode de Kron) pour développer un prototype
innovant d’algorithme de calcul multi-échelles et multi-physique (électrique, électromagnétique et thermique) de conception des harnais, composés de
câbles dont la longueur (plusieurs mètres) est représentative de leur intégration dans les systèmes embarqués de type drone ou hélicoptère. A terme, l’outil
devrait permettre de répondre à de nombreux besoins
militaires (CEM des aéronefs, effets indirects de la
foudre…) et civiles (CEM pour l’automobile et l’aviation civile, télécommunications…).
- Le troisième, PRORASEM, a pour ambition de
mettre au point de nouvelles méthodes, et de développer de nouveaux algorithmes, de calcul des phénomènes électromagnétiques au dessus des surfaces
naturelles, pour disposer à terme de différents « packages commerciaux » de modélisation du phénomène
de propagation radioélectrique, permettant de repousser les limites actuelles des codes
en termes de capacité de traitement, de précision, de besoin en
espace mémoire et de temps de
calcul. Ces nouveaux « packages
logiciels » devraient permettre
de nombreuses applications
militaires (détection radar,
guerre électronique…) et civiles
(radars de surveillance de l’espace aérien, surveillance de la
ZEE,
télécommunications,
radiodiffusion…).
Le quatrième projet RAPID,
MODEM_MIMO_ASM (Modem
MIMO pour les communications
acoustiques sous-marines) a
pour finalité d’appliquer les
techniques MIMO aux communications acoustiques sousmarines afin d’augmenter l’efficacité spectrale de la communication et par voie de conséquence d’améliorer le rapport
débit transmis / puissance
consommée.
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Résultats
5 projets de REI et 12 travaux de thèses ont été clôturés en 2012. Les résultats les plus significatifs sont
évoqués ci-après.
Concernant le thème « génération et mesure des
rayonnements », une thèse a eu pour résultat la réalisation d’un prototype d’antenne à réseau transmetteur, à reconfiguration électronique de faisceau en
bande X (cf. Zoom).
Une seconde thèse a permis la conception d’antennes
à faible encombrement et à double polarisation pour
des applications aéroportées de réception et de goniométrie dans les bandes VHF et UHF (30MHz-500MHz).
Le cahier des charges, imposait l’intégration des
antennes sur un pod d’avion gros porteur, dans une
cavité cylindrique de dimensions très réduites vis-àvis de la longueur d’onde (diamètre inférieur à λ/30 et
hauteur inférieure à λ/67 à 30MHz). Deux solutions
ont été proposées, basées sur des modifications d’une
antenne sinueuse (meilleur gain pour les basses fréquences) et d’une antenne papillon (meilleure adaptation sur la bande).
Dans le thème « détection et imagerie », une thèse
a permis des avancées significatives dans le domaine
de l’imagerie micro-ondes par des techniques de
retournement temporel et des méthodes d’inversion.
Dans un premier temps, un prototype de Radar ultralarge bande [2-4GHz], équipé de deux réseaux linéaires
d’antennes a été développé. Ensuite, les méthodes
DORT et TR-MUSIC, issues du Retournement Temporel,
ont été appliquées pour détecter et localiser des
cibles. L’originalité de la thèse réside dans l’application d’un algorithme de diffraction inverse impliquant
une modélisation fine des réseaux d’antennes à
l’émission et à la réception. Cet algorithme a permis
de reconstruire quantitativement les paramètres physiques des objets imagés.
Pour la thématique « agression EM et vulnérabilité » une thèse, menée en parallèle d’une REI, a débouché sur la réalisation d’un démonstrateur de dipôle
radiatif large bande, compact,
répétitif, autonome, aux performances élevées, basé sur un
concept innovant de transformateur résonnant impulsionnel
haute tension. Le démonstrateur, d’un volume global de 46,4
litres, associe une batterie 300V,
un convertisseur DC/DC permettant de charger quatre
condensateurs primaires 800nF
en 45ms à 10kV, quatre éclateurs
pressurisés synchronisés, le
transformateur, un éclateur de
mise en forme à huile, une ligne
radiale et une antenne dipôle.
Les principales caractéristiques
obtenues sont une tension de
sortie du transformateur de
600kV, une récurrence de 20Hz,
un facteur de mérite maximum
de 94kV, une fréquence d’émission comprise entre 150MHz et
▲ Mesure de l’antenne VHF-UHF de radiogoniomé- 220MHz. Une seconde thèse
trie montée sur pod s’est focalisée sur l’étude des
Thèse CIFRE - Défense (Thalès) - Direction IETR
effets liés aux agressions micro-
ondes de fortes puissances et du chaos sur l’électronique (composants, circuits et systèmes). Un modèle
de couplage électromagnétique aléatoire, de type «
Back Door » par conduction, a été développé pour
déterminer les niveaux de puissances induits sur des
ports d’entrée/sortie modélisés par des monopôles
placés en paroi sur une cavité de forme complexe. Ce
modèle a ensuite été étendu au cas des ouvertures
(grille d’aération, joint de fermeture, ...) pour le couplage ”Back Door” par rayonnement. Il a par ailleurs
été montré que, sous certaines conditions, une agression EM intentionnelle peut générer des signaux chaotiques sur les circuits ”front-end” des récepteurs (circuits limiteurs d’antennes). Finalement, deux sources
chaotiques ont été étudiées et caractérisées et la
possibilité d’enrichir leur spectre a été démontrée.
En compatibilité électromagnétique un stage de
post-doctorat a permis d’avancer sur l’analyse du
rayonnement d’objets en chambre réverbérante. Un
formalisme a été proposé pour étudier de manière
identique des essais réalisés avec des moyens d’essai
déterministes (chambre anéchoïque) et statistiques
(chambre réverbérante à brassage de mode). Reposant
sur la connaissance préalable de la statistique sousjacente du couplage entre le moyen d’essai et l’objet
sous test, ce formalisme permet de corréler des mesures
réalisées dans ces moyens d’essai différents. Ce travail
montre qu’une approche probabiliste des essais en
CEM peut améliorer la précision des estimations de la
susceptibilité et réduire la durée des essais en optimisant le nombre de niveaux de puissance testés.
Sur la thématique prioritaire « modélisations et
simulations », une REI intitulée « POLYMER » a permis la mise au point d’une méthode asymptotique
haute fréquence de calcul de la signature polarimétrique bistatique de réflecteurs polyédriques d’envergures grandes devant la longueur d’onde. Le temps de
calcul de la SER est quasiment instantané (environ 3
secondes pour un diagramme complet, contre
quelques heures pour un code basé sur des méthodes
rigoureuses, tout en conservant une bonne précision).
Ensuite, un modèle asymptotique d’une scène 3D
complète composée d’un réflecteur polyédrique audessus d’une surface de mer à été proposé. Les codes
développés ont été livrés à DGA/MI qui pourra les
utiliser pour produire des données d’entrée pour alimenter des logiciels de simulation de guerre électronique destinés à évaluer des tactiques de déploiement
de leurres.
Une autre REI a conduit à la réalisation d’un prototype de code de calcul rigoureux pour la résolution
haute précision des équations de Maxwell en domaine
temporel par une méthode Galerkin discontinue
(DGTD), principalement sur maillage hexaèdrique et/
ou parallélépipédique, dans le but de réduire le temps
de calcul et le coût mémoire. En particulier, l’utilisation des méthodes DGTD d’ordres élevés a été optimisée par la résolution sur un maillage de la scène utilisant le plus possible de cubes couplés avec des
tétraèdres ou des hexaèdres. Sur les cubes, en fonction de la précision demandée, il est possible d’employer soit les méthodes DGTD, soit les méthodes
FDTD. De plus, selon la précision spatiale requise, ou
commandée par un estimateur a posteriori spatial, un
schéma temporel d’ordre au moins égal à 4 améliore
encore les temps de calcul et/ou la précision de la
simulation numérique.
Enfin, le projet de REI « POGO » a permis de développer de nouvelles fonctionnalités (prise en compte de la
réfraction pour traiter les milieux diélectriques, calcul
de la courbure et de la normale locale d’une surface
par interpolation à partir du maillage, introduction
d’une composante aléatoire pour traiter les rugosités
de surface) et de nouveaux algorithmes d’accélération
pour les codes fondés sur l’optique physique (OP) et
l’optique géométrique (OG). Pour le traitement des
rugosités il a été montré qu’une approche « locale »
(OP numérique) évalue correctement la SER d’une
plaque rugueuse sur un environ ±40° autour de la
direction spéculaire, mais qu’une approche globale
(OP statistique) n’est pas suffisamment précise. C’est
pourquoi une méthode basée sur la décomposition
d’une surface rugueuse en somme de cosinus et
conduisant à l’expression analytique de la SER a été
proposée. Le calcul de la courbure et de la normale
locale à la surface a permis d’améliorer sensiblement
la précision de la méthode OG pour certaines configurations de calcul. Enfin, sur les méthodes OG et IPO
qui sont particulièrement bien adaptées à l’architecture d’une carte graphique GPU des gains importants
en temps de calcul ont été mesurés pour une précision
équivalente aux méthodes classiques (gain maximum
de 167 obtenu sur la méthode IPO).
Une autre thématique prioritaire « Applications des
nouveaux matériaux » a fait l’objet d’une REI intitulée « Exaltation de l’absorption des ondes par les
objets de morphologie irrégulière ». Les objectifs
étaient d’ordres scientifique (mise en œuvre de nouveaux concepts d’absorption des ondes électromagnétiques et pratique (obtention d’une nouvelle classe
d’absorbant présentant des performances élevées et
un encombrement réduit par rapport à l’état de l’art).
Un résultat marquant de l’étude est le développement
d’un modèle numérique basé sur la technique d’homogénéisation, permettant l’optimisation en fonction
de la bande de fréquence de la forme et de la charge
en carbone des absorbants. D’autre part, ces travaux
ont montré de manière théorique la possibilité d’obtenir, à gabarit constant, un gain de l’ordre de 10 à 20
décibels dans la bande considérée. Ces mêmes travaux ont montré que ces améliorations de performances ne peuvent devenir pratiques que dans la
mesure où la technologie du support, la composition,
l’homogénéité de la charge et la précision géométrique sont totalement maîtrisées. Ces améliorations
auraient donc un coût qu’il est encore difficile d’évaluer compte tenu des limites technologiques.
Relations avec la communauté scientifique nationale
et/ou internationale
L e RDS a effectué un séjour en tant que Professeur
invité au RMCC (Royal Military College of Canada), à
Kingston Ontario Canada, du 19 au 23 mars 2012.
L’objectif du séjour était de donner des conférences
sur les activités de recherches soutenues par la DGA
dans le domaine des ondes électromagnétiques et
d’échanger avec les scientifiques de l’école sur
différentes thématiques telles que la caractérisation
des antennes, l’analyse des rayonnements en champ
proche et les méta-matériaux. Une visite a été organisée au centre RDDC «Recherche et Développement
pour la Défense Canada» d’Ottawa, avec lequel la
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rédaction de la partie technique d’un accord spécifique sur le thème de la caractérisation des
antennes ULB et des antennes miniatures a été
initié.
Le RDS a participé au Workshop « EM – signatures
radar » organisé à l’ISAE, en tant que co-chairman et
contributeur sur un cas test. Ce workshop permet de
comparer et de valider les méthodes de calcul
modernes en électromagnétisme et les logiciels industriels et étatiques sur des problèmes de référence. Il
s’applique aux domaines de la furtivité radar, du
rayonnement des antennes et de la CEM. Une cinquantaine de représentants européens, industriels ou
étatiques de l’armement et universitaires, participaient au workshop. Cette année, des codes de calcul
développés dans le cadre de projets de REI et de
RAPID ont participé avec succès à plusieurs cas tests.
Le domaine scientifique OAR a participé, en collaboration avec le DS « Fluides et Structures », à l’organisation d’une journée thématique sur le thème «
Modélisation de la signature radioélectrique des environnements maritimes (objets et mer) ». Cette journée
a rassemblé une quarantaine de personnes, académiques, étatiques et industriels, autour de 16 communications sur des thèmes allant de l’hydrodynamique
marine, à la simulation de scénarii de détection électromagnétique ou de guerre électronique, en passant
par la modélisation fine des phénomènes de réflexiondiffusion.
Le domaine entretient aussi des relations privilégiées
avec le GDR Ondes du CNRS. Ce GDR regroupe l’ensemble des acteurs du domaine, académiques, étatiques, industriels, grands organismes de recherche. Il
contribue au dialogue entre ces différentes entités, au
défrichage des thématiques et à la promotion de l’interdisciplinarité. Constituant une force d’animation,
d’incitation et de proposition en direction des jeunes
chercheurs ou de chercheurs confirmés, il permet à la
DGA de proposer des actions incitatives sur des axes
de recherche qu’elle juge prioritaires.
Enfin, le RDS a été nommé représentant de la DGA au
sein du bureau de l’URSI-France (Union RadioScientifique Internationale). Le rôle du bureau est
d’organiser des activités URSI-France dans certains
domaines (encourager des thématiques de recherche,
organiser des journées scientifiques, …).
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Génération
et mesure des rayonnements
Sur le thème « génération et mesure des rayonnements », une thèse cofinancée par le CEA et la DGA
s’est concrétisée par la conception et la réalisation d’un
prototype d’antenne à réseau transmetteur, à reconfiguration
électronique de faisceau, en bande X. Un tel prototype est une
première mondiale, puisqu’à notre connaissance aucune publication antérieure ne fait référence à un tel système. L’antenne
est constituée d’une source focale qui illumine un réseau de 400
(matrice carrée de 20×20) cellules déphaseuses élémentaires 1
bit. 800 diodes PIN (2 par cellule) ont été intégrées sur ce réseau
afin de contrôler la phase de transmission de chaque élément
rayonnant. En formation de faisceau directif, un gain maximal
dans l’axe de 22,7 dBi, une bande passante de 1,56 GHz (15,6% à
10 GHz), un rendement total de 52,9% et une capacité de dépointage dans les deux plans de ±70° ont été mesurés. La possibilité
d’utiliser le réseau transmetteur reconfigurable pour générer un
diagramme à faisceau formé de type sectoriel a aussi été
démontrée. Dans ce cas, un gain de 8,2 dBi, sur une largeur de
faisceau à -3dB de 82° dans les deux plans, a été obtenue.
▲ Antenne à réseau transmetteur bande X - Thèse CEA-DGA Direction IETR et LETI
▲ Mesures : Diagrammes de rayonnement directifs pour des
dépointages entre -70° et +70° (à gauche) et Diagrammes à
faisceaux sectoriels pour plusieurs fréquences (à droite)
NANOTECHNOLOGIES (NANO)
Rose-Marie Sauvage
Les activités du domaine scientifique Nanotechnologies se décomposent en 6 sous-thématiques comme explicité dans le document de Politiques et Objectifs Scientifiques :
- la micro/nanoélectronique, incluant entre autres l’électronique organique, l’électronique
3D et la photonique microonde ;
- les nano et microsystèmes (MEMS/NEMS) ;
- la nano photonique ;
- les nanomatériaux ;
- les nano biotechnologies ;
- l’intégration de nano dispositifs.
Il s’agit d’un domaine très transverse, porteur de ruptures que ce soit pour les applications
civiles ou militaires.
Bilan des activités 2012 du domaine scientifique NANO
Micro/Nano
électronique
MEMS
NEMS
Nano
photonique
Soutenues
5
2
3
En cours
18
5
1
2
Acceptées
10
1+1 (Fr/UK)
2+1 (Fr/UK)
2
Soutenus
2
1
Thème
Thèses
Stages
post-docs
Nano
matériaux
Nano
biotechnologies
Intégraytion de
nanodispositifs
1
2
1
1
En cours
1
Acceptés
Soutenus
Stages ERE
En cours
Acceptés
Projets des
écoles sous
tutelle DGA
Projets
des pôles de
compétitivité
REI
Terminés
En cours
1
Acceptés
1
Terminés
1
En cours
Acceptés
1
1
Terminés
En cours
2
2
Terminés
RAPID
En cours
2
Acceptés
1
1
Terminés
ASTRID
Programmes
ANR - P2N
En cours
3
Acceptés
1
2
1
1
En cours
7
6
5
Acceptés
2
2
1
1
2
1
1
Terminés
Etudes retenues
Concernant les technologies Silicium seront étudiés :
Thèses
- la conception / réalisation d’un module complet
wireless 60 GHz intégré en 3D incluant des éléments
de fiabilité ;
Les 18 sujets retenus sont répartis sur la plupart des
sous thématiques du domaine.
C’est en micro/nanoélectronique, qu’une majorité
de sujets a été sélectionnée (10), montrant la dynamique de cette thématique, avec des études couvrant
des domaines très variés.
