Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système

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organisationRecherche french012018

Le laboratoire IMS développe des actions de recherche originales et cohérentes dans les domaines suivants :

  • la modélisation et l’élaboration des matériaux, des capteurs et des microsystèmes,
  • la modélisation, la conception, l’intégration et l’analyse de fiabilité des composants, circuits et assemblages,
  • l’identification, la commande, le diagnostic, le traitement du signal et des images, la conduite des processus complexes et hétérogènes.
  • L’ingénierie des systèmes neuromorphiques, l’interaction des champs électromagnétiques avec la matière vivante, la cognitique et l’ingénierie humaine
CIH
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RUDII
PMH_DySCo
Equipes :

L’équipe Cognitique est l’une des équipes de recherche du laboratoire IMS UMR CNRS 5218 depuis janvier 2011. Elle est composée des enseignants-chercheurs de l’École Nationale Supérieure de Cognitique (ENSC-Bordeaux INP), de l’École Supérieure du Professorat et de l’Éducation (ESPE Aquitaine Université de Bordeaux), de la Faculté des Sciences du Sport (UF STAPS, Université de Bordeaux).

La cognitique s’entend comme « science et technologies des connaissances » pour une meilleure performance, une meilleure sécurité et un meilleur confort d’usage des systèmes complexes, notamment numériques. Elle s’inspire des sciences cognitives avec une visée et une intention explicitement applicatives et industrielles.

 L’équipe cognitique est pluridisciplinaire (psychologie, informatique, biologie, information et communication, robotique, sciences de l’éducation). Sur cette base, nous nous efforçons de développer des approches inter, voire transdisciplinaires. Ainsi, chaque objet de recherche est abordé non seulement sous l’angle disciplinaire, mais également par une appropriation commune des différentes approches méthodologiques. Nous revendiquons pour notre équipe une thématique transdisciplinaire qui porte sur l’intégration et la communication « Homme/Systèmes complexes », tout particulièrement en ce qui concerne : le facteur humain et l’intégration homme-système, la cognition artificielle et augmentée, les usages et usabilités des technologies, les systèmes d’information et de connaissance, l’intégration du facteur humain dans les projets de conception, notamment par la simulation des usages futurs.

 Domaines d’intervention de la Cognitique :

  • L’analyse et la conception d’Interfaces Homme(s)-système(s) [IHM], dans les projets de conception, design et production de biens manufacturés (aéronautique, automobile, équipements, etc.) et de services (énergie, télécom., etc.).
  • L’activité de recherche et développement des entreprises industrielles en relation avec le facteur humain et la cognition augmentée (gestion des systèmes complexes, systèmes de visualisation et de pilotage, gestion intégrée de plateformes, etc.).
  • L'intégration homme-système (IHS) et les usages des technologies numériques.
  • La cognition artificielle avec la robotique et l’Intelligence Artificielle [I.A.] (Conception d’interfaces pour commande à distance de drones, techniques de classification et data mining, etc.).
  • Les aspects collaboratifs et la gestion risques appliqués aux domaines de l’industrie (nucléaire, services publics, etc.).

  • L’analyse du besoin, la spécification et la conception de systèmes d’aide et de suppléance pour la compensation du handicap, l’accessibilité
  • La gestion des connaissances et compétences pour la valorisation et pérennisation des savoir-faire dans les industries (Création d’un outil permettant la capitalisation des connaissances, création d’un outil de formation, etc.).

Les orientations scientifiques de l’équipe portent principalement (mais non exclusivement) sur : la conception et le développement de méthodes d’étude de l’interaction Homme-systèmes ; l’étude et la conception des technologies d’augmentation humaine (notamment numérique) ; la conception et le développement de modèles des processus de conception permettant la prise en compte du facteur humain et des usages des technologies.

 

 

 


AS2N
BIOEM
ELIBIO
Equipes :

Le groupe BioElectronique s’est formé en 2009, rassemblant deux thématiques préalablement existantes (Bioélectromagnétisme et Réseaux de Neurones sur Silicium) à l’IMS. Ses membres ont été rassemblés sur un site unique en 2013. Le groupe est maintenant structurée en trois équipes (Bioélectromagnétisme, BIOEM;  Électronique à l’Interface avec la Biologie, ELIBIO ;  Architecture de Réseaux de Neurones sur Silicium, AS2N), dont les chercheurs et enseignant-chercheurs relèvent de l’INSIS, mais aussi de l’INB. Leurs travaux de recherche sont pluri-disciplinaires, à l’interface entre la physique, l’électronique, la biologie et la médecine.

Un des thèmes fédérateurs de l’équipe Bioélectronique est l’approche « temps réel et boucle fermée pour les applications humaines et biologiques ».

