Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système

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  • Structure

GPU ITS

Présentation

Les enjeux de ce domaine sont les applications des nouvelles technologies de l'information et de la communication au domaine des transports, afin de participer au développement des transports plus économiques, plus sûrs, plus durables. L'objectif de ce GPU, outre la mise en avant des compétences de l'IMS dans ce domaine, est de renforcer et de créer une synergie entre les Groupes pour favoriser l'émergence d'approches pluridisciplinaires novatrices à même de solutionner des verrous scientifiques ou technologiques préalablement identifiés et répondant aux enjeux du domaine du transport. Il aborde tous les types de véhicules (avion, train, bateau,…) et les infrastructures qui les entourent. En termes de positionnement, les activités de recherche, projets et les partenariats industriels, responsabilités, moyens/plateformes, laboratoires communs et partenariats existants des différents groupes de l'IMS traduisent déjà une implication forte dans ce domaine. Une des spécificités du laboratoire qui est de couvrir tous les domaines de l'EEA, du composant au système au sens large, doit permettre de répondre à cet objectif ; concernant le transport, on peut citer notamment les domaines des composants, capteurs, fiabilité, énergie, traitement du signal, systèmes, organisation d'infrastructures, prise en compte de l'humain.

Cinq thèmes test correspondant à des grands défis technologiques sont définis, comprenant chacun plusieurs projets centrés autour d'un verrou scientifique et technologique et comprenant des aspects théoriques, méthodologiques, technologiques et applicatifs. Selon l'opportunité, certains projets peuvent être communs à plusieurs GPU. Ces projets sont en cohérence scientifique avec les thématiques de recherche supportées par les différents Groupes de l'IMS, des GdR du CNRS auxquels ils participent, et avec les formations de l'Université de Bordeaux et de l'IPB/Enseirb-Matmeca. Ils s'inscrivent totalement dans les priorités du CPER 2014-2020 du laboratoire, de la Région Aquitaine et de ses Clusters (Aetos, Robotique, Topos, …), du pôle mondial de compétitivité Aerospace Valley Aquitaine/Midi-Pyrénées, des priorités de la politique industrielle nationale et des 34 plans lancés par le gouvernement, et européennes du programme H2020.

Organisation
  • WP1 : Systèmes multi-senseurs pour le transport

    Une problématique générale, que ce soit dans le secteur aéronautique ou du transport terrestre, est le développement de capteurs appropriés et l'exploitation des données :

    • WP11 : Fusion de données issues de capteurs variés pour l'aide à la conduite ou pilotage dans des conditions difficiles (nuit, mauvais temps, etc.), différentes informations pouvant être exploitées : récepteur GPS, données terrain, informations radar, capteurs physiologiques pour détecter des situations de stress et déclencher une alerte.
    • WP12 : Réseaux de capteurs, traitement de données et environnement numérique, visant à l'intégration de matériaux innovants structurés, la conception, la réalisation et la caractérisation de dispositifs fiables en utilisant une combinaison de fonctions acoustiques, hyperfréquences et photoniques à partir de structures résonantes microassemblées.
    • WP13 : Réseau de capteurs communicants : développement de la couche PHY (hardware) et partiellement MAC (co-design) d'un réseau de capteurs sans fil (Wireless Sensor Network).

    Groupes Signal, Microsystèmes-Matériaux, Conception, Cognitique, Automatique ; Plateformes Elorga, Véhicule du Futur ; Laboratoires communs GIS Albatros Thales, STM, PSA ; Collaborations ISM, ICMCB, LOMA, IOGS, INSERM, LabEx LaPHiA – AMADEus, I2M, LAB, INRA, OASU …), LAAS (MEMS), LaBSTIC (antennes), IMEP-LAHC (télé-alimentation), IEMN (circuits), LABRI (gestion de réseaux).

  • WP2 : Aéronefs plus électriques

    L'aéronautique est concernée comme tous les moyens de transport par la recherche de l'efficacité énergétique et la réduction des gaz à effet de serre. L'énergie électrique est au cœur de ce challenge (actionneurs, production, gestion et stockage d'énergie, propulsion hybride ou électrique, technologies et composants, technologies hautes températures, CEM, photovoltaïque,…) :