- l a détection non destructive de modification malveillante de circuits intégrés.
Des études sont aussi lancées pour la réalisation de
nouveaux composants comme :
35
- la conception et la réalisation de composants de
puissance AlN/GaN fonctionnant au-delà de 1kV,
pour la future génération de convertisseur de tension ;
- le développement de dispositifs hyperfréquences
reconfigurables par actionnement magnétique et
magnétoélectrique ;
- la mise au point du collage direct de différentes
couches ;
-d
es réseaux de neurones artificiels à base de
memsristors pour les nano-synapses et de nanoneurones spintronique.
Coté fiabilité des composants, une étude des transistors à haute mobilité électronique (HEMT GaN) sous
contraintes RF a été retenue.
Des thématiques plus prospectives, comme l’étude
des propriétés dynamiques des Fermions de Dirac
dans le graphène et les isolants topologiques ; le
contrôle électrique des ondes de spin dans les matériaux multiferroïques ; ou encore les interactions phonons-électrons par la technique de la dynamique
moléculaire pour la plasmonique seront aussi suivies
par le domaine.
En MEMS/NEMS, plusieurs thèses sur les MEMS RF
ont été soutenues les années antérieures et l’enjeu
crucial reste aujourd’hui le packaging sur lequel une
étude est lancée.
Dans l’objectif d’améliorer l’analyse de signaux acoustiques pour la protection du combattant, une thèse
France-UK sur un microphone MEMS bio inspiré a été
retenue.
Concernant la Nano photonique, seront étudiés :
-u
n capteur d’image CMOS à sensibilité quantique
afin d’améliorer la capacité à voir par très faible
luminosité ;
-d
e l’imagerie hyper spectrale à base d’antennes plasmoniques ajustables sur CMOS dans le cadre d’une
collaboration France-UK ;
-d
es capteurs à fibres optiques avec nanoparticules
métalliques permettant d’accroitre les sensibilités de
détection feront l’objet d’une étude.
En Nanomatériaux, des muscles artificiels seront
développés et caractérisés pour l’actionnement de
microsystèmes robotiques et des couches de matériaux piézoélectriques seront étudiées pour réaliser
des actionneurs MEMS à faible temps de réponse et
faible tension d’actionnement.
Enfin, concernant l’intégration de Nano dispositifs,
des microsystèmes communicants autonomes à base
de polymères et copolymères Cyclo Oléfin seront
développés, en lien avec un programme ASTRID.
RAPID
Un nouveau projet a été lancé : le développement d’un
émetteur/ récepteur ultra large bande, dans lequel
l’ensemble des fonctions est intégré sur une puce
Silicium. Il vise des applications comme la localisation indoor mais aussi des communications furtives à
bas débits, ce qui présente un intérêt certain dans le
domaine militaire.
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FUI
Concernant les projets FUI, un projet très ambitieux
HEATEC est en cours de démarrage. Il concerne le
développement de solutions innovantes pour la
récupération d’énergie via les gradients thermiques
existant dans notre environnement. Il vise à développer
des systèmes compatibles avec des propriétés telles
que la grande surface, la flexibilité, le bas coût et
l’efficacité. Plusieurs types applications sont visées :
les systèmes autonomes intelligents avec une
technologie µW/cm2, mais aussi la production
d’énergie par récupération thermique avec une
technologie µW/cm2. L’ensemble de l’électronique
d’interface est aussi développée dans le cadre de ce projet.
ASTRID
Les champs couverts sont :
•L
a photonique micro-ondes pour des applications
Communications et Radar avec :
-L
’étude et la réalisation d’une fonction de numérisation de signaux sur porteuses hyperfréquences à
très large bande passante, optimisant la fonction
d’échantillonnage et basée sur un photo-interrupteur à 1.55µm réalisé avec des matériaux semiconducteurs nanostructurés exploitant l’absorption à deux photons.
-L
e développement d’une ligne à retard analogique
de très haute qualité dans la gamme microondes,
basée sur un matériau hybride nanostructuré permettant la propagation d’ondes de spin par compensation de pertes.
• Les capteurs autonomes et communicants avec :
-L
e développement d’une micro source de stockage
de puissance et d’énergie permettant d’assurer
l’autonomie énergétique de micro capteurs communicants.
-L
’étude et la réalisation de capteurs communicants
directifs et autonomes sur la base d’un matériau
polymère multifonctionnel de type cyclo oléfine.
L’objectif est de communiquer en bande millimétrique une information issue d’un capteur de faible
taille (bouton) sur une distance d’environ 2 km.
•L
es capteurs d’agents biologiques d’ultra haute
masse, gamme difficilement accessible à ce jour, et
basé sur un système de spectroscopie de masse utilisant des nano systèmes, pour la détection des
menaces.
Programme ANR
Les projets P2N retenus par le domaine couvrent aussi
un large spectre :
•L
’étude de circuits électroniques à base de graphène
dans le domaine des microondes et leur intégration
dans des systèmes de communications (amplificateurs faible bruit…).
•L
’étude d’un filtrage RF reconfigurable par voie
optique, réalisé sur une plateforme Silicium intégrant des structures à cristaux photoniques. Les
applications visées sont essentiellement l’amélioration du traitement du signal pour les communications et les systèmes Radar en évitant des pertes de
conversion optique/électrique additionnelles.
•L
e développement de micros sources optiques multicolores sur silicium (plateforme compatible CMOS),
pour détecteurs intégrés dans le moyen infrarouge.
Les applications du type capteurs de gaz dans une
gamme de longueurs d’ondes de 2 à 3 µm sont
visées.
•L
a conception et la réalisation technologique de lentilles planes à base de nanostructures plasmoniques
pour l’imagerie et l’optique, dans un but de miniaturisation drastique des systèmes optiques.
•L
e développement de matériaux à base de réseaux
quasi-percolés de nanotubes de carbone dans une
matrice élastique d’élastomère, présentant des propriétés d’électrostriction géante, pour de la récupération d’énergie mécanique. Les applications visées
sont les systèmes autonomes communicants, l’électronique mobile…
En parallèle, dans le cadre d’un post doctorat effectué
au Fraunhofer-IAF en collaboration avec XLIM, les
travaux de recherches ont permis de mettre en évidence la potentialité émergeante de la technologie
GaN10 (longueur de grille 100 nm, substrat SiC) pour
des applications en bande Ka. En effet, un choix
approprié de la topologie des transistors GaN10, associé à des architectures de circuits MMIC adoptant un
contrôle de l’impédance de charge à la fréquence harmonique 2, a permis d’obtenir 41 % de PAE à 32GHz
pour une puissance de 1,4W. De la même manière, un
amplificateur MMIC deux étages a démontré 4,7W
associé à 28 % de PAE à 29 GHz. Un amplificateur
MMIC 10W à trois étages, a également été simulé et
lancé en fabrication en adoptant des architectures
d’inter-étage innovantes. Ainsi, des amplificateurs de
puissance MMIC haut rendement en technologie GaN
européenne ont pour la première fois été démontrés et
atteignent désormais des performances au niveau de
l’état de l’art.
Principaux résultats
Concernant la thématique micro/nanoélectronique :
En radar, guerre électronique, communications, la
technologie GaN devient incontournable, que ce soit
pour la montée en puissance ou en fréquences. Le
substrat reste aujourd’hui un problème, au niveau
sécurité d’approvisionnement et coût. Deux thèses
complémentaires réalisées à l’IEMN ont donné des
résultats très encourageants sur substrat Silicium et
Saphir.
Concernant la montée en fréquences, une technologie
de grille a été mise au point et des hétérostructures
HEMTs de type AlGaN/GaN et InAlN/GaN présentent
des résultats proches de l’état de l’art :
-H
EMT AlGaN/GaN sur Si (111), Ft = 75 Ghz et Fmax
= 125 Ghz , pour une longueur de grille de 125 nm ;
HEMT InAlN/GaN sur saphir, Ft = 113 Ghz et Fmax =
200 Ghz , pour une longueur de grille de 75 nm, le
fonctionnement en puissance restant à améliorer ;
-H
EMT AlGaN/GaN sur Si (111), 1,5 W/mm @40 Ghz ,
avec une PAE de 10 % pour une longueur de grille de
225nm ; HEMT InAlN/GaN sur saphir, 2,9W/mm
avec une PAE de 29 % @ 18 Ghz et 2W/mm avec PAE
= 13%@40 Ghz , pour une longueur de grille de 225
nm.
Coté puissance hyperfréquence, une technologie à
grand développement est aujourd’hui disponible (grille
multi-doigts à ponts à air ou BCB). Les principaux
résultats sont @ 18GHz, 3,7 W/mm (développement
4*75 µm) <=>1,1 W ; @4GHz, 2W/mm PAE = 40%,
résultats proches de ceux de NITRONEX @4GHz,
2,5W/mm et PAE = 40%.
▲ Grille de 75 nm (IEMN)
▲ Technologie pont à air (IEMN)
Concernant la thématique MEMS/NEMS :
En Communications
et Radar, il est important de protéger les
têtes de réceptions
hy per fréquences,
contre des agressions en puissance.
La thèse réalisée au
CNRS-XLIM sur le
développement de
limiteurs de puissance
radiofréquences à base de MEMS-RF, a permis de mettre au
point une méthode de conception de MEMS à faible
tension d’abaissement (Vp ~5 à 6 V), et des premiers
éléments de fiabilité ont été obtenus sur ce type de
composants.
Cette technologie est implémentable pour la conception de dispositifs accordables comme des filtres,
déphaseurs, adaptateurs d’impédance, ou des limiteurs de puissance absorbants large bande. Des compléments de développements sont nécessaires pour
amener cette technologie à maturité, mais dès à présent une thèse complémentaire sur le packaging est
en cours.
D’autres travaux sont en cours sur le développement
d’une technologie de micro-packaging hyperfréquences pour des MEMS-RF dans le cadre d’un RAPID
(TRONICS) et des résultats encourageants ont été
obtenus. Il est à noter que sur ce type de composants
la fiabilité, liée en grande partie au packaging, reste
un point critique pour le déploiement de cette technologie, et que seuls deux fournisseurs : Radant (US) et
OMRON (Japon) sont présents sur le marché.
Concernant les senseurs inertiels, il est important de
poursuivre la miniaturisation des dispositifs, d’accroitre la robustesse mécanique et de réduire des
coûts, tout en conservant des performances équivalentes à la technologie quartz. C’est dans cet objectif,
qu’une thèse ONERA a été effectuée. Elle portait sur la
conception et l’évaluation des performances d’un
micro-gyromètre vibrant triaxial à effet Coriolis et à
structure plane sur GaAs. Une structure originale a
été conçue, intégrant sur une puce d’environ 1 cm 2,
37
Capteur InGaAs à large
étendue spectrale de
0,4 à 1,7μm
Pour la protection du combattant, il est
important d’associer à la vision jour/nuit de la bande visible, la
détection des menaces liées aux tâches lasers à 1,06 et 1,55µm.
Une REI portée par 3-5 lab, a permis d’étendre la bande spectrale classique de l’InGaAs du capteur Cactus existant (0,9 à
1,7 µm) à la bande 0,4µm -1,7µm. La structure a été adaptée pour
minimiser l’absorption de l’InP dans le visible, et des antireflets
larges bandes ont été réalisés. L’extension visible obtenue présente d’excellents rendements quantiques : QE@500nm > 40 %,
QE@700nm > 70 %, ce qui place ces capteurs au niveau de la
concurrence nord-américaine.
▲ Rendement quantique obtenu ▲ Image réalisée de nuit
du visible au SWIR
Données 3-5 Lab, GIE Thalès/Alcatel Lucent
les 3 axes : 1 mode pilote et 3 modes de détection
piézoélectriques, compatible avec la classe moyenne
performance. La technologie de gravure profonde sur
GaAs a été développée.
Gyromètre triaxe. ONERA
Des premiers résultats encourageants
ont été obtenus sur
Silicium, si ces résultats se confirment
après réalisation complète sur GaAs, cette
structure offre un réel
potentiel par rapport
à l’état de l’art.
Une REI portée par
SILMACH a permis d’investiguer des capteurs de position intégrés, dédiés à la commande asservie de
micromoteurs MEMS pas à pas et à l’interrogation à
distance de microcapteurs MEMS sans énergie destinés au contrôle de santé des structures.
Ces travaux ont donné naissance à deux systèmes. Le
premier associe un moteur MEMS à actionneur électrostatique et un capteur magnétique à effet Hall permettant son asservissement en position avec une
précision de l’ordre de ±2°. Le second associe un capteur mécanique ChronoMEMS destiné au contrôle de
santé des structures avec un circuit RF à base de résonateurs SAW et un micro-interrupteur permettant
l’interrogation à distance, et sans énergie embarquée,
du dépassement de seuil du capteur.
38
Concernant la thématique nano photonique :
Dans le cadre d’une REI couplée à une thèse, l’apport
des nanotechnologies sur l’amélioration potentielle
des imageurs infrarouges bolométriques a été étudiée
(ONERA+ LPN), que ce soit en termes de nouveaux
matériaux ou de nouvelles structures. Dans une première partie, des bolomètres à base de nanotubes de
carbone (NTC) ont été réalisés. Ils présentent un effet
bolométrique sur une large bande spectrale allant
jusqu’au Thz, mais avec un facteur 10 au dessous des
bolomètres classiques en Si amorphe pour le
TRC :-0,2 % / °K. Ils ne peuvent donc pas à ce stade de
développement concurrencer la filière actuelle, et un
travail conséquent sur les NTC eux-mêmes s’avère
nécessaire pour espérer dépasser ces résultats. Dans
la 2ème partie, des résonateurs sub-longueur d’onde
permettant d’obtenir des absorptions quasi-totales
signées spectralement dans de très petits volumes ont
été étudiés. Les travaux ont porté sur la compréhension des mécanismes d’absorption de telles structures, et de nouveaux concepts de bolomètres ont été
proposés. Ce point est une rupture au niveau des
détecteurs : possibilité de réduire fortement le volume
des détecteurs (pas pixel) et de faire du multi spectral.
Un PEA est lancé coté direction technique (DT).
Relations avec la communauté scientifique nationale et/ou internationale.
De nombreux échanges ont eu lieu avec des laboratoires, que se soit dans le cadre de projets, de thèses,
ou de rencontres spécifiques. En 2012, les rencontres
ou échanges les plus fréquents ont été avec l’IEMN, le
LAAS-CNRS, le CHREA, XLIM, le L2E, l’IEF, le LPN,
l’INL, l’IPNL/IN2P3, l’IM2NP, le CINaM, l’IES, l’UMICINTRA de Singapour (Unité Mixte Internationale du
CNRS), FEMTO-ST en liaison avec le métier
Composants de la Direction technique de la DGA, le
CEA (LETI, INAC…), et l’ONERA.
Le domaine est aussi en relation avec les écoles
comme l’ISAE, l’École Polytechnique, Télécom Paris
Tech, IOGS et avec de nombreux industriels de la
Défense dont les principaux sont : TRT / Thalès,
SAGEM DS, EADS, Photonis, e2v, Tronics…
Le domaine a participé :
•a
u séminaire annuel de l’OMNT (Observatoire des
Micro et Nanotechnologies) qui offre une bonne synthèse des avancées du secteur Nanotechnologies en
2011. On peut noter des avancées très significatives
en Spintronique, en Nanoélectronique à base de graphène, et en térahertz.
•a
ux Journées J3N (Journées Nationales en
Nanosciences et Nanotechnologies) organisées par
l’ANR et CNANOs, lieu d’échange important de la
communauté scientifique.
•a
u workshop MEMS inertiels dans lequel plusieurs
projets soutenus par le domaine via une thèse
ONERA et deux projets ASTRID (IEMN/FEMTO-ST/
CHREA et IES/ISL.) ont été présentés.
•a
u workshop Nanotechnologies organisé à l’AED
(agence Européenne de Défense), ou la filière GaN a
été cité en exemple pour sa réussite de structuration
au niveau Européen et ou la Spintronique est apparue comme une thématique future, porteuse de ruptures sur les applications hyperfréquences et de
détections de menaces.
•à
la journée SECURE DAY NRBC-E en lien avec le
programme 191 de recherche duale, qui a permis de
montrer de réels progrès sur les capteurs de détections de menaces , à l’interface entre les domaines
Nanotechnologies et Biotechnologie.
Divers
Le projet de coopération international dans le cadre
du programme SAFARI (France/DGA - Singapour /
DRtech, MINDEF) sur des Nano antennes se poursuit,
ainsi que les échanges avec l’équipe concernée de «
Nanyang Technological University »(NTU).