Une démarche commune est appliquée au travers des trois phases de la boucle fermée :

1) acquisition de données physiologiques en temps réel,

2) traitement et interprétation de ces données,

3) décision et stimulation (cellule, organe, organisme, animal, humain)

Le choix des méthodes et technologies de traitement des signaux se porte prioritairement sur les traitements et calculs neuro-inspirés. Cette démarche de symbiose entre l’élément biologique et l’élément artificiel du système réalisé permet d’optimiser les performances des systèmes réalisés en terme notamment de robustesse et de consommation.

Chaque thématique de BioElectronique est experte sur certains éléments de la boucle fermée (voir figure ci-dessus), mais la majorité des collaborations inter-thématiques ou avec des laboratoires extérieurs permettent à l’équipe de traiter la boucle fermée complète.


MEI
ICO
PSP
Equipes :

Créé en 1971, le GRAI est un laboratoire à part entière jusqu’en 1991 date à laquelle il devient une opération scientifique du LAP (puis UMR 5131 LAPS). Le 1er janvier 2007, le GRAI devient le groupe Productique d’IMS.

Le groupe Productique (ou équipe productique au sens de HCERES) est animé comme une seule entité et déploie des activités de recherche-amont, de valorisation des résultats de recherche dans le milieu économique, et de formation de chercheurs et de cadres pour l’industrie. 

La recherche-amont est structurée en trois thématiques scientifiques qui représentent les champs de compétences établis sur la durée et constituent l’ossature du schéma scientifique. Les thématiques sont animées spécifiquement. Les sujets de thèse peuvent être intra ou inter-thématiques.

Les trois thématiques scientifiques sont :

  • Modélisation d’Entreprise et Ingénierie (MEI) animée par David Chen
  • Pilotage des Systèmes de Production (PSP) animée par Rémy Dupas
  • Ingénierie de la Conception (ICO) animée par Philippe Girard (et Marc Zolghadri de sept 2010 à sept 2012)

A travers ces trois thématiques complémentaires, le groupe productique a pour objectif scientifique de fournir des concepts et outils pour intervenir sur les systèmes de production suivant trois maîtres mots qui sont modélisation, performance et conduite. La principale évolution de ce contrat a été de considérer très fortement les systèmes distribués.

Depuis le début du contrat, le groupe a souhaité mettre aussi en avant dans son schéma scientifique des domaines d’application privilégiés, même si notre recherche ne s’interdit en rien de s’inscrire dans tous les domaines de la production de biens et de services :

  • Manufacturier
  • Services
  • Transport

Concernant les domaines applicatifs, la volonté du groupe a été de ne pas relier une thématique à un domaine d’application mais que ces domaines soit réellement transverses.

Le domaine manufacturier a toujours été largement couvert par la recherche du groupe mais la nouveauté de ce contrat a été de développer nos recherches dans le domaine des transports et des services.

Concernant l’axe transport, l’objet d’étude principal s’est dans un premier temps concentré sur la recherche de cohérence au niveau des processus de décisions de planification, qui sont par nature distribués et qui lient manufacturiers et prestataires de transport en charge d’acheminer les produits à leurs destinataires.

L’extension des travaux à l’étude de l’interopérabilité des systèmes d’information de ces mêmes prestataires, à la rationalisation de l’organisation du transport routier, s’est imposée par la suite. 

Hormis ceux détaillés dans la thématique PSP, les points saillants de cette activité se traduisent sur la période par différentes réalisations ou études :

  1. Le projet PRODIGE (2009-2013) – Routage de Produits Intelligents. Ce projet a permis le développement d’une solution organisationnelle, technique (RFID, GPS, 3G) et logicielle (portail web) visant à instrumenter le transport routier, à des fins d’optimisation de flux. La singularité de l’approche ainsi développée réside dans la prise en compte du concept de transbordement « opportuniste », soit l’aptitude d’une charge transportée à « changer » de véhicules de manière impromptue lors de son acheminement, à des fins d’optimisation de performances.
  2. Des travaux conjoints avec la thématique MEI ont été réalisés dans le cadre du projet NOSCIFEL ayant pour ambition de créer un puits de données rendant les différents acteurs d’une chaîne de transport interopérables. Des travaux, en collaboration avec l’EIGSI La Rochelle, ont visé à proposer un outil d’aide à la décision pour formaliser une démarche participative tout au long de la conception d’un projet de transport urbain durable, dans un contexte multicritères et multi acteurs.