    • WP21 : Optimisation de la gestion de l'énergie des fonctions autres que la propulsion : commandes de vol, freins, conditionnement d'air, dégivrage, train d'atterrissage motorisé et capable au freinage de recharger les batteries.
    • WP22 : Génération de trajectoires robuste pour l'évitement d'obstacles en environnement 3D dynamique et développement des fonctions Sense & Avoid pour améliorer l'autonomie et la sécurité des drones.
    • WP23 : Prise en compte des aspects CEM. La mise au point de structures aéronautiques plus légères à base de matériaux composites réduit la consommation mais rend plus complexe la résolution des problèmes de compatibilité électromagnétique et de tenue aux effets de la foudre, si des dispositions ne sont pas prises dès la conception.
    • WP24 : Caractérisation et évaluation du vieillissement des assemblages microélectroniques en environnement sévère. Modélisation des dégradations importantes liées à la chaleur, l'humidité et la corrosion due au brouillard salin et limitant la durée de vie de nombreux produits notamment dans les applications militaires, aéronautique et spatiales.
    • WP25 : Evaluation et la modélisation du vieillissement des dispositifs de conversion d'énergie.
    • WP26 : Impact des nouvelles technologies sur la fiabilité en avionique et notamment évaluation de l'impact DSM sur la fiabilité des systèmes électroniques avioniques. Avec la mise en œuvre de nouvelles technologies plus intégrés (90 nm, 65 nm et au-dessous), la question s'est posée de l'impact de ces nouvelles technologies sur la fiabilité.

    Groupes Automatique, Fiabilité, Nano, Conception ; Plateformes Nanocom, Cacyssée, Véhicule du Futur ; Laboratoires communs STM, PSA ; Collaborations Cluster IDEX, Labri, Midi-Pyrénées (conférences MEA), Aerospace Valley, Airbus, Safran, Onera, LAAS.

  • WP3 : Transports terrestres innovants

    Les problématiques des systèmes d'assistance au conducteur (ADAS) et de conduite autonome (pilotage automatique), plus sûre et interconnectée, les véhicules de transport électriques (tramway, TGV du futur), font émerger de nouveaux besoins de conception dans les domaines de la liaison au sol, des motorisations (véhicule 2 l/100km), de la gestion d'énergie (l'autonomie et puissance des batteries, bornes électriques de recharge) et de la prise en compte du conducteur :

    • WP31 : Modélisation et prise en compte de la dynamique du conducteur, dans le cadre du développement de systèmes d'aide à la conduite suffisamment rapides pour répondre à des situations d’urgence tout en laissant le conducteur maître de son véhicule, sans nécessiter d'actionneurs spécifiques autres que les actionneurs de conduite.
    • WP32 : Aide à la conduite et optimisation de la gestion de trafic tout en assurant sécurité et confort au conducteur. Identification des critères macroscopiques (gestion de trafic, temps de parcours, consommation, émissions…) et intégration dans une stratégie de contrôle commande locale, à l'échelle du véhicule, au travers de la conduite coopérative.
    • WP33 : Liaison au sol, optimisation des performances en isolation vibratoire. Dans le cadre des objectifs de réduction des émissions de CO2, les masses des véhicules actuels tendent à se réduire. Les variations relatives de masse entre un véhicule chargé et un véhicule à vide deviennent alors plus importantes et conduisent à une dégradation notable des performances en isolation vibratoire.
    • WP34 : Motorisation : Régulation de richesse d'un moteur à combustion interne par approches robuste pour la réduction des Nox.
    • WP35 : Estimation de l'état de charge et diagnostic du vieillissement des batteries par modèles à peu de paramètres.
    • WP36 : Modélisation électrothermique des faisceaux et définition d'une loi de pilotage de fusible électronique pour protéger les faisceaux, éviter les courts-circuits aggravés et diminuer la masse de câblage.
    • WP37 : Production et récupération d'énergie. Développement des composants et micro-systèmes organiques avec les cellules solaires organiques pour la production et l'utilisation des matériaux électrostrictifs et piezoélectriques pour la récupération d'énergie.
    • WP38 : Prise en compte des contraintes résiduelles dans le composant induites lors des étapes de fabrication du circuit intégré. Au niveau de l'assemblage, apparaît la notion de SiP (System in Package), dans lequel un boîtier regroupe en son sein tous les composants intégrés nécessaires au fonctionnement d'un système complet.
    • WP39 : Robustesse des transistors de puissance sous régimes extrêmes. Caractérisation, essentiellement thermo-électriques en transitoire et en statique, des transistors de puissance de type IGBT et Power MOSFET (Si, SiC et GaN) en mode de vieillissement extrême (court-circuit et avalanche). En parallèle, avec ces expérimentations, les modélisations par éléments finis permettront de comprendre les mécanismes de dégradation liées aux phénomènes du vieillissement extrême et de les découpler.