Le domaine scientifique Nanotechnologies a poursuivi en 2012, les relations privilégiées avec l’ANR au
travers
du
programme
P2N
(Programme
Nanotechnologies et Nanosystèmes), cofinancé par la
DGA. A ce jour, 25 programmes P3N/P2N sont suivis
coté DGA.
Lors d’un séminaire InnoSciences, Albert FERT, prix
Nobel de Physique, a présenté la SPINTRONIQUE
devant une centaine de participants de la DGA. Pour
la spintronique, en plus des applications civiles
connues comme les têtes de lectures utilisées sur les
disques durs (GMR), des applications potentielles au
niveau des télécommunications et de la Défense
devraient voir le jour à moyen terme : oscillateurs à
transfert de spin offrant précision et agilité en fréquences, analyseur de fréquences…
Au premier forum de l’innovation DGA du 27 Novembre
2011, le domaine a présenté ses activités dans l’atelier
et sur le stand « Composants électroniques ». Le
démonstrateur exposé était le résultat d’une REI portée par New Imaging Technologies, un senseur d’imagerie CMOS MégaPixel de dynamique supérieure à
120dB, adapté au couplage avec un tube intensificateur de lumière.
Enfin dans le cadre des relations interministérielles, le
RDS est le correspondant interministériel du pôle de
compétitivité Elopsys dont les activités principales
sont les microondes, la photonique, les réseaux sécurisés, les images et interfaces numériques. Il a participé à la deuxième évaluation du pôle, qui a été classé
dans la catégorie des pôles performants.
39
Domaine scientifiques 5
PHOTONIQUE (PHOTON)
Philippe Adam
Les technologies optiques offrent des potentialités importantes pour les applications qui intéressent la défense et sont associées à de nombreuses fonctions. De manière générale, les
performances offertes par ces techniques leur confèrent un rôle privilégié dans le domaine
de l’acquisition de l’information. Ainsi, la fonction observation occupe une place importante
et les systèmes d’imagerie constituent une thématique centrale. L’intérêt défense s’exprime
également pour d’autres applications. On peut citer par exemple l’utilisation des techniques
de spectroscopie en matière de détection NRBC ou des interféromètres à ondes de matière
pour la réalisation de senseurs inertiels de haute performance. En outre, les systèmes laser
offrent un apport intéressant pour la neutralisation d’agressions au travers, par exemple, des
systèmes de contre-mesure optronique ou, à plus long terme, des armes laser de haute énergie. Le domaine Photonique couvre les technologies relatives à l’utilisation de rayonnements
électromagnétiques depuis les ondes THz jusqu’aux rayons gamma :
- les sources, fibres optiques et détecteurs ;
- les systèmes d’imagerie ;
- les techniques de spectroscopie ;
- la métrologie temps-fréquence, les senseurs inertiels,
- la plasmonique, les métamatériaux.
Bilan des activités 2012 du domaine scientifique PHOTON
Thème
Soutenues
Thèses
Sources, fibres
et détecteurs
Horloges atomiques,
senseurs à ondes de matière,
information quantique
Plasmonique,
nanophotonique
7
12
10
5
6
6
7
4
2
1
En cours
Acceptées
Stages
post-docs
Systèmes
d’imagerie
Soutenus
En cours
Acceptés
Soutenus
Stages ERE
1
En cours
1
Acceptés
Projets des
écoles sous
tutelle DGA
Projets
des pôles de
compétitivité
REI
Terminés
3
En cours
Acceptés
Terminés
1
1
En cours
2
1
Acceptés
Terminés
1
En cours
1
1
Terminés
RAPID
En cours
1
Acceptés
1
4
1
2
1
1
1
Terminés
ASTRID
Programmes
ANR - P2N
40
En cours
1
4
Acceptés
2
2
2
2
Terminés
En cours
Acceptés
1
Résultats & Etudes retenues
- les sources lasers
La physique des lasers offre aujourd’hui un large
domaine de possibilités pour la conception de sources
permettant d’atteindre des performances compatibles
avec des missions opérationnelles variées : télémétrie,
désignation, imagerie, lidar, détection d’optique pointée, contremesures optroniques …
• La détection de matières dangereuses est clairement
une priorité (NRBC, explosifs …). Dans cette perspective, le challenge principal est la détection de trace
avec des niveaux de sensibilité de l’ordre du ppb (10-9)
et dans un environnement très bruité. Pour atteindre
ce but, une nouvelle approche est fournie par les
lasers QCL (Quantum Cascade Laser ou Laser à
Cascade Quantique). Une nouvelle approche conduit à
la conception et fabrication d’un réseau cohérent de
QCL de manière monolithique avec une puissance de
sortie supérieure à 1W, un rendement à la prise de
plus de 10 % pour une longueur d’onde autour de 8µm
(projet COCASE/ASTRID). Ce type de source insérée
dans une cavité externe doit fournir une puissance de
l’ordre du watt pour couvrir une gamme spectrale de
200 cm-1, nécessaire pour optimiser la sélectivité.
L’extrapolation des performances actuelles permettent
d’envisager une sensibilité dans le domaine sub-ppb.
L’image ci-contre, prise en
microscopie électronique
montre la structure (intermédiaire dans le processus
de fabrication) en réseau
des lasers QCL microrubans. Cette technologie
prometteuse permet d’envisager des techniques de
détection hétérodyne pour la détection à distance
(fuite, surface/sol pollué …). Ceci nécessite à la fois
des sources énergétiques, accordables et présentant
une excellente qualité de faisceau, la concomitance de
ces performances constituant un vrai challenge technologique (Projet QUIGARDE/ASTRID)
• Pour des détections à plus longue portée sensibles et
sélectives, les méthodes optiques à base de laser
(spectroscopie d’absorption différentielle du signal
rétrodiffusé et/ou absorbé) nécessitent des sources de
puissances importantes (supérieures au mJ) et accordables dans le domaine 8-14 μm. Actuellement, il
n’existe pas de telles sources solides capables d’atteindre ces régimes d’émission qui conféreraient au
système des portées de détection de quelques km. Le
projet MUSTARD (ASTRID) a pour but de fournir une
source idoine, alliant des technologies de pointe :
configuration OPO (brevet ONERA), un cristal non
linéaire (développement TRT) et un pompage fibré
(brevet Teem Photonics). L’association de ces technologies devrait permettre la conception de système de
détection fiable, de dimensions compatibles avec les
contraintes opérationnelles et d’utilisation simplifiée.
• Depuis plusieurs années, les conflits récents ont mis
en évidence une montée en puissance des engins
explosifs improvisés (EEI). Ainsi, les forces armées se
trouvent exposées à un nombre particulièrement
élevé d’attaques EEI sur le terrain. Cette menace est
aujourd’hui considéré comme prioritaire au niveau du
ministère de la défense ; et elle fait l’objet d’un effort
particulier qui vise à doter nos soldats de moyens de
lutte et de protection efficaces. Le laser est une technologie innovante permettant de
simplifier la neutralisation des engins explosifs improvisés. En effet, la solution la plus couramment utilisée
aujourd’hui par les équipes de déminage repose sur la
destruction systématique de l’objet suspect sans tentative de désamorçage. Elle impose certaines
contraintes qui en pratique conduisent à un temps de
traitement considéré comme excessif. La technologie
laser peut permettre de réaliser une neutralisation
non destructive des engins explosifs, basée sur un
perçage laser de leur enveloppe et une combustion
lente du matériau pyrotechnique. De plus, elle permettra de réaliser cette opération à distance.
Les études menées développent un nouveau concept
de « booster » pompé optiquement par une source
ultra brillante. Réalisé par le CELIA, le système intègre
pleinement le concept nouveau de booster et permet
une compacification plus importante et des performances plus élevées.
-F
onctionnement à hautes cadences (50kHz-1MHz)
grâce à la technologie fibrée, très efficace en gestion
thermique
-E
nergies supérieures à 50μJ et allant jusqu’au mJ,
l’objectif étant le perçage de plaques d’acier épaisses.
-D
urées d’impulsions < 10 ps le perçage devant être le
plus athermique possible afin d’éviter l’instabilité de
l’explosif. Cette stratégie de développement minimise les risques, l’étude ayant pour but de produire
un système minimal compatible avec le développement du procédé de déminage non destructif.
• Il n’existe pas de source UV à base de laser à solide
compacte, robuste et à coût modéré pour des
puissances inférieures à 100mW. Ceci est inhérent à la
solution de doublage de fréquence en cavité externe
déployée.
L’idée maitresse des
études entreprises
consiste en l’application du principe
de la technologie
monolithique des
cavités laser à cavité
externe (développée
▲ Cavité monolithique (Crédit OXXIUS)
par Oxxius). Ce résonateur externe est
petit et beaucoup moins sensible à l’environnement
thermique et mécanique. Le cristal doubleur de fréquence est le BBO. Il s’agit alors de développer les procédés technologiques nécessaires, entre autre, à l’adhérence de miroirs pour la réalisation du résonateur
• Le séquençage ADN automatique, dérivé de la
méthode de Sanger, requiert l’emploi de marqueurs
fluorescents dont la lumière émise après excitation
par un laser est captée par une cellule CCD. Jusqu’à
présent, les systèmes de séquençage automatiques
utilisent des sources lasers dont les puissances n’excèdent pas 0.2-0.3 W dans le domaine visible.
La tendance actuelle, dans le domaine du séquençage, mais aussi pour tous les domaines des biotechnologies utilisant la photonique, est la recherche de
nouvelles sources optiques :
Mission
Mission pour
pour la
la recherche
recherche et
et l’innovation
l’innovation scientifique
scientifique •• Bilan
Bilan 2012
2012
41
41
-p
lus puissantes afin d’augmenter le volume et le
débit d’informations et ainsi diminuer le coût.
- plus fiables, sans maintenance afin d’augmenter la
disponibilité de l’équipement.
Le projet ELBA a pour but principal de démontrer la
maturité industrielle d’une nouvelle génération de
lasers visibles dans le domaine des biotechnologies et
il vise plus particulièrement le développement de
telles sources pour le marché du séquençage ADN.
Deux objectifs sont visés :
-
Développer des systèmes lasers visibles monolithiques d’une puissance typique de 0.5 à 1W. Il
s’agira de lasers massifs doublés intracavité de forte
puissance.
- Développer une nouvelle génération de lasers visibles
de plus fortes puissances (>1W) basés sur la technologie des lasers à fibre, technologie alliant performances, simplicité et coûts compétitifs pour l’intégrateur final.
De par les spécifications visées, ce projet de développement constitue une rupture technologique majeure
par rapport aux technologies lasers existantes.
• Jusqu’à ces dernières années, le marché des diodes
laser de puissance QCW (Quasi Continuous Wave) se
limitait aux applications suivantes :
- Défense (Désignateur, illuminateur, range finder,..)
- Spatial (LIDAR, LIPS)
-
Industriel (Laser impulsionnel pour la fabrication
d’écrans LCD où Quantel détient 60 % du marché))
- Scientifique :
• L aser haute énergie pour la fusion nucléaire : LMJ,
NIF,..
• LIPS (Laser Induced Plasma Spectroscopy)
Depuis 2 ans, de nouveaux besoins sont apparus :
- Laser femto seconde pour la proton-thérapie,
- L aser très haute énergie pour la fusion nucléaire «
industrielle» (LMJ / NIF)
- L aser très haute énergie pour la recherche
fondamentale sur la
matière (ELI, ILE,
ILASE,..), Dipole (UK),
- Laser militaire d’interception.
- L aser pompé en bout
(End
Pumping)
nécessitant
des
diodes de très forte
▲ Exemple de diode 5kW
crête @ 980nm (Crédit Quantel LD))
brillance.
Ces nouvelles applications nécessitent le pompage
des cristaux du laser par une source à diodes laser et
non plus à lampes flash.
En effet les énergies de pompage nécessitent une efficacité supérieure à 50 % contre 5 % pour les lampes.
Elles fonctionnent en mode impulsionnel et utilisent
des diodes QCW; les puissances crête des réseaux de
diodes atteignent les quelques MW à quelques GW.
Dans cette perspective, la qualité fondamentale du
faisceau émis est sa brillance.
L’objectif principal des études entreprises dans ce
domaine est de développer les nouvelles briques technologiques que ce type de diode de puissance requiert,
associées à un coût de production (on parle de $/W)
42
divisé par un facteur 10 à 50 par rapport à celui de
2011 (qui se situe aux alentours de 1$/W pour une
puissance délivrée de 10 MW).
Pour les performances optiques sur ce type
d’application, on parle de «brillance» (puissance crête
par cm² et par stéradian). Là encore, les performances
visées sont d’une décade supérieure à l’état de l’art
actuel (>8MW/cm 2/sr).
Les briques technologiques qui seront développées
(financement ASTRID) incluent le développement du
semi-conducteur GaAs (barrette), le packaging des
barrettes, les optiques ou lentilles de collimation, le
générateur de courant impulsionnel (Driver) et le panneau incluant l’échangeur thermique à très faible
résistance thermique (plaque froide) qui assure l’évacuation les calories (plusieurs kW).
- Systèmes d’imagerie
• Le projet ASTRID/ILOOP a pour objectif l’optimisation des caractéristiques de propagation d’un laser
femtoseconde par l’utilisation d’une part de miroirs
femtoseconde à haute tenue au flux et d’autre part
d’optiques adaptatives multi-conjuguées reliées à un
senseur de surface d’onde par diversité de phase.
Cette optimisation vise à terme des applications pour
la génération de manière contrôlée de multi-filaments
et à l’éblouissement de cibles.
Les applications concernées par ce projet concernent
aussi bien le secteur civil que militaire, parmi lesquelles on peut citer l’accélération de particules, la
génération de sources de rayonnement X intense, la
contre-mesure optronique ou le guidage de forts courants par filamentation laser.
Les sources laser intenses requièrent des composants
optiques de grande qualité (réflectivité, planéité et
seuil d’endommagement) et aussi de grandes dimensions. La qualité spatiale du faisceau, tant en propagation qu’en focalisation, essentielle pour atteindre les
densités de flux recherchées, est quant à elle améliorée grâce à l’utilisation d’optiques adaptatives :
-
développement de miroirs à réflexion maximale à
seuil d’endommagement élevé afin d’assurer le
transport des impulsions tout en réduisant les
dimensions de faisceau.
- en intégrant sur un laser femtoseconde une Optique
Adaptative Multi-Conjuguée (OAMC) couplée à un
nouveau senseur de front d’onde basé sur la diversité de phase pour contrôler à la fois l’amplitude et la
phase spatiale.
• Les systèmes d’imagerie polarimétriques actifs ont
montré leur efficacité dans le contexte militaire (détection d’objet, décamouflage) et civil (imagerie biomédicale, contrôle industriel). Ils apportent une plus-value
particulièrement importante dans les applications de
détection/identification car ils permettent de révéler
des contrastes qui n’apparaissent pas dans les images
classiques, panchromatiques ou multispectrales.
Un imageur polarimétrique illumine la scène avec une
lumière ayant un état de polarisation fixé et analyse
l’état de polarisation de la lumière rétrodiffusée par la
scène. Or des études récentes ont montré qu’il est
possible d’augmenter le contraste de manière significative en adaptant les états de polarisation à la scène
observée. Ces techniques d’optimisation supposent
cependant connues les propriétés polarimétriques de
l’objet, limitant ainsi l’utilisation pratique.
spatiales d’une part et par les fluctuations de l’environnement thermique en vol d’autre part.
Afin d’exploiter pleinement le potentiel de ces techniques, il est donc nécessaire de concevoir des systèmes qui s’adaptent de manière automatique à la
scène observée. Or si les caractéristiques de la scène
ne sont pas connues à l’avance, l’information nécessaire ne peut venir que d’algorithmes permettant de
faire l’analyse de l’image. Pour optimiser les performances d’un imageur polarimétrique, la condition
essentielle est donc d’intégrer, dans un même système, des algorithmes de segmentation d’image performants et rapides, et un module d’imagerie agile
permettant de générer n’importe quel état de polarisation en illumination et en réception.
L’optique active va corriger des biais constants qui
apparaissent dès la mise en orbite, liés à l’apesanteur
et à l’environnement thermique moyen, puis ensuite
les déformations thermo-élastiques de la structure du
télescope et du miroir primaire induites par les variations de l’environnement thermique liées à l’orbite du
satellite.
• L’imagerie visible/proche infrarouge IR et IR thermique (8-12 µm) trouve un grand nombre d’applications toujours en forte croissance. La fusion de ces
deux (ou trois) images complémentaires permet d’envisager beaucoup d’applications civiles et militaires.
Pour les applications militaires, il est par exemple
plus facile de se déplacer dans le noir avec une imagerie proche infrarouge intensifiée et l’imagerie thermique est indispensable pour décamoufler les cibles.