 

Enfin, concernant l’axe service, les travaux entrepris depuis plusieurs années ont permis de se familiariser avec le concept de service, d’en cerner les tenants et aboutissants et de mettre en lumière les spécificités des problématiques de conception /ingénierie, pilotage, modélisation et mesure de performance des services. Dans ce cadre, le projet scientifique s’articule en deux axes sectoriels et un axe théorique : 1/ orientation service des entreprises industrielles et « servicisation » (PSS), 2/ domaine des services purs avec application à la santé et 3/ modélisation générique des services par le biais d’études théoriques et le retour des études sectorielles.


MOTIVE
SPECTRAL
Equipes :

Les activités du Groupe Signal et Image (GSI) de l'IMS, organisées selon les deux thèmes Spectral (méthodes Statistiques pour les CommunicaTions numériques, le RAdar et la Localisation) et Motive (MOdèles Texture Images VolumEs), relèvent d’une recherche fondamentale et appliquée s’inscrivant dans des partenariats académiques et industriels pérennes. Elles ont pour objectif la conception d’algorithmes avec a priori pour le traitement avancé du signal au sens large. Les travaux menés, où modélisation, inférence, optimisation et échantillonnage sont omniprésents, concernent des sujets impliquant des aspects multi-échelles, multi-dimensionnels, statiques ou dynamiques. Les thématiques, sur lesquelles le GSI s’est engagé au cours du dernier quadriennal, visent la résolution de problèmes inverses notamment dans le cas de données incomplètes, la caractérisation, le filtrage, la prise de décision optimale et la transmission de l’information. Elles se trouvent aujourd’hui au cœur de nombreuses préoccupations de la communauté nationale et internationale.
Les activités du Groupe Signal et Image (GSI) de l'IMS, organisées selon les deux thèmes Spectral (méthodes Statistiques pour les CommunicaTions numériques, le RAdar et la Localisation) et Motive (MOdèles Texture Images VolumEs), relèvent d’une recherche fondamentale et appliquée s’inscrivant dans des partenariats académiques et industriels pérennes. Elles ont pour objectif la conception d’algorithmes avec a priori pour le traitement avancé du signal au sens large. Les travaux menés, où modélisation, inférence, optimisation et échantillonnage sont omniprésents, concernent des sujets impliquant des aspects multi-échelles, multi-dimensionnels, statiques ou dynamiques. Les thématiques, sur lesquelles le GSI s’est engagé au cours du dernier quadriennal, visent la résolution de problèmes inverses notamment dans le cas de données incomplètes, la caractérisation, le filtrage, la prise de décision optimale et la transmission de l’information. Elles se trouvent aujourd’hui au cœur de nombreuses préoccupations de la communauté
nationale et internationale.

ARIA
CRONE
FFTG
Equipes :

Les activités du groupe Automatique s'articulent autour de trois thématiques :

  • Thématique 1 : « Approche Robuste et Intégrée de l'Automatique », menée par l’équipe ARIA et animée par David HENRY ;
  • Thématique 2 : « Systèmes à Dérivées Non Entières », menée par l’équipe CRONE et animée par Pierre MELCHIOR ;
  • Thématique 3 : « Flatness and Fault Tolerant Guidance », menée par l’équipe FFTG et animée par Franck CAZAURANG.


Le groupe ‘Conception’ du Laboratoire IMS s’appuie sur 3 équipes (dénommées CAS, CSH et CSN) dédiées à la conception de circuits numériques, analogiques et radiofréquences. Il forme une puissante force de travail complémentaire permettant de proposer des solutions totalement intégrées de systèmes électroniques complexes. Cette équipe est composée de 8 Professeurs, 11 Maitres de Conférences, 15 thésards, 1 IGE, 1 IR et 1 secrétaire. Ci-dessous sont résumés les activités majeures et les faits marquants de ce groupe sur la période 2009 à 2014 :

  • Réalisation du SASP (Sampled Analog Signal Processing) dans le système récepteur et de solutions originales pour l'émetteur, à savoir le système 'Pompe de Riemann' et 'Emetteur de Walsh' pour générer un ou plusieurs signaux modulés sur de très larges bandes.
  • Développement d'un principe original de démodulation radio nommée « MOOD », permettant de réduire d’un facteur 10 la consommation en puissance par rapport à des solutions du commerce. Ce récepteur d’un nouveau genre, présente également l’intérêt d’être compatible avec 2 types de modulations les plus répandues dans les WSN: Fréquence (FSK) et Amplitude (OOK).
  • Réalisation d’un circuit de récupération d’horloge et de données à 100GB/sec en technologie 130 nm BiCMOS SiGe de STMicroelectronics.
  • Conception d’amplificateurs de puissance RF et mmW pour les applications LTE (collaboration STE),WiGig (Cifre labo commun ST/IMS), RADAR bande X/bande Ku, UWB en utilisant des technologies CMOS, CMOS SOI, SiGe, GaN.
  • Développement de techniques de linéarisation et d’amélioration du rendement telles que Doherty, boucle cartésienne, Envelop Tracking ...
  • Conception de filtres passifs en technologie BAW et de filtres actifs en technologie AsGa et GaN.
  • Développement de méthode d'extraction de paramètres pour la modélisation de Convertisseurs analogique-numérique (CAN) et numérique-analogique (CNA)
  • Implantation d'une structure de CAN par entrelacement avec algorithme de correction.
  • Implantation de la boucle cartésienne numérique pour la linéarisation de PA
  • Implantation d'une méthode originale pour la linéarisation d'un ADC folding