    Groupes Automatique, Fiabilité, Conception, Nano ; Plateformes Nanocom, Cacyssée, Véhicule du Futur ; Laboratoires communs STM, PSA ; Collaborations I2M, LOMA, Aerospace Valley, IRT Saint-Exupéry, Onera, LAAS, Prisme, IFP, Labinal Power Systems, Thales, Airbus, Safran,PSA, conférence ITS'15 Bordeaux.

  • WP4 : Navire écologique

    Dans le milieu nautique, que ce soit pour le tourisme ou les activités industrielles (chalutier à consommation énergétique réduite, navire de maintenance des éoliennes marines, …), les problématiques consistent à développer une propulsion électrique par batterie et un écopilotage.

    • WP41 : Aide à la navigation, pilote automatique. Les pilotes automatiques pour voilier ne donnent pas des résultats satisfaisants pour certains types de mer, ce qui induit des pertes de performance et conduit parfois à des situations critiques comme des démâtages ou des chavirages ; de plus le réglage nécessite la détermination d’un nombre important de paramètres.
    • WP42 : Développement d'un système de traction par kite destiné à être installé sur des bateaux afin de réduire consommation de carburant et émissions de polluants. Dans ce système, le kite est contrôlé grâce à des moteurs, pilotés par un pilote automatique.
    • WP43 : Chip Package interactions en environnement sévère. La recherche pétrolière à niveau profond imposent des fonctionnements à très haute température (175°C, voire 200°C), le milieu marin est particulièrement corrosif. De nouveaux modèles physiques de dégradation de la métallurgie sont à développer, ainsi que des modèles physiques liant la dégradation du matériau de boîtier à celle du fonctionnement du circuit intégré.
    • WP44 : Génération d'alertes au niveau des circuits intégrés. Il s'agit de développer les indicateurs secondaires, la gestion de la redondance, l'auto-test, le durcissement et la génération d'alertes. Outre le nautisme, les domaines d'applications sont l'électronique embarquée pour types de transports.

    Groupes Automatique, Fiabilité, Conception, Laser, Nano ; Plateformes Nanocom, Véhicule du Futur ; Laboratoires communs STM, PSA ; Collaborations NKE, Océa, Schlumberger, Airbus, CNES , Serma technologies, Thales, ST, PSA, LIRMM, CENBG, CNES, ESA, Onera.

  • WP5 : Transports multimodaux

    Cette action concerne la problématique de rationalisation d'activités fortement distribuées au sein des réseaux logistiques et de transport, aussi bien dans un contexte inter urbain qu'intra urbain, en s'appuyant sur une remise en question des pratiques actuelles en vue de satisfaire les exigences du développement durable :

    • WP51 : Donner de manière large une certaine autonomie décisionnelle aux marchandises transportées en exploitant de manière approfondie les technologies connectives telles que la RFID, le GPS et en dotant ces marchandises d'une 'intelligence' décentralisée pour les transformer en objets communicants à des fins de décisions et d'auto-organisation de leur transport.
    • WP52 : Exploiter de manière efficace les possibilités de massification/éclatement de charges dans les interconnections du réseau de transport par le biais de la généralisation des opérations de groupage/dégroupage en s'appuyant sur les principes du manifeste de l'Internet Physique. Ces principes s'inspirent de l'Internet Digital qui propose la standardisation des conteneurs (PI-conteneur) et des lieux dédiés au routage (PI-hub) des marchandises transportées
    • WP53 : Rationaliser l'utilisation des ressources de transport existant dans le réseau de distribution, utiliser les capacités résiduelles de transport en tendant vers une banalisation des ressources et s'efforcer de mutualiser les flux logistiques aussi bien directs que de retour.

    Groupes Productique, Cognitique, Microsystèmes-Matériaux, Conception ; Plateformes Nanocom, Véhicule du Futur ; Laboratoires communs GIS Albatros Thales, STM, PSA ; Collaborations Airbus, Thales, ST, PSA.

  • Animation
    • Espace de partage site web IMS
    • Robot Maker Day 06/16
  • Projets
    • 1 AAP Région déposé (150k€), Lalbex SysNum
    • Participation projet Living Lab Région 01/16
    • Projet transport multimodal : stage Conception/Productique en cours
  • RI
    • Canada AEROMontréal semaine 25/04/16
  • Veille
    • Réunions IRT ST Exupéry, Pôle AESE, Clusters,…
    • Copil AETOS
  • Rayonnement
    • UAV Show’16 Mérignac : Workshop, Stand Idex
    • Conférences industrielle MEA’17 à Bordeaux : IMS dans CO, CIP
    • Conférence mondiale IFAC’17 Toulouse ; Track démonstrateurs, Sessions, …

 

poster gdr A1          
Structure du GPU          

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