Deux matériaux connus depuis très longtemps, ZnS
et ZnSe, peuvent être envisagés pour la fabrication
d’optiques multispectrales, même si ces deux matériaux ne couvrent que partiellement ces deux bandes
spectrales. Ces matériaux sont fabriqués avec un processus très complexe et sont très onéreux. Ces sont
des matériaux poly cristallins et ils ne sont pas moulables.
Ce projet se propose de développer des verres transparents du visible jusqu’à 12 µm et de mettre au point
un procédé de fabrication d’optiques multi spectrales
par moulage. Les traitements antireflets très large
bande constituent également un challenge important.
Un système de vision fusionnant l’imagerie visible ou
proche infrarouge et l’imagerie thermique sera proposé avec une même optique d’entrée, simplifiant
considérablement la conception et la fabrication.
C’est une rupture technologique qui permet d’envisager de nombreuses applications aussi bien civiles que
militaires.
• Les techniques d’optique active et adaptative sont
aujourd’hui utilisées opérationnellement par les
grands télescopes sol (VLT) pour corriger la dégradation de qualité image induite par la turbulence atmosphérique
(optique
adaptative) ainsi que
les déformées du télescope en fonction de
son orientation par
rapport à la gravité
(optique active). Dans
le cadre d’une application spatiale, la problématique est différente.
Il s’agit de corriger uniquement des défauts
propres au télescope
(optique active). Ces
défauts sont induits par
la différence d’environ▲ Miroir Actif Déformable Régulé
nement entre le réglage
pour Application Spatiale (Projet
au sol et les conditions
MADRAS/FUI)
Les prochains défis de l’observation de la Terre et de
l’astronomie à très haute résolution, soit en orbite
basse, soit en orbite géostationnaire conduisent à des
dimensions de pupille importantes et donc soit à des
miroirs primaires de plusieurs mètres de diamètre
soit à des télescopes déployables. Dans les deux cas,
les contraintes de poids et de dimensions conduisent
à des miroirs et des structures allégés qui sont sensibles à la gravité et aux déformées thermo-élastiques.
Pour corriger ces déformations, deux voies sont
nécessaires, d’une part avec un mécanisme à cinq
degrés de liberté au niveau du miroir secondaire pour
corriger les déformations de la structure et d’autre
part avec un miroir actif déformable au niveau de la
pupille de sortie du télescope pour corriger principalement les déformées du miroir primaire et les résidus
d’aberration des déformées de la structure.
L’objectif de l’étude a été de démontrer la faisabilité
de l’optique active pour les applications spatiales. A
partir des différentes études système antérieures, une
synthèse des différents besoins de correction du front
d’onde a été établie, en fonction de l’application
(observation de la Terre en orbite géostationnaire ou
à très haute résolution en orbite basse, observation
astronomiques à haute résolution) et du type de télescope (monolithique ou déployable) pour établir une
spécification commune du système d’optique active :
-P
erformance : nombre de polynômes de Zernike à
corriger, amplitude, précision
-F
réquence de régulation, contraintes logiciel – calculateur de bord,
- Dimensions, masse, consommations
- Environnement thermique et mécanique
Cette spécification a servi ensuite de base pour établir les exigences de la maquette d’optique active
(composée du miroir plan avec ses actionneurs et sa
structure, l’électronique de commande/contrôle et les
algorithmes). La définition de cette maquette prend
en compte les exigences d’environnement spatial
pour le dimensionnement du miroir, de la structure,
des lois de contrôle (fréquence, capacités et temps de
calcul).
L’optique active n’a pas encore été mise en œuvre
dans le cadre d’applications spatiales ; cette étude
constitue donc la première démonstration concrète
des possibilités de l’optique active pour corriger les
défauts d’un télescope en vol. Cette optique active
sera indispensable pour la réalisation des futurs
grands télescopes. L’autre caractère innovant réside
dans l’utilisation des capacités ainsi démontrées de la
correction des télescopes en vol, sur des télescopes de
taille plus réduite de manière à relâcher les contraintes
de dimensionnement et de réglage/vérification de ces
télescopes.
43
Applications innovantes
Système de pulvérisation cathodique de couche mince optique
pour optique de grande dimension
• PACA2M est un projet de
en garantissant la qualité des dépôts
développement et de mise en
requise,
service d’une plateforme indusCet équipement est muni d’un système de
trielle innovante exceptionnelle en
contrôle optique temps réel et in situ du
Europe pour la production de traitements
dépôt des couches, permettant d’interveoptiques haut de gamme de composants
nir sur le déroulement du dépôt et de le
de grandes dimensions. Cette platecorriger en mesurant directement la foncforme, mutualisée avec le concours de
tion optique en cours de fabrication sur
POPSud, rassemble en salle blanche des
les composants.
équipements propres à garantir sa comLa plateforme rassemble, autour du bâti
pétitivité.
de dépôt, des équipements de nettoyage
Ce moyen de pulvérisation cathodique ▲ Machine PACA2M (PulvérisAtion
automatisé de composants, une unité de
sera utilisé d’une part pour assurer la CAthodique pour optiques de 2 Mètres
détraitement chimique et un système de
réalisation des réflecteurs de grande
manutention de grands composants;
dimension nécessaires aux amplificaElle est enfin équipée d’un réflectomètre
teurs du laser MégaJoule. En parallèle,
innovant qui permet de réaliser des
la mutualisation de cet équipement permesures avec une précision inégalée.
mettra de réaliser d’autres types de
Ce moyen de pulvérisation cathodique
composants optiques de grande dimenest utilisé d’une part pour assurer la
sion destinés par exemple aux applicaréalisation des réflecteurs de grande
tions spatiales, et d’adresser ainsi de
dimension nécessaires aux amplificanouveaux marchés.
teurs du laser MégaJoule. Il constitue
Elle accueille le plus grand bâti d’Europe
également un équipement très intéresdédié à l’optique haut de gamme utilisant
sant pour les traitements des optiques
la pulvérisation cathodique en défilement
des grands instruments d’optique tel que
linéaire: une technologie à la productivité ▲ Intérieur de la chambre de dépôt
le VLT (Very Large Telescope). En paralhors norme permettant le dépôt «à froid»
lèle, la mutualisation de cet équipement
de couches «dures» aux excellentes propriétés optiques et
permettra de réaliser d’autres types de composants optiques de
mécaniques, technologie qu’il est aujourd’hui possible de dévegrande dimension destinés par exemple aux applications spalopper pour atteindre une capacité de traitement de 2m x 2m tout
tiales, et d’adresser ainsi de nouveaux marchés.
Caméra infra-rouge :
vers l’intégration des fonctions d’imageries dans le plan focal
44
Caméra sur puce IR cryogénique.
Thèse Florence de la Barrière
Crédits : ONERA, Institut d’Optique, CEA/LETI
et PEA Témoin (financé par l’UM TER)
▲
Des travaux de recherche sont
actuellement menés pour miniaturiser les systèmes optiques : moins volumineux et moins chers, ils peuvent prétendre
à être diffusés dans des applications diverses.
L’objectif de cette thèse est de concevoir des
systèmes d’imagerie extrêmement compacts,
intégrés au plus près du détecteur infrarouge
refroidi, et idéalement solidaires de celui-ci. Ces
travaux ouvrent la voie à une nouvelle génération de détecteurs infrarouges, qui intègrent
une fonction d’imagerie.
MATÉRIAUX, CHIMIE ET ÉNERGIE (MCE)
Bruno Mortaigne & Eric Lafontaine
Les matériaux, la chimie et l’énergie sont intimement liées dans l’organisation de la matière
et de ses différents états. Les propriétés obtenues sont intimement liées à la microstructure
de la matière, ce qui nécessite dans notre approche scientifique de mener des actions sur les
matériaux en eux-mêmes et sur les procédés d’élaboration. De fait, le domaine recouvre des
capacités élémentaires issues des propriétés physiques ou chimiques des matériaux considérés, et de la chimie mise en œuvre :
- L es capacités d’endurance dans des conditions très sévères, mécaniques et/ou thermiques,
externes (blindages et protections, têtes de pénétration) ou internes (moteurs d’aéronefs et
de missiles) avec les thèmes :
1. Matériaux pour sollicitations mécaniques et efforts extrêmes (protection) ;
2. Matériaux aux tenues thermiques et thermomécaniques élevées.
- L es capacités fonctionnelles pour satisfaire du camouflage, de la détection de menaces
chimiques ou biologiques, de l’observation, du leurrage, de la décontamination ou encore
de la corrosion, qui devront aboutir à la multifonctionnalité des matériaux :
3.Matériaux fonctionnels pour applications électromagnétiques, optiques, acoustiques,
piézo-électriques et matériaux intelligents ;
4.Matériaux pour la détection ou la protection chimique / biochimique et corrosion.
- L es capacités de stockage et de gestion de l’énergie (systèmes électrochimiques, mécaniques, thermodynamiques) et de production d’énergie (propergols, carburants, hydrogène)
avec les thèmes :
5. Matériaux du génie électrique, du stockage et de la production d’énergie électrique ;
6. Matériaux énergétique
Bilan des activités 2012 du domaine scientifique MCE
1Sollicitations
mécaniques
et efforts
2Tenue thermique,
thermomécanique
Soutenues
1
En cours
16
Acceptées
3
Thème
Thèses
Stages
post-docs
4Détection et
protection bio/
chimique
5Génie
électrique stockage
1
7
1
3
4
10
8
14
5
1
3
1
1
2
6Matériaux
énergétiques
Soutenus
1
En cours
Acceptés
Soutenus
Stages ERE
3Matériaux fonctionnels
1
En cours
Acceptés
Projets des
écoles sous
tutelle DGA
Projets
des pôles de
compétitivité
REI
Terminés
En cours
2
Acceptés
2
1
1
1
1
Terminés
6
2
2
6
En cours
20
1
7
4
21
Acceptés
5
3
2
1
4
Terminés
4
2
2
2
1
En cours
1
1
1
2
1
1
Suite page suivante
45
1Sollicitations
mécaniques et
efforts
Thème
RAPID
2Tenue thermique,
thermomécanique
3 - Matériaux
fonctionnels
4 - Détection et
protection bio/
chimique
5 - Génie
électrique stockage
10
Terminés
1
En cours
6
4
2
6
3
Acceptés
3
1
2
2
6 - Matériaux
énergétiques
2
1
Terminés
ASTRID
En cours
2
2
2
Acceptés
Programmes
ANR
En cours
5
3
Acceptés
3
2
Etudes retenues
En 2012, 15 projets ASTRID ont été classés en A et B
par le comité d’évaluation, pour le domaine. Parmi
ceux-ci, et compte tenu des financements disponibles,
cinq projets seront finalement financés.
Deux
concernent plus spécifiquement les matériaux énergétique en abordant la thématique de l’amorçage d’explosifs intrinsèques par des nanothermites, et l’analyse nanoseconde en détonique par réseaux optiques
dans les matériaux énergétiques de défense, un
concerne l’étude de cristaux de LGT pour applications
temps fréquence, un est focalisé sur la détection de
toxique (cristaux photoniques et polymères à
empreinte moléculaire pour la détection optique de
grande sensibilité de substances chimiques et de polluants), alors que le dernier concerne la protection des
surfaces et plus spécifiquement les nouveaux revêtements électroactifs pour inhiber l’adhésion du biofilm
marin sur des structures immergées en mer.
Dans les sujets qui ont été retenus, de manière
connexe au domaine MCE, plusieurs projets multidisciplinaires seront également traités (domaine nano,
ondes, photonique).
En complément de ces travaux sur les très bas TRL, le
domaine scientifique a par ailleurs maintenu en 2012
les relations privilégiées qu’il entretient avec l’ANR sur
les programmes Matériaux et Procédés (MatetPro),
Chimie Durable Innovation Industrie (CP2D puis
CD2I) et Stockage de l’Energie (Stock-E puis
Progelec). Il participe aux comités de pilotage de ces
programmes, ainsi qu’au comité sectoriel, et a pu faire
prendre en compte les besoins Défense dans le choix
des sujets retenus pour financement.
Le cofinancement de ces programmes a donné accès
à la DGA au suivi de huit nouveaux projets en 2012 et
à la disponibilité des résultats de 24 projets en cours.
Les activités privilégiées pour l’énergie abordent les
batteries tout solide à ions fluorure, le développement
des électrodes haute tension pour les batteries Li-ions
et les cellules solaires à colorant par sensibilisation.
Les activités matériaux sont centrées sur l’optimisation de l’usinage du titane, sur la modélisation des
structures composites sous sollicitations complexes et
sur l’étude du comportement de fissures courtes de
corrosion sous contrainte. Les céramiques eutectiques pour nouvelle aube de turbine à rendement
amélioré, ainsi que les assemblages innovants des
matériaux (SiC, C/C, SiC/SiC) envisagés pour l’énergie
et les environnements extrêmes seront également
étudiés.
46
1
2
5
Terminés
4
2
8
2
3
L’année 2012 a également permis de tirer partie des
processus RAPID et FUI. Depuis 2010, une montée en
puissance du nombre de projet soutenus est constatée. Ils permettent actuellement de compléter efficacement la recherche menée par le domaine scientifique, de prendre en compte les besoins Défense, et de
faire le lien avec les PEA pour couvrir des niveaux de
TRL plus élevés (TRL 3 à 5). Cette efficacité pour la
recherche est vraisemblablement due au fait que le
développement des matériaux se fait sur un cycle de
longue durée, et que ceux-ci, comme la chimie, sont à
la base des systèmes. Les actions menées dans les
pôles permettent un fort retour sur investissement
(facteur 4 au moins).
Dans ce contexte, huit projets RAPID et quinze projets FUI ont été retenus en 2012. Les projets sélectionnés dans le FUI ont concerné notamment dans le
domaine matériaux (Plastipolis) de développement de
technologie pour des composants moulés interconnectés (MID) bas coût et plus facilement recyclable et
dans le domaine énergie; d’améliorer l’efficacité
d’échangeurs thermique (CapEnergie).
Par contre, dans les sujets traités, dans le thème 1 si
le sous-thème de l’intégrité des structures est très
bien traité, jusqu’à des niveaux de TRL relativement
élevés, le sous-thème des blindages/perforation n’est
pas abordé ; dans le thème 3 des matériaux fonctionnels, la maitrise des signatures n’est abordée que par
la problématique de la transparence des radars et très
peu de nouveaux concepts en rupture technologique
sont investigués.
Concernant la formation par la recherche, 10 dossiers ont été retenus ainsi qu’un dossier en cofinancement avec le CEA. Parmi ces onze dossiers, il faut
noter que deux correspondent à des dossiers CIFRE
Défense (DCNS et HERAKLES associé à l’École
Polytechnique) et que deux dossiers correspondent à
des cofinancements avec le CNES. Jusqu’à présent,
peu de relations existaient entre le domaine et le
CNES, malgré des intérêts communs (échange dans le
cadre des CCT du CNES).
Seule une thèse permet de couvrir le secteur d’activité
représentatif de l’énergie. Pour couvrir cette activité,
le mode de financement des travaux amont a été
orienté en lien avec les projets déposés à l’ANR dans
le programme blanc, complété par le programme «
Progelec » dédié à l’énergie.
Seule une thèse sera menée en coopération avec le
CEA/DAM, celle de Sébastien Bodart dans le sous
domaine de la chimie, sur le sujet Modélisation mul-
tiphasique de l’amorçage de matériaux énergétiques
par impact – traitement amélioré de la transition
choc-détonation et de la transition combustion-déflagration-détonation par couplage micro/macroscopique.
En 2012, le stage d’Etudes et de Recherches à l’Etranger aux USA sur le sujet du chauffage micro-ondes de
nano-céramique d’alumine et de carbures de silicium
et de bore s’est terminé alors que le post-doctorat
sélectionné en 2011 sur le thème de la «Mise en évidence des processus d’absorption de la lumière dans
les cellules photovoltaiques organiques et identification de la microstructure optimale» dans le département de polymères optoélectroniques du CSEM à Bâle
est dirigé par le Dr. Giovanni Nisato a débuté.
Le soutien aux écoles sous tutelle concerne cette
année les projets suivants :
•a
vec l’ENSTA Bretagne :
- Effet d’un renfort 3D sur le comportement dynamique d’un composite (plaque sandwich et stratifié) : application à un assemblage en T ;
-
Influence du vieillissement sur le comportement
hors plan d’assemblages collés mixtes.
•a
vec l’ENSTA ParisTech : -
Stockage d’hydrogène sous forme combinée
hydrures métalliques/matériaux poreux ;
-
Multi-scales study on the magneto-mechanical
behaviors of Ferromagnetic Shape Memory Alloy
(FSMA) under biaxial stresses and its applications.