PACE
Puissance
Equipes :

 

 

Les enjeux : la maîtrise de la fiabilité constitue un enjeu fondamental pour des équipements électroniques isolés comme pour ceux intégrés dans un système. Elle permet de réduire les coûts d’usage (enjeux économiques), d’améliorer les rendements (enjeux écologiques), de réduire l’apparition des défauts précoces et de gérer la prédiction de pannes (enjeu : sureté de fonctionnement). L’ensemble de ces enjeux est abordé par les activités du groupe Fiabilité dans une approche du composant au système.

 

Le contexte : les performances des composants, des assemblages et des systèmes ne cessant de s’améliorer et leur densité d’intégration de s’accroitre, les domaines technologiques adressés par le groupe « Fiabilité » concernent l’étude de la fiabilité des modules destinés à l’électronique embarquée à tous les niveaux d’intégration, du silicium jusqu’au système opérationnel. Il est de ce fait fortement pluridisciplinaire et multidomaine (multiphysique, mutlitemporel, multimatériaux et multiéchelle).

 

Les objectifs : l’expertise du groupe et ses travaux sont centrés sur le développement de nouvelles approches de la fiabilité des composants et systèmes électroniques destinés à un environnement embarqué. Ces activités permettent de réaliser les objectifs suivants : maîtrise de l’interaction entre le dispositif et son packaging, évaluation de l’impact des contraintes électromagnétiques sur la fiabilité des composants et systèmes, maîtrise de la robustesse des composants semi-conducteurs de puissance et des nouveaux systèmes de stockage d’énergie, rédaction de nouvelles normalisations pour la qualifications de composants ou systèmes dans un environnement donné, développement de modèles de vieillissement et intégration de la fiabilité dans le processus de prototypage virtuel.

Les moyens : les méthodologies originales mises en œuvre par le groupe sont basées sur une approche théorique par simulations multi-domaines, d’une part, et expérimentale, par des caractérisations de matériaux, des assemblages et de leur vieillissement pour la paramétrisation des modèles, d’autre part.



Les objets de la recherche de l'équipe Nanoélectronique concernent les composants émergeants comme le transistor à nanotube de carbone, le Graphene-FET, les transistors hyperfréquences (SiGe et III-V) et les circuits à base de technologies avancées. Les thèmes clés sont la caractérisation électro-optique, l'analyse de défaillances et la fiabilité, la caractérisation hyperfréquences et la modélisation compacte. Les méthodes de recherche sont communes à toutes les actions : à partir d'une analyse physique, souvent appuyée par les outils de simulation de type éléments finis, les phénomènes observés sont étudiés, approfondis et expliqués. L'équipe s'appuie sur deux plateformes technologiques très avancées (Atlas et Nanocom). Un juste équilibre entre le caractère fondamental et le caractère appliqué des recherches permet à l'équipe de répondre aux enjeux stratégiques définis par le laboratoire.

Trois thématiques sont développées au sein de l'équipe Nanoélectronique :

  • Test et analyse par faisceaux laser, Responsable : Patrick Mounaix
  • Evaluation et fiabilité des technologies hyperfréquences, Responsable : Nathalie Malbert
  • Modélisation compacte et caractérisation des dispositifs électroniques, Responsable : Cristell Maneux

EDMINA
MDA
MIM
Equipes :

Vers des systèmes multiphysiques multi-technologies communicants et durables.