•d
e manière nouvelle, avec l’ISAE, la « rupture dynamique dans les matériaux structuraux ».
vité des surfaces se sont également terminés en juin
2012. Pour la détection des traces ultimes, les travaux
de l’ISL sur le développement de substrats pour la
détection de traces ultimes d’explosifs par des nanocapteurs ont permis d’atteindre des seuils de détection très très faibles.
On peut également noter les résultats particulièrement intéressants obtenus sur la morphologie mathématique qui permettra de mieux comprendre et simuler le comportement des matériaux (matériaux énergétiques, bétons…). L’évaluation de la vulnérabilité
des matières actives entre dans la problématique de la
vulnérabilité des systèmes d’armes (charges militaires
et charges propulsives incluses) autant dans le cadre
opérationnel offensif que dans celui des effets collatéraux (destructions ciblées) ou de stockage. L’objet du
contrat est de finaliser, d’approfondir et de développer
les algorithmes et les pistes théoriques envisageables
pour l’extraction, l’analyse 3D des morphologies des
matériaux multimodales, multi-agrégats que sont les
matériaux opérationnels des armées (propergols,
explosifs). Ceux-ci devraient pouvoir se poursuivre
dans le domaine applicatif en ayant recours au processus RAPID en 2013.
Reconstruction morphologique de matériaux
granulaires par analyse d’images
▲ Image de départ d’un matériau fragmenté
Résultats
Concernant les REI, 12 projets se sont terminés en
2012 et 5 sont encore en cours.
Parmi les études REI terminées, il est faut signaler les
travaux avec l’ENSAIT et le CRPP à Bordeaux sur l’élaboration d’une Solution nouvelle de protection balistique à base Nano Tube de Carbone et Textile qui ont
permis de définir les conditions optimales qui permettront de tisser ces nouvelles fibres et vont de ce fait
ouvrir de nouvelles possibilité de nouveaux matériaux. De plus, le projet «Panneau composite sandwich 3D à ponts orientés absorbeur de souffle CASO» a conduit à une solution matériau intéressante
pour la protection des véhicules, qui a été évaluée vis
à vis d’un IED du type Explosif à Charge formé, et qui
a fait l’objet d’une demande de complément d’étude de
la part de Nexter/Cedrem/PPE auprès de l’UM TER
pour la protection contre des mines à effets de souffle
pour des véhicules à faible garde au sol, et contre le
souffle d’IED à forte puissance. Un accord entre les
trois partenaires a été signé afin que Nexter puisse
proposer cette solution comme protection aux véhicules terrestres blindés (français et étrangers).
Les travaux sur la réalisation et test en réacteur plasma d’oxydes entrant dans l’élaboration et la protection
des barrières thermiques dans les turbines d’aéronefs,
menés pour le thème de la tenue thermique des matériaux, se sont également terminés. Les travaux sur la
génération de surfaces pseudo-régulières ou aléatoires, menés par le laboratoire Fresnel à Marseille en
vue de disposer de concepts pour améliorer la furti-
▲ Analyse de l’image par la méthode LPES
▲ Segmentation multi échelle
Les résultats obtenus permettent une approche fine de la morphologie d’images de structures granulaire permettant de mieux
comprendre les phénomènes des ruptures se produisant dans des
granules d’explosifs, dans des bétons.
Ces données morphologiques permettent de renforcer les
modèles de comportement mécanique, thermique... développés
par ailleurs. Ils servent de base à une modélisation multi-échelles
de ces matériaux dans le cadre d’un processus d’homogénéisation reposant sur la connaissance de leurs mésostructures.
En compléments de ces REI, pour les travaux de bas
TRL, des actions sont menées en collaboration avec
l’ANR sur les programmes connexes à ASTRID (programmes Mat et Pro, CD2I, Progelec). Le domaine
s’est impliqué dans le suivi technique de différents
projets. Un bilan de ceux-ci à mi-parcours et en phase
de clôture a permis d’identifier précisément quelques
voies de ruptures intéressantes pour la Défense, en
particulier sur l’assemblage des matériaux.
La participation à l’avancement à mi-parcours des
projets sélectionnés lors de l’appel à projet CD2I de
2010, pour lequel la DGA avait contribué au financeMission pour la recherche et l’innovation scientifique • Bilan 2012
47
ment de 5 de ces projets, a montré que les résultats
obtenus par les laboratoires sont très intéressants
et confirment qu’ils peuvent répondre à des besoins
de la DGA. On peut citer en particulier un projet de
décontaminants d’effluents qui pourrait avoir des
retombées rapidement pour la décontamination et le
piégeage de toxiques, ainsi qu’un projet permettant de
prédire les propriétés physico chimiques des produits
en s’appuyant sur la modélisation moléculaire. Ces
prédictions sont utiles pour identifier en amont d’une
utilisation les risques de toxicité (autorisation d’utilisation dans le cadre de REACH). On peut également
citer l’avancement d’un projet de synthèse du caoutchouc naturel en vue de diminuer les risques de
dépendance sur ce matériau ou encore le programme
CATASURF (Tensioactifs catalytiques pour la conception de milieux réactionnels oxydants polyphasiques
microdispersés) du programme CD2I.
Les actions sur la formation doctorale ont permis
d’identifier plus spécifiquement les résultats acquis
par :
Nouveaux revêtements
anti-salissures
Des travaux réalisés à l’Université du Sud Toulon Vars
au laboratoire MAPIEM par Melle Marlène Lejars (thèse
2012) ont permis de développer de nouveaux revêtements
anti salissures marine hybride (FRC/SPC Fouling Release Coating /
Self Polishing Coating). Ces revêtements hybrides conjuguent les
propriétés d’un revêtement hydrophobe, à faible énergie de surface
et faible module élastique (FCR) et une érosion contrôlée de la
matrice polymère (SPS). Deux familles de polymère ont été synthétisées. La première est issue de copolymères linéaires (diblock ou
statistique) à base de monomères hydrolysables et porteurs d’un
groupement siloxane, la seconde de copolymères greffés (diblock ou
statistique) à base de monomères hydrolysables et de monomères
non-hydrolysables porteurs d’une longue chaîne Poly
Diméthylsiloxane (PDMS). Ces travaux ont donnés lieu à un dépôt de
brevet.
•C
élia Mercader dont le sujet était « Fibres nanocomposites pour applications balistiques » a obtenu
le prix de la meilleure thèse 2010 décerné par le pôle
de compétitivité AESE pour ses travaux qui présentent un intérêt fort pour l’aéronautique. Célia est
maintenant embauchée chez Arkema et travaille à
la mise au point de la fabrication de fibres de carbone par floculation de nanotubes de carbone.
•M
arine Piétrantoni dont le sujet était l’élaboration,
la modélisation et la caractérisation de nanomatériaux énergétiques sur puce. Les études expérimentales réalisées sur les thermites (composées de
métal-Al et d’oxyde) qui ont permis de valider des
procédés permettant l’intégration de nanothermite
Al/CuO dans un microsystème initiateur (ainsi que
de la capacité à initier un propergol par la nanothermite développée - mise en place d’un véhicule test
- montage du microinitiateur sur PCB (Printed
Circuit Board) pour une initiation à distance du propergol sous air (test d’initiation par point chaud).
Marine Pétrantoni est embauché chez DELACROIX
ou elle encadre une thèse CIFRE sur la suite de ses
travaux.
•G
ael Malé dont le sujet était « Etude d’une structure
d’inducteur supraconducteur à modulation de
champ magnétique». Sujet très important pour le
développement des moteurs compacts avec des
puissances supérieures au mégawatt pour des applications marine
Le pôle de compétitivité AESE a décerné en 2012 le
prix de la meilleure thèse pour l’aéronautique à
Delphine Vermaut (doctorante DGA 2008) pour ses
travaux sur « Etude de l’enduction de fibres SiC par du
titane par le procédé EGV » réalisés à l’ENSAM et à
l’ENSCBP.
L’année 2011 a été l’année de mise en place des premières thèses en collaboration franco-britannique.
Une coopération a pu être initiée de ce fait dans le
cadre de la thèse d’Adam Mitchell, sélectionné par les
Britanniques. Cette thèse est réalisée avec l’université
de Loughborough (équipe de Gary Critchlow) et l’ENSIACET - CIRIMAT de Toulouse (équipe de Maelenn
Aufray) sur le sujet « Optimisation of the stress transfer characteristics in adhesively bonded vehicular
armour by modification of the adhesive phase and by
48
▲ Plaques ayant subi une immersion en milieu marin en rade de
Toulon pendant une période de 14 mois. (thèse Marlène Lejars,
2012). Plus le facteur d’efficacité N est faible plus l’activité antisalissure marine est élevée.
engineering the adhesive-to-metal and adhesive-tocomposite interphases ». Des échanges fructueux ont
eu lieu au cours de 2012 et les premiers résultats obtenus à Toulouse sur la caractérisation microstructurale
des matériaux est totalement complémentaire des
essais de comportement mécanique en dynamique
effectués à Loughborough.
2012 a également été l’année d’obtention des premiers
résultats des travaux des thèses menées en commun
avec le CEA. La thèse DGA/CEA de Monsieur CHEAH
Seng Kian sur «La compréhension des mécanismes
d’interaction des catalyseurs bimétalliques des piles
PEMFC avec les polluants de l’hydrogène et de l’air
atmosphérique» a été soutenue en début 2012. Les
résultats sont très prometteurs et feront l’objet de travaux complémentaires. Ils concernaient deux priorités
du POS du domaine MCE à savoir la maîtrise de l’approvisionnement des métaux nobles (diminution de
plus de 90% de l’emploi du Platine dans les électrodes)
et la thématique des nouvelles énergies (Piles à
Hydrogène) pour l’augmentation de l’autonomie énergétique du combattant.
Dans le cadre des projets internationaux ICET, le projet HECTOR s’est terminé en décembre 2011 et a permis d’aboutir à des résultats relativement intéressants. Ceux-ci vont maintenant être repris au niveau
de l’agence européenne dans le cadre de projets couvrants des TRL plus élevés.
Dans les orientations données au domaine scientifique, le programme franco-britannique MCM ITP Materials and Components for Missiles – Innovation &
Technology présente un intérêt fort sur le comportement des matériaux. Une présentation du programme
de développement de briques technologiques principalement à bas TRL (< 4) dans huit domaines intéressant l’application missile a été faite chez MBDA. Les
travaux présentés dans la plupart des domaines de
l’ITP ont un fort recouvrement avec les orientations
qui ont été définis dans le domaine scientifique MCE,
et une coopération sur les bas TRL pourrait être envisagée dans l’ITP2 susceptible de débuter en 2013. Des
travaux de thèses ont été soutenus dans ce cadre
ITP1, principalement côté UK.
L’approvisionnement de matières devient un enjeu
stratégique de première importance et la prise de
conscience des industriels est maintenant bien présente. Pour les industriels réduire la dépendance aux
ressources à mobiliser et valoriser les déchets s’inscrivent désormais dans une démarche (des pratiques)
essentielle permettant de réduire les coûts et les
déchets. Dans ce cadre, des contacts ont été pris avec
le Centre Technique des Industries de la Fonderie
(CTIF), et une participation au séminaire organisé sur
le thème « Les matières premières secondaires et la
fonderie : enjeux, menaces et opportunités ».
Parmi les actions fortes menées en 2012, la sécurisation des sources d’approvisionnement sur les matières
premières nécessaires à la Défense a mobilisé fortement le domaine. Une participation forte a été menée
dans le cadre du COMES (Comité pour les métaux
stratégiques) piloté par l’ingénieur des mines François
Bersani. Dans ce groupe, le RDS s’est impliqué plus
précisément dans le GT1 : « Identification et connaissance des besoins de l’industrie française ». Un outil
d’évaluation a été élaboré et a été déployé vers les
industries de manière à leur offrir la possibilité d’évaluer leur exposition à ce risque d’approvisionnement.
Avec le MEEDD et avec le BRGM, plusieurs notices
techniques sur les matières premières ont été rendues
disponibles. En lien avec la DGCIS, plusieurs études
PIPAME ont également été réalisées et en lien avec la
DAS et le SGDSN une tentative d’identification des
besoins pour la Défense a été menée. Le domaine
s’est également impliqué dans le comité de pilotage de
l’EPS « Risques et enjeux prospectifs autour des ressources en matériaux stratégiques dans le secteur de
la défense et la sécurité ».
Enfin, l’intérêt de la nanostructuration de la matière
pour conduire à des ruptures technologiques au
niveau des propriétés, de la fonctionnalisation … s’est
encore affirmée. Des travaux et des réflexions communes avec la DGCIS ont conduit à la mise en place
d’un groupe de travail sur les réalités industrielles
dans le domaine des nanomatériaux en France.
Environ 180 entreprises (80 % de PME) ont été identifiées comme «travaillant» dans le domaine. 40 sont
des producteurs, 50 sont des transformateurs et 90
sont des utilisateurs. La participation au comité de
pilotage DAS de l’EPS «Analyse des risques et des
intérêts potentiels associés aux nanotechnologies
dans le domaine de la défense nationale» (EPS 201108) a renforcé notre analyse.
Projet FUI4 ITECH MVT :
Intégration des technologies
émergentes en communication
homme système – Matériaux pour
visuel de tête
Développement et caractérisation des matériaux nanorenforcés
en vu de la réalisation d’un casque et d’une structure de visuel de
tête. Optimisation des procédés de mise en œuvre des différents
éléments et modélisation numérique du comportement au choc.
Pilotage THALES ; PME Axyal ; Laboratoires ENSAM DURAS, LPCP,
LCPO et travaux Thèse S. Deneulin
▲ Éléments
structuraux
▲ Modélisation 3D
pour tenue à IMPACT
▲ KEVLAR /
▲ KEVLAR / Époxy
renforcé NS
Les premiers projets FUI engagés en 2006 arrivent à
leur terme et l’on constate avec les premiers résultats
des ruptures technologiques importantes. Ceci a été
particulièrement marquant avec le projet NACOMAT
ou plusieurs brevets ont pu être déposés pour des
applications à partir de nanomatériaux. En 2012, plusieurs projets ont également permis d’avoir des retombées directes pour la Défense comme par exemple le
projet ITECH MVT pour la réalisation de casques
pilote d’hélicoptère (équipement hélicoptère Tigre).
Relations avec la communauté scientifique nationale et/ou internationale
Le domaine scientifique a mené plusieurs actions vers
la communauté scientifique de manière, d’une part à
faire connaitre ses orientations et ses priorités scientifique, et d’autre part recueillir et identifier les difficultés technologiques rencontrées ainsi que les ruptures technologiques potentielles. Dans la mesure du
possible, ces actions ont été menées de manière
conjointe entre MCE et la DT pour définir des axes
d’orientation communs entre les POS et le PS R&T.
Une participation aux comités d’évaluation externe et
interne de plusieurs métiers de la DT a permis de préciser les orientations futures à infléchir.
Deux journées conjointes ont été organisées de
manière à faire un point scientifique et technique sur
les matériaux furtifs (4 avril 2012), et sur les matériaux pour les contrôles de structures (3 avril 2012). Il
en est ressorti une analyse complète des activités
scientifiques sur ces deux thèmes, et une consolidation de l’analyse effectuée précédemment en 2010.
Des rencontres ont également eu lieu avec les différents organismes sous tutelle (Ecoles, ONERA, ISL) et
avec une participation aux journées « perforation protection » de l’ISL. Dans les résultats présentés, l’intérêt
49
de la nanostructuration des matériaux sur les performances a été plusieurs fois mis en évidence.
La participation aux comités de pilotages de plusieurs
programmes ANR, ainsi qu’au comité sectoriel
Matériaux et Procédés, permet de faire prendre en
compte les besoins Défense lors de la sélection des
projets à financer.
Dans le cadre d’Eurosatory 2012, une analyse sur les
« orientations des recherches en matériaux pour la
protection à la DGA » a été publiée dans la revue
Défense Nationale. En 2012, suite aux efforts de communication orientés vers Astrium, une invitation à
présenter les activités et les orientations scientifiques
pour le domaine a été faite au séminaire R&T du
groupe EADS (15/11/2012).
Le RDS a également été nommé au conseil scientifique du CEA/DAM en vu de l’évaluation des activités
« détonique et effets thermomécaniques dans le
domaine de la mission Défense conventionnelle ».
Des contacts avec le CEA Le Ripault sur des traitements de surface par procédés sol-gel pour la furtivité
(projet RAPID) et sur le développement de matériaux
très haute température pour la réalisation d’élément
de vannage ont permis d’obtenir des résultats intéressants début 2012. Cependant une thèse identifiée sur
cette thématique n’a pas été retenue et il ne sera pas
possible dans l’immédiat d’approfondir la connaissance sur l’élaboration de ces matériaux et sur la possibilité d’amélioration des performances au travers de
la durée de vie.
La participation à la journée d’avancement des thèses
menées au CEA Gramat a permis de suivre les 19 doctorants du CEA Gramat dont 11 avec soutien DGA. Les
présentations ont été de bonne qualité et ont permis,
au cours d’une même journée, d’échanger sur les différents sujets et d’identifier les avancées. Des orientations ont pu être données pour guider les travaux de
l’année à venir.
Le domaine entretient des relations fortes avec les
centres de recherches industriels : Safran, EADS IW,
Airbus, Nexter, DCNS Research, d’autant plus que
ceux-ci intègrent les IRT (DCNS Research a rejoint
l’IRT Jules Verne ; les acteurs de l’aéronautique interviennent dans l’IRT AESE).
50
Parmi les échanges avec les industriels qui ont été mis
en place il faut également signaler pour cette année
les liens qui ont pu être établis avec le CNES, en particulier au travers de ses CCT matériaux. Alors qu’en
2011 il avait été possible de faire le point sur le lien
entre « chimie et énergie », en 2012 des éléments sur
« l’éco conception et le spatial », sur « les matériaux
piézoélectrique pour le spatial » et sur « les télescopes
spatiaux » ont pu être recueillis au cours d’ateliers de
travail.
Un échange sur leurs feuilles de route technologique
et sur les orientations scientifiques à donner ont eu
lieu avec plusieurs industriels. On peut retenir de
manière générale que les adhésifs prenant de plus en
plus de place dans les applications industrielles et de
Défense, la recherche sur de nouveaux adhésifs et sur
les mécanismes d’adhésion restent une priorité. Il en
est de même pour le besoin en modélisation et en
simulation numérique dans les approches technologiques, où le recours à l’analyse multi-échelle reste
primordial dans la compréhension du comportement
des matériaux.
Pour 2012, il faut également signaler les discussions et
les rencontres avec des représentants de la mairie de
Senlis qui envisage de mettre en place un centre
d’excellence Européen sur le bio-mimétisme. Ce
centre aurait des liens forts avec l’université technologique de Compiègne (UTC). Il centrerait ses activités
sur l’élaboration de biomatériaux et de bio-composites, en s’appuyant sur les bio-ressources. Les grands
industriels chimistes seraient partie prenante du
centre de compétence. Elle comprendrait également
une formation basée sur 4 mastères. Des relations ont
également été mises en place en 2012 avec le pôle
IAR, du fait de l’intérêt apporté au bio-mimétisme qui
apportera vraisemblablement des ruptures technologiques, et aux matériaux issus des ressources végétales.
Pour conclure, le domaine MCE suit de nombreuses
actions engagées dans le cadre du FUI. Il intervient
essentiellement dans les pôles AESE, Pégasse,
Astech, Plastipolis … et EMC2 pour lequel il est le
correspondant DGA. Il intervient également directement dans les groupes de pilotage de certains pôles
(Astech…).
BIOLOGIE ET BIOTECHNOLOGIES (BIO)
Gilles Vergnaud & Emmanuelle Guillot-Combe
Le domaine couvre :
• en priorité, les risques Nucléaire, Radiologique, Biologique, Chimique (NRBC) actuels et
émergents d’origine provoquée, accidentelle ou naturelle ;
• des recherches en biologie qui contribuent à améliorer la santé du militaire en opération
extérieure.
Les thématiques soutenues sont les suivantes :
• Risques NRBC
- analyse et évaluation des risques ;
- alerte, détection, identification (systèmes intégrés miniaturisés) ;
- protection, décontamination (bioépurateurs, phages, biorémédiation) ;
- filière de la preuve, biosureté ;
- contre-mesures médicales (prophylaxie, traitement et diagnostic).
• Santé du militaire en opérations
- ingénierie cellulaire/ thérapie cellulaire appliquées à la réparation tissulaire ;
- toxicologie liée aux activités défense.
Bilan des activités 2012 du domaine scientifique BIO
Analyse
& évaluation
des risques
Thème
Thèses
Stages
post-docs
Projets des
écoles sous
tutelle DGA
Projets
des pôles de
compétitivité
REI
Alerte,
détection,
identification
Filière
de la preuve,
biosureté
8
Soutenues
6
En cours
17
4
Acceptées
10
4
Soutenus
1
Contre-mesures
médicales
Santé
du militaire
(hors NRBC)
5
2
3
2
15
5
4
4
1
Protection /
décontamination
1
En cours
Acceptés
1
Terminés
1
1
En cours
Acceptés
1
Terminés
En cours
1
Acceptés
Terminés
1
1
En cours
1
1
1
1
1
2
Terminés
RAPID
2
8
1
1
1
1
1
1
En cours
Acceptés
Terminés
ASTRID
Programmes
ANR
En cours
1
Acceptés
2
4
Terminés
En cours
1
6
1
Acceptés
Études retenues
Thèses
effectuent leur thèse en cotutelle franco-britannique.
Deux doctorants mèneront leur recherche en synergie
avec un projet ASTRID 2012.
La promotion 2012 comprend au total 23 doctorants
dont un bénéficie d’un cofinancement CEA et deux
Soixante douze lettres d’intention ont été reçues.
Cinquante proposants ont été encouragés à déposer
51
un dossier sur le site ixarm, 47 dossiers ont été soumis,
en nette augmentation par rapport à 2011. Une vingtaine de chercheurs ou experts de la défense (DGA et
SSA) a contribué au processus de sélection « défense »
en rendant un avis sur un ou plusieurs dossiers.
Concernant le volet « risque NRBC », quinze sujets
portent sur le risque biologique dont deux sur les
toxines (de spectre intermédiaire entre le risque biologique et chimique) et sept sujets concernent le risque
chimique. Par absence de proposition le risque
nucléaire/radiologique n’est pas traité dans la promotion 2012. Parmi les quinze sujets sur le risque biologique, 9 sont rattachés à la thématique « analyse et
évaluation des risques », 2 à la thématique « alerte,
identification, détection », un à la thématique « protection décontamination » et 2 à la thématique « contre
mesures médicales ». Un des sept sujets sur le risque
chimique porte sur la connaissance des risques, un
sur la détection, 3 sur la décontamination vis-à-vis
des composés neurotoxiques organophosphorés et 2
sur le développement de contre-mesures médicales.
Un seul sujet concernant le volet « santé du militaire
en opérations » a été sélectionné: il s’agit d’ingénierie
tissulaire pour la reconstruction osseuse.
ASTRID
Six projets ASTRID rattachés au domaine « Biologie et
Biotechnologies » ont été retenus sur 33 projets évalués (au total 34 projets ont été soumis dont un jugé
non éligible), soit une sélectivité élevée proche de
18 %. Cinq traitent du risque biologique : deux sujets
portent sur l’analyse et l’évaluation des risques, l’un
sur la compréhension des mécanismes de virulence
d’une espèce bactérienne hautement pathogène
(Francisella tularensis), l’un des dix agents prioritaires
du risque bio défense ; le deuxième sur la toxicité de
toxines marines émergentes peu connues (phycotoxines), potentiellement dangereuses et utilisables
dans des actions bioterroristes (AquaNeuroTox). Trois
sujets sont rattachés à la thématique « contremesures médicales » : l’un concerne l’exploration du
potentiel thérapeutique de molécules antimicrobiennes innovantes (les foldamères), la deuxième
porte sur un vaccin contre le virus de la fièvre de la
vallée du Rift qui représente une menace sérieuse
pour l’homme et les ruminants (ces deux projets
feront aussi l’objet de thèses de la promotion 2012). Le
troisième sujet concerne le risque biologique naturel
avec la synthèse et l’étude de nouveaux composés
antipaludiques.
Un projet traite du risque chimique. Il est rattaché à la
thématique « contre-mesures médicales » et porte sur
le développement d’un bio-épurateur catalytique neutralisant les composés organophosphorés (incluant
les agents neurotoxiques de guerre (soman, VX, sarin)
et les pesticides) en utilisant des outils innovants de
modélisation moléculaire. A terme, ce composé pourrait être utilisé en prophylaxie ou traitement in vivo
des intoxications par les organophosphorés ou bien
incorporé à des crèmes ou des mousses pour la
décontamination de la peau des plaies et muqueuses.
Ce projet est à la fois différent et complémentaire des
actions en cours ou terminées (thèses et REI) sur le
développement de bio épurateurs dont l’application
principale envisagée porte sur la décontamination des
matériels et des surfaces.
52
RAPID
Trois projets RAPID (de TRL<4) retenus en 2012
concernent directement le domaine Biologie et biotechnologies.
Le projet OOPERA, porté par la société Nosopharm,
concerne le développement d’une nouvelle molécule
antibiotique (NOSO-95), découverte et brevetée par la
PME (avec l’INRA), afin d’obtenir un candidat médicament potentiellement apte à faire l’objet d’un développement préclinique réglementaire.
Le projet ANVBIS traite de la conservation des bio
ressources, sujet de fort intérêt pour les laboratoires
civils et défense car contribuant à améliorer la biosécurité et la biosureté. Il est porté par Imagène, une
TPE qui a breveté un procédé original de conditionnement des acides nucléiques et des microorganismes
dans des minicapsules métalliques étanches. L’objectif
de ce projet sera d’apporter des solutions innovantes
et économiquement avantageuses pour simplifier et
standardiser la gestion de collections d’acides
nucléiques et de microorganismes.
Le projet NOROFITINES porté par la PME CEERAM a
pour objectif de disposer d’outils robustes alternatifs
aux anticorps, utilisés comme sonde pour détecter
des agents microbiens dans une matrice complexe
(d’origine clinique, environnementale, alimentaire...).
Le caractère innovant repose sur l’utilisation de molécules ligands nouvelles (les nanofitines) aux propriétés intéressantes (stabilité, large spectre de détection).
Cette approche sera appliquée à la détection des norovirus à partir de matrices complexes.
FUI
Deux projets ont été expertisés et sélectionnés dans le
cadre du 13e appel à projets interministériel des pôles
de compétitivité (FUI AAP13) :
- l e projet Smartpix, porté par trois partenaires très
différents (TPE, laboratoire académique et grande
entreprise) aux compétences et expertise complémentaires a pour objectif le développement d’un
détecteur multiplex, rapide, portable, de terrain,
basé sur l’utilisation d’un capteur optique CMOS et
appliqué à la quantification d’agents pathogènes
dans les eaux brutes ;
- l e projet Stem safe concerne la médecine régénératrice. Il a pour objectif le développement d’outils de
contrôle de sécurité, innovants, rapides et universels
applicables à la sécurisation des agents thérapeutiques issus des lignées de cellules souches humaines
utilisées en thérapie cellulaire.
Deux sujets ont été retenus en 2012.
L’un est rattaché au volet « connaissance du risque
NRBC » et concerne l’étude de la toxicité de toxines
marines émergentes, les pinnatoxines. Il est mené
dans un laboratoire CNRS de l’Institut de Neurobiologie
Alfred Fressard (UPR3294) dans le cadre du projet
ASTRID 2012 AquaNeuroTox.
Le second mené au Medical Research Council Human
Nutrition Research (Royaume uni) est rattaché au
volet « santé du militaire en opérations » et vise à étudier le rôle du silicium dans les processus de cicatrisation et de réparation tissulaire.
045), portée par le laboratoire AFMB de l’Université de
la méditerranée, d’une durée de 36 mois, fait l’objet
d’une suite qui sera menée dans le cadre d’un programme d’étude amont (PEA diva) (voir zoom).
Projet École sous tutelle
- La REI «Développement d’un simulant bactérien pour essais de détection biologique de terrain» d’une durée de 18 mois visait à l’identification
d’une souche bactérienne présentant toutes les garanties d’innocuité vis-à-vis de l’homme et de l’environnement, dans la perspective d’une utilisation en aérosols sur le terrain afin de tester les performances des
systèmes de détection. Le travail réalisé par le contractant (unité des pathogènes végétaux, INRA, Beaucouzé)
a combiné caractérisation moléculaire d’une collection de souches candidates en termes de phylogénie,
recherche de la présence de facteurs de virulence,
mesure expérimentale de virulence sur différentes
espèces et variétés végétales, identification et séquençage du génome complet des 4 souches retenues. Ces
souches ont été transmises à DGA MN. Les objectifs
du projet ont ainsi été largement atteints.
Le sujet retenu en 2012 est un sujet de recherche
exploratoire (TRL 1-2), mené au sein de l’École
Polytechnique, sur la compréhension de l’interaction
toxines/cellules basée sur l’utilisation d’outils de biophysique potentiellement innovants : nanoparticules
dopées avec des terres rares, approche de physique
statistique pour l’analyse de trajectoires de molécules
uniques, dispositif microfluidique d’analyse. Ces outils
biophysiques novateurs seront appliqués à l’étude des
toxines de Clostridium, dont Clostridium botulinum qui
constitue une toxine prioritaire du risque biodéfense.
Ces travaux contribueront à améliorer la connaissance sur la compréhension des mécanismes moléculaires de trancytose de la toxine botulique à travers
des cellules intestinales. A terme ils pourront permettre d’explorer des approches de prévention contre
l’intoxication.
- REI « Dynamique structurale de l’acétylcholinesterase »
Résultats
Thèses
Seize thèses (7 de la promotion 2008 et 9 de la promotion 2009) ont été soutenues en 2012 : 13 étaient rattachées au volet « risque NRBC » et 3 au volet « santé
du militaire en opérations ».
Six thèses ont contribué à améliorer la connaissance
sur des agents biologiques pathogènes, sur leur mécanisme de virulence ou leur mode d’action (Francisella
tularensis,
Yersinia
pestis,
Bacillus
cereus,
Staphylococcus aureus, les toxines botuliques et les
enterovirus respiratoires). Deux thèses concernaient
la thématique « contre-mesures médicales », l’une
portait sur l’étude de nouvelles molécules antibactériennes large spectre et la seconde sur des nouvelles
molécules antipaludiques. Cinq sujets étaient rattachés à la thématique « décontamination » : deux
concernaient la décontamination environnementale
par voie photo catalytique ou par des approches de
phyto et bio rémédiation, trois sujets concernaient la
protection /décontamination vis-à-vis des agents
chimiques organophosphorés.
Concernant le volet « santé du militaire en opérations », un sujet de recherche de TRL très bas mais à
fort potentiel d’innovation a contribué à améliorer les
connaissances sur les techniques d’ingénierie cellulaire pour la reconstruction des tissus ; un sujet portait sur l’effet des radiations électromagnétiques sur le
système nerveux central et le troisième concernait
l’étude d’enzymes bactériennes avec l’objectif d’améliorer la médecine transfusionnelle.
REI
Clôture de 4 projets REI en 2012.
- REI « Développement d’un nouveau bio-épurateur d’organosphosphorés, une nouvelle contremesure contre les agents chimiques de guerre et les
empoisonnements par les insecticides » (contrat 09 34
L’objectif de ce projet de 36 mois porté par le CEA avec
deux partenaires (Institut Langevin et Université de
Rouen) était d’étudier la dynamique structurale de
l’acétylcholinestérase (AChE) (enzyme essentielle du
système nerveux, cible d’agents neurotoxiques OPs),
native et inhibée par des organophosphorés, par une
approche synergique faisant intervenir une large
panoplie de méthodes biophysiques. Plusieurs structures cristallographiques de conjugués AChE avec
tabun, soman et VX (principaux agents chimiques de
guerre) ont été résolues. Un grand nombre de nouveaux réactivateurs à base d’oxime a été synthétisé
dont une famille qui s’est révélée plus efficace contre
le tabun et le VX que les oximes actuellement disponibles. Cette famille va faire l’objet d’un dépôt de brevet. Ce travail de recherche exploratoire a fait l’objet
de 11 publications acceptées ou soumises.
- REI « Evaluation du potentiel d’acides nucléiques
non codants (aptamères), à l’encontre du virus
Ebola »
L’objectif principal de cette étude de 36 mois, portée
par l’unité des virus émergents de l’Université de la
Méditerranée, était la sélection d’aptamères nucléotidiques (inhibant des protéines virales jouant un rôle
clé dans la réplication du virus) devant permettre le
développement d’une stratégie thérapeutique innovante à l’encontre du virus Ebola, l’un des virus d’intérêt prioritaire pour la Défense. Les résultats obtenus
sont incomplets et peu exploitables, en partie en raison de nombreuses difficultés techniques rencontrées. Ce projet a essentiellement abouti à la mise en
place d’un plateau technique dédié aux aptamères qui
devrait permettre la réalisation à haut débit de leur
sélection et validation.