Le groupe ONDES au sein du laboratoire IMS

Le groupe ONDES réunit depuis novembre 2015 les équipes des groupes Microsystèmes et Matériaux, pour mener des travaux allant de l'intégration de matériaux innovants à l'étude, la réalisation, la caractérisation et l'évaluation de la fiabilité de dispositifs et plateformes pour un spectre large d'applications, en privilégiant la détection acoustique, la photonique et les hyperfréquences. Les mécanismes physiques sont au cœur des problématiques des équipes dans la mise en œuvre des matériaux, le développement de dispositifs et leur caractérisation en interaction avec un environnement contrôlé. La nouvelle constitution du groupe lui permet aujourd'hui d'orienter un volet de sa politique scientifique vers l'étude de dispositifs de détection innovants compatibles avec la perspective d’un environnement numérique adapté aux besoins du futur, et visant le développement de réseaux de capteurs. Des applications dans les domaines de la santé, de l’environnement, de l'agriculture et de l’énergie sont particulièrement ciblées, avec des retombées potentielles dans de nombreux secteurs d’activités. Trois thèmes directeurs ont été définis:

  • Microdispositifs pour Optique / Photonique
  • Capteurs multi physiques communicants
  • Systèmes de micro-énergie sans fil

Pour mener à bien ces travaux, les équipes impliquées interagissent de manière fortement inter- et pluri-disciplinaire (matériaux, physique, chimie, biologie, médecine…) avec des partenaires académiques et industriels, au travers de projets couvrant de manière équilibrée un large spectre du fondamental à l’applicatif (Région Aquitaine, ANR, FUI, Europe). Dans ce cadre, nous sommes fortement impliqués dans les Laboratoires d'Excellence (AMADEusLAPHIA) de Bordeaux, qui regroupent des équipes de différentes unités de recherche du site.

Le groupe s’appuie sur des plateformes technologiques pour la réalisation et la caractérisation, notamment: les centrales TAMIS (Technologies Alternatives aux Microsystèmes Silicium, moyens en salle blanche) et OpERaS (évaluation de la fiabilité de dispositifs optoélectroniques et photoniques) et la cellule A2M (Atelier Matériaux & Micro-ondes) de IMS transfert.

Exemples de projets récents ou en cours:

  • Détection de biomarqueurs de cancer par SAW et polymère à empreinte moléculaire (ANR TECSAN CancerSensor)
  • MicroRésonateurs Optiques (OMR) organiques et microfluidique digitale (EWOD) pour détection environnementale (Université de Bordeaux, Région Aquitaine, Bordeaux INP)
  • Détection de métaux lourds par SAW et film hybride micro-organismes vivants sur multicouche polyélectrolyte (CMCU Utique)
  • Détection en milieu gaz-liquide par dispositif SAW et matériaux carbonés nanostructurés (Graphène, nanotubes de carbone CNTs) (Merlion CINTRA; Univ.Bordeaux/LAAS-CNRS/FORTH/Univ.Valence)
  • Capteurs électromagnétiques radiofréquence imprimés sur flexible (papier, kapton) pour la détection de vapeurs (ANR Blanc CAMUS)
  • Système implantable autonome et communication sans fil associée (UB - LabEx AMADEus)
  • Polymères à cristaux liquides (LCP) pour le packaging innovant (FUI MICROPLAST)
  • Matériaux et nanomatériaux hybrides (organiques/inorganiques) pour composants passifs enterrés (Région Aquitaine ECOPACEM)
  • Structuration de matériaux pour la photonique et étude du vieillissement prématuré (ANR-LabEx LAPHIA EXOLAS)
  • Optimisation du management thermique de cristaux laser (FUI13 VESUVE)
  • Fiabilité de diodes laser pour des applications télécom à très haut débit (BPi-France VERTICAL, 3 thèses)
  • Modélisation et analyse d'interconnexions de type TSV pour l'électronique 3D (EU CATRENE Master_3D)

EMPLOIS

Emplois / Job position

ANIMATION / EVENEMENTS

News


ELORGA
PRIMS
Equipes :

Le groupe Electronique et microsystèmes organiques (dénommé « Organique » dans l’organigramme de l’IMS) a été créée en juin 2012 afin de favoriser le rapprochement des thématiques ELORGA et PRIMS focalisées sur les aspects électro-optiques et électro-mécaniques des matériaux organiques. Un rapprochement physique de la plupart des personnels travaillant sur ces deux thématiques a pu se faire en janvier 2013 par l’intégration d’une partie des personnels et des équipements de PRIMS dans les locaux de l’IMS site ENSCBP. Le groupe « Organique » a pour ambition d’imprimer des composants actifs (électroniques, optiques et mécaniques) avec des composés organiques et/ou hybrides. Cette approche permet de concevoir et de réaliser des composants avec des procédés technologiques simples qui sont développés au sein des plateformes ELORGA et TAMIS. Le symbole de la pertinence de la création de ce groupe est le projet JCJC PODCAST dont l’objectif est d’allier un levier organique à un transistor organique pour réaliser un capteur avec l’amplification du signal intégré.