International
AED : dans le prochain appel à projets ICET2
(Innovative Concept and Emerging Technologies),
une thématique porte sur le développement de capaMission pour la recherche et l’innovation scientifique • Bilan 2012
53
cités d’investigation criminalistique utilisables
dans le cadre de la filière de la preuve
(« Criminology – Bioterrorism Threat
Applications – Forensic Microbiology » ).
Invitation du Pr Chabrière (titulaire de la REI «
développement d’un nouveau bioépurateur »
voir zoom) à donner une conférence dans le cadre
du workshop international consacré aux biotechnologies organisé avec les pays de la LOI en septembre
2012 à Madrid.
Deux thèses en cotutelle franco-britannique :
l’une porte sur le développement de nouvelles molécules ré-activatrices de l’acétylcholinestérase humaine
et l’autre constitue une action de veille sur la biologie
de synthèse.
Développement d’un nouveau
bio-épurateur d’organophosphorés
Les organophosphorés (OPs) sont des agents neurotoxiques
qui entrent dans la composition de nombreux pesticides ainsi
que des armes chimiques de guerre. L’objectif était de développer un nouveau bio-épurateur d’OPs à bas coût de production par
une approche d’évolution dirigée rationnelle. A l’issue de cette REI,
une enzyme à bas coût de production, capable d’éliminer les pesticides mais également des analogues d’agents neurotoxiques de
guerre de type cyclosarin, soman et sarin avec une bonne
constante catalytique a été produite.
La suite de ce travail sera d’obtenir la meilleure enzyme ou cocktail d’enzymes efficace pour la décontamination des agents neurotoxiques de guerre (soman et VX). Ce travail sera mené en collaboration avec DGA MN dans le cadre du PEA diva.
Divers
Séminaire InnoSciences sur la biologie de synthèse avec comme conférencier, le Docteur Philippe
Marlière, actuellement directeur de recherche et chef
d’entreprise ainsi que conseiller en bioénergies et biologie de synthèse auprès du Directeur de la Division
Sciences de la Vie du CEA. La biologie de synthèse
constitue un domaine émergent de la biologie qui va
probablement constituer une rupture technologique
majeure dans les dix prochaines années, avec un fort
potentiel économique dans de vastes domaines applicatifs (santé, énergie, environnement, matériaux). La
MRIS souhaite mener une veille scientifique et technologique sur ce domaine afin d’identifier les potentialités et opportunités ainsi que les risques associés
pour la défense.
Interview organisée par DGA/COM pour une
journaliste du Monde sur le sujet de la phagothérapie qui consiste à utiliser des bactériophages (virus de
bactéries) pour détruire des bactéries pathogènes. Le
Monde a publié un article consacré à la phagothérapie
dans son cahier scientifique du mois de juin (n°20965).
La DGA soutient un projet RAPID porté par la TPE
Pherecydes pharma dont l’objectif est d’évaluer l’efficacité thérapeutique et l’innocuité de deux cocktails
de bactériophages dans le traitement des brûlures
surinfectées par des bactéries résistantes aux antibio-
54
Figure 1 :
Mode d’action des OPs,
inhibiteurs de l’acetylcholine
esterase
- Sogorb et al. (2004)
Figure 2 :
Caractérisation structurale
de l’enzyme bio épuratrice
tiques. Ce projet est mené en partenariat avec un laboratoire académique de l’université Paris Sud et le
Service de Santé des Armées (SSA (collaboration
Institut de Recherche Biomédicale des Armées (IRBA)
et Hôpital d’Instruction des Armées (HIA) Percy) qui
dispose notamment d’un modèle animal de la brûlure
chimique provoquée par un agent vésicant, l’ypérite.
HOMME & SYSTÈMES (H&S)
Didier Bazalgette
Le domaine concerne la prise en compte de la composante humaine dans les systèmes de
défense. Il recouvre :
- la protection et vulnérabilité de l’opérateur ;
- des approches transverses allant de la neuro-ergonomie à la socio-ergonomie,
- les espaces de travail ;
- le monitoring et la modélisation ;
- les interactions ;
- le travail collaboratif.
Deux thématiques transdisciplinaires se sont ajoutées aux priorités du domaine :
• Les sciences humaines et sociales qui deviennent une composante forte du domaine et
leur regard sur les thématiques traditionnelles du domaine participent à la compréhension,
au développement et aux améliorations de l’innovation, de l’ingénierie système, du thème
des “big-data”, des systèmes critiques à faible probabilité d’usage, des interactions, des
décisions en environnement complexe et dynamique, du travail collaboratif, des nouveaux
usages et des nouvelles formes économiques et juridiques (financements innovants, PPP,
privacy by design...) ;
• Les interactions avec les moyens de traitement et d’analyse de grandes masses de données de type « big-data », en lien avec le domaine ingénierie de l’information. L’interaction
avec l’Homme, les questions d’usage et les implications en termes de sciences humaines
et sociales (épistémologie, théories de la décision et de la connaissance, éthique, aspects
juridiques...) seront particulièrement regardées. Les apports potentiels des SHS doivent
permettre, dans un contexte transdisciplinaire de revisiter des concepts ou des couplages
qui conditionnent la définition, la conception et l’usage des systèmes de défense.
Bilan des activités 2012 du domaine scientifique H&S
Protection
et vulnérabilité
de l’opérateur
Thème
Thèses
Stages
post-docs
Approches transverses
Espaces
de travail
Monitoring et
modélisation
Interactions
Travail
collaboratif
Soutenues
3
2
1
2
2
1
En cours
9
6
2
1
8
3
Acceptées
2
6 + 2 (Fr-UK)
1
5
3
1
Terminés
1
1
En cours
1
1
1
Acceptés
1
1
1
Terminés
1
Soutenus
En cours
Acceptés
Soutenus
Stages ERE
En cours
Acceptés
Projets des
écoles sous
tutelle DGA
Projets
des pôles de
compétitivité
REI
1
1
1
1
En cours
Acceptés
2
Terminés
En cours
1
1
2
1
Suite page suivante
55
Thème
Protection
et vulnérabilité
de l’opérateur
Approches transverses
Espace
de travail
Monitoring et
modélisation
1
1
1
1
1
1
Interactions
1
Terminés
RAPID
En cours
Travail
collaboratif
Acceptés
1
1
1
1
1
1
Terminés
ASTRID
En cours
Acceptés
Programmes
ANR
1
Terminés
En cours
Acceptés
Etudes retenues
Thèses
On mentionnera particulièrement une thèse qui
concerne la caractérisation électro physiologique de
la surdité inattentionnelle et son application au pilotage. Ce travail vise a analyser avec des moyens
d’électrophysiologie bien maitrisés, de l’électro-encéphalographie dans un paradigme de potentiels évoqués auditifs, le phénomène de surdité inattentionnelle retrouvée dans un certains nombres d’accidents
ou incidents aéronautiques. La surdité inattentionnelle se caractérise par la non perception, en vue de
leur utilisation d’alarmes sonores, délivrées avec un
rapport signal sur bruit suffisamment élevé pour ne
pas être masqué par l’environnement et liées à des
situations, des évènements ou des états systèmes à
risque (train d’atterrissage non sorti à l’approche du
sol par exemple). Les critiques avancées sur ce type
d’alarmes sont souvent rapportées à des dimensions
qualitatives (confiance, stress induit, peu fiables, trop
nombreuses) mais rarement à des aspects perceptifs.
Un paradigme expérimental de la thèse
consistera à identifier,
en situation de laboratoire et en simulateur
de vol les caractéristiques et leur différences
selon
les
contextes expérimentaux de deux types
d’ondes connues :
- l’onde N100 qui signe le traitement précoce et sensoriel de l’information ;
- l’onde P300 qui signe un traitement tardif, cognitif,
identification d’un stimulus de type alarme dont on
sait qu’il peut se produire mais on ne sait pas quand
Il est enfin à noter que cette thèse s’articule et se
positionne au sein d’un ensemble de travaux, de
type Neuro-ergonomie et identifié comme une
dimension prioritaire du POS, par l’ISAE dans le
cadre d’une thématique générale visant à développer des contre-mesures cognitives pour la sécurité
du pilotage en aéronautique.
Projet RAPID
Le projet Vesta-Cosy est un projet de recherche en
informatique et en design d’interaction, principalement axé sur l’apport et l’importance des interfaces
homme machine (IHM) en matière de capacités d’aide
à la décision offertes aux utilisateurs. Il vise à pro-
56
1
duire la première version d’un environnement de travail totalement novateur rendant possible la construction et manipulation aisées de la connaissance dans
des contextes complexes et dynamiques
Il vise également à remédier à un certain nombre de
travers importants des outils informatiques utilisés au
moment de l’analyse d’une situation et de la prise de
décision :
• descriptions statiques d’une situation qui ne permettent pas une compréhension aboutie de cette
situation car sa complexité est exposée dans sa globalité ;
• difficulté d’appréhender objectivement et pragmatiquement l’interdépendance des dimensions qui interagissent ;
• impossibilité d’usage dans un contexte prospectif au
regard de la situation actuelle ou envisagée ;
• faible valeur de communication.
L’objectif du projet est de produire un environnement
logiciel léger, de construction et de manipulation de la
connaissance, non restreint à un simple espace d’affichage. Les IHM feront partie intégrante de l’aide à la
décision, et devront permettre de se plonger et se
focaliser exclusivement sur tout ce qui permettra
d’aboutir à une prise de décision éclairée, tout en éloignant les parasites et en permettant d’évoquer les
zones d’incertitudes et d’ignorance et de se concentrer
exclusivement sur leur problématique décisionnelle.
L’afflux d’informations denses d’une part, et les exigences contributives d’autre part n’ont pas encore
trouvé leur équipement : des outils d’extraction, de
représentation et d’évaluation, susceptibles de changer profondément les méthodes et supports d’apprentissage, de dialogues de travail et d’apporter une
intelligence partagée de l’action complexe.
Contexte et objectifs du projet
Les outils informatiques utilisés actuellement aux
moments de l’analyse d’une situation et de la prise de
décision présentent un certain nombre de travers unanimement reconnus.
L’objectif du projet Vesta-Cosy est de corriger certains
de ces travers et fournir aux personnes impliquées
dans l’analyse et la simulation de situations complexes un espace logiciel leur permettant de se
concentrer exclusivement sur leur problématique
décisionnelle.
Cet objectif principal sera nourri par la recherche des
capacités suivantes :
•p
ercevoir rapidement les différentes dimensions des
informations relatives à la problématique telles que
la cohérence, le volume, la qualité, la certitude, la
complétude, la dangerosité, etc. ;
•b
énéficier de l’assistance de sources d’informations
externes ;
•p
roduire et explorer les arguments relatifs à la raison d’être d’une donnée ou d’une connaissance ;
•c
ollaborer entre experts de domaines, différents ou
non.
Cette thèse a mis en place et instrumenté une méthodologie intitulée SAMANTA (Situation Awareness
Modeling & ANalysis for Transition Amelioration) et
basée sur la modélisation des tâches et des éléments
de conscience de la situation de l’opérateur. Cette
méthodologie a fait l’objet d’une première évaluation
théorique utilisant un jeu vidéo multi-joueurs comme
étude de cas. Afin de soutenir celle-ci et ainsi faciliter
son usage par les ergonomes, un outil interactif a également été développé.
Résultats
Thèse
Une attention particulère est donnée à une thèse
CIFRE-DGA soutenue cette année et intitulée
« Modèles et mécanismes d’adaptation de l’interaction homme-machine aux changements de contexte ».
Cette thèse se positionne dans un contexte d’outil
d’ingéniérie système pour le domaine des facteurs
humain, domaine actuellement encore peu instrumenté et outillé. Ces travaux présentent aussi comme
intérêt particulier de construire un processus allant
du concept de conscience de la situation, cher aux
psychologues du travail et aux ergonomes, jusqu’à
une démarche de conception instrumentée.
Il est enfin intéressant de noter que cette thèse, du fait
des laboratoires d’accueil et des encadrants, s’articule
en terme d’apports mutuels, de questionnements, de
besoins avec plusieurs projets du domaine auxquels le
RDS du domaine a fortement participé : PEA partage
d’autorité homme-système dans les systèmes de
drones, REI Susie, RAPID 3DC2, ASTRID Tapas.
Les travaux réalisés dans cette thèse s’intéressent à
des aspects de conception de systèmes complexes,
dynamiques et à risque avec l’homme dans la boucle.
La conception de ces systèmes doit prendre en compte
l’allocation dynamique de tâches, partagées entre
l’homme et la machine. Les opérateurs sont amenés à
gérer un ensemble de tâches évoluant dynamiquement dans le temps, leur imposant des changements
fréquents de situation au cours d’une même mission.
Ces transitions (provoquées par l’ajout, le retrait, l’interruption ou la récupération d’une tâche) peuvent
induire chez l’opérateur une rupture de conscience de
la situation (Situation Awareness). Cette thèse a permis
de pallier l’absence de méthodologie et
d’outils de conception d’interfaces permettant de
prendre en compte de
manière satisfaisante ces
ruptures.
La méthodologie SAMANTA se décompose en
4 étapes, présentées sur le schéma ci dessus :
•D
ans une première étape, à partir d’éléments issus
de l’observation de l’activité réelle, d’entretiens avec
les opérateurs et experts du système étudié, de la
littérature et de rapports techniques, l’ergonome
construit deux modèles : le premier décrit les tâches
exécutées et le second modélise les éléments de
Situation Awareness (SA).
•L
’ergonome associe ensuite à chaque tâche un sousensemble d’éléments de situation, correspondant
aux exigences définies pour cette tâche.
•L
a troisième étape permet d’analyser, à travers différentes méthodes (score de similarité, extraction
d’éléments saillants...), les différentes transitions
entre les tâches du modèle, afin de mettre en
exergue les éléments de situation importants lors de
la transition.
•A
partir de l’analyse des transitions, l’ergonome peut
produire des recommandations permettant de mieux
accompagner les situations de rupture de SA sur
l’IHM en cours de conception.
Relations
avec la communauté scientifique
nationale et/ou internationale.
Agence européenne de défense (AED)
Le RDS a participé au pilotage, en tant que représentant français, de deux projets de l’AED conduits dans
le cadre du JIP - « Force Protection » : Le projet SIMS,
cloturé cette année et le projet Cardinal encore en
cours.
Le projet SIMS, qui s’est achevé en septembre 2012,
avait pour objet de proposer de solutions innovantes
(mode de travail, aide à la décision, outils…) visant à
améliorer les moyens de planification de mission en
termes de protection des forces et d’identification des
risques. Ce projet avait pour but de construire et tester, dans une structure de laboratoire technico-opérationnel, un système innovant de dissémination d’information sur le théâtre pour améliorer la planification, la conduite et l’entrainement dans un contexte de
57
situation tactique assymétrique. Des outils de
calcul (encore à un bas niveau de TRL) permettant l’évaluation des risques à partir du
traitement des informations statiques et dynamiques contenues dans la base de connaissance ont été intégrés dans le démonstrateur
système. Ces outils avaient pour objectif de traiter
de manière formelle des informations textuelles, hétérogènes, datées et localisées afin d’établir une carte
de de densité et de probabilité d’occurences .
Le projet CARDINAL a pour objet de désigner et de
développer un système léger pour la coordination des
informations. Il a pour objectif de présenter à l’utilisateur les informations justes utiles et au juste moment,
en considérant que les informations primaires, issues
des capteurs ou des flux d’information sont en nombre
sans cesse croissant.
En tant que Capability National Coordinator pour les
aspects facteurs humains de la Captech ESM04, le
RDS a également participé au sein de l’AED :
▲ Les figures ci dessus représentent , à gauche le regroupement sur
différentes zones de divers incidents déjà survenus et à droite la représentation des probabilité calculées d’occurrences sur différentes zones
rapportées à la typologie du terrain et au cheminement prévu d’un
convoi tenant compte des aspects qualitatifs, quantitatifs et temporels
des événement passés
-a
la construction du Strategic research Agenda (SRA)
pour le domaine des facteurs humains ;
-a
u « Workshop on future global context - Science &
Technology » dont l’objectif était de préparer la révision du document « Capability Plan » de l’AED sur les
aspects science et technologies. La France a été
ainsi représentée dans le groupe traitant des nanotechnologies, biotechnologies, de la modélisation et
simulation et des facteurs humains. Cette participation a permis de faire prendre en compte les orientations du POS et des mises à jour envisagées pour ces
domaines.
OTAN RTO HFM
En mai 2012, La REI SUSIE s’est vue distinguée par le
prix du projet le plus innovant lors du workshop OTAN
RTO-MP-HFM-217 - Supervisory Control of Multiple
Uninhabited Systems – Methodologies and HumanRobot Interface Technologies.
Ce workshop auquel participait le RDS a présenté et
discuté la synthèse des travaux d’un groupe de travail
58
Prix de thèse en H&S
Un prix de thèse a été attribué cette année à Michael HUET
pour une thèse intitulée à « Apprentissage et atterrissage:
comment éduquer la perception des pilotes? » Cette thèse a
été réalisée au sein du CREA (centre de recherche de l’école de
l’air de Salon de Provence) et de l’Université de la Méditerranée
L’intérêt défense de cette thèse se positionne dans une problématique de transferts de travaux fondamentaux en physiologie et
psychologie de la perception dans le domaine de la formation en
aéroanautique.
L’objectif était d’étudier les mécanismes perceptivo-moteurs qui
sous-tendent l’apprentissage d’une tâche complexe. La tâche
choisie est celle de l’atterrissage et plus particulièrement la phase
d’approche d’un avion vers la piste étudiée en s’appuyant sur
l’approche écologique de la perception et de l’action, les différents moyens permettant d’en faciliter l’apprentissage et suggère
quelques pistes pratiques en relation avec le domaine de la formation des pilotes pour traduire de façon appliquée les résultats
obtenus lors de ce travail.
Pris dans leur ensemble, ces résultats amènent à penser, d’une
part, que la compréhension des informations utilisées par les
pilotes constitue un enjeu majeur pour sélectionner les plus pertinentes d’entre elles et d’autre part, que leur représentation dans
une interface virtuelle par l’intermédiaire de feedback simultané
est un élément qu’il est indispensable de maitriser pour guider de
façon pertinente la construction de nouveaux équipements.
Ces travaux suggèrent une manière de concevoir l’apprentissage
de la phase d’approche relativement différente de celle utilisée
dans les écoles de pilotage. La méthodologie élaborée pourrait
compléter la formation traditionnelle des pilotes débutants et
construire l’apprentissage selon une procédure implicite qui pourrait permettre au pilote débutant d’utiliser plus efficacement les
informations visuelles disponibles dans l’environnement et ainsi
compléter l’ensemble des connaissances procédurales qu’il utilise
lors de l’atterrissage.
Enfin cette méthode pourrait constituer une base
solide pour s’intéresser à
l’ensemble des habiletés
perceptivo-motrices
qui
nécessitent une formation
longue et coûteuse (vol à
basse altitude, opérateurs de
drones, contrôle aérien)
récemment terminé (TR-HFM-170 ) et présentait, sous
forme de compétition, les démonstrateurs réalisés tout
au long de la vie de ce groupe. Le PEA Facteur humain
et partage d’autorité auquel le RDS a largement contribué par le passé a fait aussi l’objet d’une présentation.
Une proposition a par ailleurs été faite pour donner
suite à ce groupe de travail dans la mesure où la thématique du partage d’autorité est de plus en plus identifiée comme cruciale pour les systèmes automatisés
futurs. Pour ce qui est du domaine scientifique H&S,
cette thématique est toujours fortement soutenue
(2 thèses : 1 soutenue et 1 en cours, 2 projets ASTRID :
1 en cours, 1 retenu).
ENVIRONNEMENT ET GÉOSCIENCES (EGS)
Elisabeth Gibert-Brunet
Le domaine Environnement et Géosciences couvre les thématiques scientifiques centrées sur
la connaissance la plus fine et la plus précise possible des trois compartiments du système
Terre que sont les océans, les continents et l’atmosphère.
Les objectifs scientifiques liés à cette connaissance de l’environnement sont déclinés à la
fois à toutes les échelles de temps et d’espace, et se focalisent sur le tryptique « connaissance des paramètres et processus des milieux physiques / interprétation et validation des
données (avec géoréférencement des données puis intégration dans des bases de données ad
hoc) / production de modèles et de simulations numériques en temps réel ».
Les thématiques décrites sont les suivantes :
- pour les océans, objets de toutes les attentions dans le domaine de l’amélioration et la quantification de modèles numériques : dynamique océanique et courantologie, états de la mer,
acoustique sous-marine et l’océanographie biologique ;
- pour l’atmosphère qui constitue une des sources de bruit pour les données d’observation
de la surface continentale et maritime («fond») : émission naturelle des fonds, processus
dynamiques, thermodynamiques et microphysiques, propriétés transmissives et transferts ;
- pour les continents qui restent des milieux extrêmement hétérogènes et complexes : principalement une thématique sur les sols avec étude de (i) leurs propriétés physiques et structurales (évolution spatiale), (ii) leurs évolutions en interaction avec les hydro-géo-systèmes
et avec la végétation (évolution temporelle) et (iii) leur cartographie (via tous systèmes d’obtention/validation de données).
Bilan des activités 2012 du domaine scientifique EGS
Thème
Thèses
Stages
post-docs
Océanographie
Météorologie /
physique de
l’atmosphère
Soutenues
2
En cours
6
6
Acceptées
5
6
Environnement
terrestre
Géographie
humérique
2
Environnement
côtier
Aérosols
Environnement
et géopolitique
2
9
1
1
2
1
Soutenus
En cours
Acceptés
Soutenus
Stages ERE
1
En cours
Acceptés
Projets des
écoles sous
tutelle DGA
Projets
des pôles de
compétitivité
REI
En cours
2
Acceptés
3
Terminés
En cours
1
1
1
1
1
1
Acceptés
Terminés
1
En cours
Terminés
RAPID
1
Terminés
En cours
1
1
Acceptés
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59
Thème
Océanographie
Météorologie /
physique de
l’atmosphère
Environnement
terrestre
Géographie
humérique
Environnement
côtier
Aérosols
1
1
1
1
Environnement
et géopolitique
Terminés
ASTRID
En cours
Acceptés
Programmes
ANR
1
1
2
Terminés
En cours
Acceptés
Études retenues
L’année 2012 a vu le développement de nouvelles thématiques dans le domaine EGS, telles que celles liées
à l’environnement spatial ou à l’acoustique aérienne.
Les axes « environnement côtier » et « étude des aérosols en lien avec la dynamique atmosphérique »
restent les priorités du domaine.
Compilation des annéees 2007 à 2011
3%
35%
38%
5%
19%
Thèses
Associés aux quatre projets en cours sur les variations spatio-temporelles des propriétés optiques des
aérosols (POAEMM), la dynamique océanique sous
mésoéchelle (SYNBIOS), l’étude climatologique des
propriétés optiques de fonds de sol (ECLIPS) et la gradiométrie aéroportée en milieu littoral (GREMLIT),
l’année 2012 a vu la contractualisation de quatre nouveaux projets ASTRID.
L’innovation croissante et la diversification des programmes de recherche dans les thématiques soutenues par la DGA est clairement visible avec notamment deux projets dans les domaines de la définition
des fonds de scène en 3D et la connaissance et la
surveillance de la haute atmosphère :
•P
rojet DRUMS pour la modélisation des aérosols
désertiques (avec évaluation des performances et de
la sensibilité) ;
•P
rojet FOLI3D qui s’intéresse à la fusion optique
lidar pour la caractérisation fine de scènes 3D ;
•P
rojet MER CALME pour la caractérisation acoustique des littoraux marins et de leurs écosystèmes ;
•P
rojet SEPI sur la Surveillance de l’Environnement
de Propagation Ionosphérique.
60
6% 6%
%
13
37%
13%
25%
● Océanographie ● Environnement côtier
● Aérosols
● Atmosphère
● Information
● Continents
géoréférencée
Compilation des annéees 2007 à 2011
25
20
15
10
5
0
2007
2008
2009
2010 2011 2012
Années
Dossiers déposés
e
Dossiers acceptés
de thèses
ASTRID
Thématiques pour l’année 2012
Nombres de thèses
L’année 2012 a représenté une année exceptionnelle
pour le domaine, non seulement en ce qui concerne le
nombre de demandes déposées (23) et retenues (16)
mais aussi pour les thématiques développées. En effet,
sur ces 16 dossiers (voir la figure ci-contre pour la
répartition des thématiques 2012), une bourse de
thèse a été allouée sur un sujet ayant trait à l’information géoréférencée et un dossier concerne un sujet
liant l’adaptation de l’environnement géophysique et
la géopolitique en relation avec l’évolution du climat.
Ceci conforte la collaboration entre domaines scientifiques, le suivi de ces deux dossiers étant conjoints
avec les domaines I2R et EGS respectivement.
25
20
15
REI
Projet PPI : Prévision de propagations
ionosphériques
Le projet PPI avait pour principale problématique l’amélioration et l’optimisation de l’utilisation du spectre HF pour les communications radio, élément essentiel de la Défense, et donc s’est
focalisé sur la prévision des phénomènes de black-out (ou fermeture du canal HF) qui ont 3 origines possibles : les « flares » (sursauts de rayons X et EUV, assimilés aux éruptions solaires), les SEP
(sursauts de flux de protons) ou les orages magnétiques.
Le projet PPI a montré qu’il est possible d’estimer le risque de
blackout a partir des observations de ces phénomènes.
Les innovations scientifiques et techniques de ce projet ont résidé dans un nouveau modèle d’ionosphère, couplé à l’utilisation de
mesures GPS en temps réel (passivité et portabilité de la méthode).
Même si (i) le taux de fausse alarme est supérieur a 33 % (en
raison des incertitudes sur l’accélération des particules par onde
de choc et leur propagation dans le milieu interplanétaire) et si (ii)
la validité de la prévision n’est encore envisagée qu’à très court
terme, les prévisions permettent d’atteindre un taux de détection
de plus de 75% et vont encore être améliorées.
Ce projet de recherche a été le ciment de l’établissement d’une
convention de partenariat entre NOVELTIS et TELECOM Bretagne,
partenaire privilégié de la DGA.
Les deux derniers projets REI ont été clôturés au printemps 2012. Ces deux projets PPI et NIGHTGLOWS
portaient respectivement (i) sur la météorologie de
l’espace et la modélisation des canaux de transmission dans l’ionosphère (cf. Zoom) et (ii) sur l’étude du
rayonnement OH en lien avec la thématique de vision
de nuit. Ces deux projets ont donné des résultats
remarquables, ce qui a permis un transfert vers des
TRL plus élevés et un suivi par les directions techniques ad hoc de la DGA (DGA/TN et DGA/DT/ST/
IP/CGN).
RAPID
Sur les 5 projets RAPID en cours dans le domaine
début 2012 allant de l’étude des fonds marins par sondage acoustique multicanaux à la prévision de la
variabilité du cycle de vie des brouillards, l’accent sera
mis ici sur le projet SAVAs (Mise en place et évaluation
d’un Système d’Alerte aux Vagues Scélérates).
Ce projet est l’exemple le plus important de l’action de
la recherche amont pour le développement d’outils
opérationnels. Les résultats obtenus au travers de ce
projet de recherche ont permis un transfert direct vers
l’Etat Major de la Marine.
FUI
▲ Image EUV a 17.1 nm (satellite SDO)
Contractualisés fin 2011 et début 2012, les 3 projets
soutenus par la Défense dans le cadre du FUI12 (dont
deux pour lesquels la MRIS est pilote : projets MCGS
-Marine Collaborative Ground Segment-Sentinelles de
l’Océan- et Lito-CMS - Plateforme d’outils et de services pour la prévision et l’aide à la gestion temps réel
des crises inondation et submersion en zone littorale-)
ont démarré de façon tout à fait satisfaisante. Ces projets, majoritairement centrés sur la description et la
modélisation des évènements naturels en temps réel,
sont très importants pour répondre à des besoins à la
fois civils et miliaires dans le cadre de la mise en place
de la prévention des risques et l’aide à la décision.
61
Glossaire
62
Acronyme
Libellé
AAP
Appel à projet
ACA-CBD
Adaptive Cross Approximation-Compressed Block Decomposition
AED
Agence européenne de défense
AFDRG
Anglo-French Defence Research Group
ANR
Agence nationale de la recherche
ANRT
Association nationale de la recherche et la technologie
ASTRID
Accompagnement spécifique des travaux de recherches et d’innovation défense
AUV
Autonomous Underwater Vehicle
BRGM
Bureau de recherches géologiques et minières
CCRE
Conseil consultatif des recherches et études
CEA
Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives
CIDEF
Conseil des industries de Défense française
CIFRE
Convention industrielle de formation par la recherche
CIRAD
Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement
CNES
Centre national d’études spatiales
CNRS
Centre national de la recherche scientifique
COMES
Comité pour les métaux stratégiques
CREA
Centre de recherche en épistémologie appliquée
DAS
Délégation aux affaires stratégiques
DGA
Direction générale de l’Armement
DGCIS
Direction générale de la compétitivité, de l’industrie et des services
DGRI
Direction générale de la recherche et de l’innovation
DS
Direction de la stratégie
DSTL
Defence Science and Technology Laboratory
DT
Direction technique
DTG
Disruptive Technology Group
EM
Électromagnétique
ENS
École normale supérieure
ENSIACET
École nationale supérieure des ingénieurs en arts chimiques et technologiques
ENSTA
École nationale supérieure des techniques avancées
EPS
Études prospectives et stratégiques
ERE
FUI
Fonds unique interministériel
GDR
Groupement de recherche
GIFAS
Groupe des industries françaises aéronautiques et spatiales
GNSS
Global Navigation Satellite System
H2020
Programme communautaire de recherche et d’innovation à l’horizon 2020
ICET
Innovative Concepts and Emerging Technologies
IDEX
Initiative d’excellence
IED
Improvised Explosive Device
IEMN
Institut d’électronique, de microélectronique et de nanotechnologie
IFREMER
Institut français de recherche pour l’exploitation de la mer
IHM
Interface homme-machine
INRA
Institut national de recherche agronomique
INRIA
Institut national de recherche en informatique et automatique
INSERM
Institut national de la santé et de la recherche médicale
Acronyme
Libellé
IRSN
Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire
ISAE
Institut supérieur de l’aéronautique et de l’espace
ISL
Institut franco-allemand de recherches de Saint-Louis
JIP
Joint Investment Program
LOI
Letter Of Intent
MESR
Ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche
MOU
Memorandum Of Understanding
MRIS
Mission pour la recherche et l’innovation scientifique
NRBC
Nucléaire, radiologique, biologique et chimique
ONERA
Office national d’études et de recherches aérospatiales
OST
Observatoire des sciences et des techniques
OTAN
Organisation du traité de l’Atlantique nord
PCRD
Programme cadre de recherche et développement
PEA
Programme d’études amont
PME
Petite et moyenne entreprise
PMI
Petite et moyenne industrie
POS
Document de politique et objectifs scientifiques
PRES
Pôle de recherche et d’enseignement supérieur
RAPID
Régime d’appui aux PME pour l’innovation duale
RDS
Responsable de domaine scientifique
REI
Recherche exploratoire et innovation
R&D
Recherche et développement
R&T
Recherche et technologie
S2IE
Service des affaires industrielles et de l’intelligence économique (DGA/DS/S2IE)
SGAE
Secrétariat général aux affaires européennes
SHS
Sciences humaines et sociales
SNRI
Stratégie nationale de recherche et d’innovation
STIC
Sciences et technologies de l’information et de la communication
TOTEM
Intranet de la DGA
TPE
Très petite entreprise
TRL
Technology Readiness Level
UAV
Unmanned Aerial Vehicle
UPMC
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6
63
Sigles
des pôles techniques
Acronyme
ASA
ASN
AST
ASC
SSI
TEC
MAN
SHP
CGN
MCM
Libellé
Architectures et techniques de systèmes aéronautiques
Architectures et techniques de systèmes navals
Architectures et techniques de systèmes terrestres
Architectures et techniques de systèmes C3R
Sécurité des systèmes d’information
Télécommunications
Missiles, armes et techniques nucléaires de défense
Sciences de l’homme et protection
Capteurs et navigation
Matériaux, composants, maîtrise des risques environnementaux
Sigles des systèmes de force
Acronyme
DIS
CMI
PMS
EC
PS
Libellé
Dissuation
Commandement et maîtrise de l’information
Projection, mobilité et soutien
Engagement & combat
Protection et sauvegarde
Sigles des domaines scientifiques
Acronyme
I2R
FS
OAR
NANO
PHOTON
MCE
BIO
H&S
EGS
64
Libellé
Ingénierie de l’information et robotique
Fluides, structures
Ondes acoustiques et radioélectriques
Nanotechnologies
Photonique
Matériaux chimie et énergie
Biologie et biotechnologies
Homme & systèmes
Environnement et géosciences
Portail industrie : www.ixarm.com
D irec tion G énér ale
de l’A rmement
Direction de la stratégie (DS)
Mission pour la recherche et l’innovation scientifique
DGA/Comm - 04 - 06/2013 • Photos : DGA/Comm-F. Vrignaud, DCNS, EADS • SGA/SPAC/PGP Impression.
Site institutionnel DGA : www.defense.gouv.fr/dga

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