AAP International Bilan des projets retenus et financés

Les dossiers doctorants internationaux

1. CAMI

Titre du projet : Commande Avancée pour la stabilité et la robustesse d’un MIcrogrid autonome

Porteur du projet : Moustapha DOUMIATI
Etablissement : ESEO
Laboratoire : ESEO-IREENA EA 4642
Laboratoire et établissement d’origine du candidat : Université Libanaise, Faculté de Génie
En collaboration avec : Université Libanaise (UL) – Ecole Doctorale des Sciences et Technologie (EDTS)
Nom du Doctorant : Sarah KASSIR
Les encadrants et co-encadrants : Mohamed MACHMOUM (Directeur de thèse en France, IREENA), Clovis FRANCIS (Directeur de thèse au Liban, UL), Moustapha DOUMIATI (IREENA), Eric CHAUVEAU (IREENA), Maher El Rafei (UL)
Mots clés : Microréseaux électriques, Modélisation, Énergies renouvelables, Convertisseurs électriques, Stockage d’énergies, Commande non linéaire et stabilité

Verrous scientifiques ou technologiques :

Le principal verrou scientifique à lever dans le cadre du CAMI est la prise en compte des non linéarités du microréseau. En effet, très peu d’études dans la littérature aborde les comportements non linéaires du microréseau, et souvent le contrôle de stabilité est synthétisé autour d’un point de fonctionnement après linéarisation, ce qui limite les performances de l’asservissement. Cette thèse a pour but de synthétiser des lois de commande robuste et non linéaire afin de garantir des meilleures performances et d’élargir les zones de fonctionnement du microréseau en cas de faute et/ou larges perturbations.

Etat : Thèse inscrite en Juin 2020 à l’école doctorale MATHSTIC, Université de Nantes

Impact de la collaboration internationale :

Des réunions mensuelles sont établies avec les partenaires de l’Université Libanaise afin de discuter les avancements et les orientations de la thèse.  Cette collaboration internationale a abouti également à un projet international de postdoc (projet DETECT).

Résumé du projet :

Compte tenu du contexte économico-environnemental, le développement des micro-réseaux électriques à base des générateurs distribués (photovoltaïques, petites éoliennes, piles à combustible, …) présente un grand intérêt dans le secteur énergétique. Cependant, le développement de ces systèmes électriques amène aujourd'hui à de nouveaux types de problèmes sur les performances, la stabilité et le contrôle de la puissance circulant dans le réseau.

Les problématiques de recherche associées aux micro-réseaux concernent ainsi le développement de stratégies de pilotage et de contrôle des sources électriques permettant de maximiser la qualité de l’énergie, d’assurer un partage de puissance électrique optimal entre les différentes sources, de sécuriser les approvisionnements, et de gérer les intermittences et leurs impacts sur le réseau en recourant aux dispositifs de stockage. Dans ce contexte, l’objectif principal de cette thèse est de concevoir de nouvelles architectures de contrôle robuste, non linéaire, multivariable, et tolérant aux fautes, pour assurer une alimentation des micro-réseaux avec des spécifications de performance souhaitables dans une large gamme de conditions de fonctionnement malgré des contraintes de perturbations inattendues, des incertitudes de modélisation et des non-linéarités. Les algorithmes proposés seront évalués dans un environnement de simulation MATLAB/Simulink, et ensuite testés en temps-réel sur le banc d’essais multi-sources hybrides du laboratoire IREENA.

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2. pSSim4AI

Titre du projet : probabilistic Symbolic Simulation for embedded Artificial Intelligence multi-core systems

Porteur du projet : Sébastien LE NOURS
Etablissement : Université de Nantes, Polytech Nantes
Laboratoire : IETR (UMR 6064), équipe SysCom
En collaboration avec : OFFIS e.V., Germany
 Nom du Doctorant : Quentin DARIOL
Les encadrants et co-encadrants : Sébastien Pillement (IETR), Sébastien Le Nours (IETR), Kim Grüetner (OFFIS)
Mots clés : Systèmes embarqués, Vérification et optimisation des propriétés quantitatives, Systèmes multicœurs, Outils de simulation et de modélisation.

Verrous scientifiques ou technologiques : Ce projet vise à permettre l’établissement d’un flot de modélisation et d’analyse des propriétés extra-fonctionnelles (temps d’exécution, énergie) d’architectures matérielles-logicielles mettant en œuvre des réseaux de neurones.

 Etat : La date de début du projet en France est fixée au 1 septembre 2020 et la date de fin intervient le 28/02/2022. Ce projet sera complété par le partenaire allemand pour une durée de 18 mois.

 Impact de la collaboration internationale : Ce projet démarré en 2020 est la suite d’une collaboration initiée il y a plusieurs années dans le cadre du projet RFI WISE. Il fait suite à deux projets de mobilité internationale décrit plus bas dans ce document.

Ce projet permettra de renforcer les interactions déjà existantes entre les deux équipes partenaires, dans les domaines de la modélisation et l’analyse des systèmes multicœurs.

Résumé du projet :

La vérification des propriétés quantitatives (temps, consommation, énergie) des logiciels exécutés sur des plates formes multicœurs est une tâche complexe. Les approches basées sur la simulation et les méthodes formelles présentent des limitations pour des systèmes de grande échelle. Notre travail vise à étendre les possibilités actuelles de vérification en considérant l'adoption de modèles et de techniques de simulation probabilistes. Le résultat attendu porte sur un environnement d'expérimentation afin de proposer, valider et améliorer des techniques d'analyse statistique pour les systèmes multicœurs. Cet environnement sera utilisé afin d’optimiser l’implantation d’applications à base de réseaux de neurones sous des contraintes de temps et de consommation. Les principales contributions du projet sont une démarche de caractérisation de composants matériels/logiciels et un environnement de simulation. Nous évaluerons nos résultats vis-à-vis de mesures sur des prototypes réels pour différentes implantations des applications considérées. L'efficacité de l'approche sera évaluée vis-à-vis de la complexité des applications analysées, de la précision des estimations et du temps d'analyse. Les synergies entre partenaires et les compétences développées par les partenaires du projet permettront l’émergence d’une expertise originale à l’échelle nationale et européenne dans le domaine de l’étude des propriétés quantitatives des systèmes multicœurs.

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3. IPre2M

 Titre du projet : Improve Predictive Maintenance Models with imperfect degradation information

 Porteur du projet : Bruno CASTANIER
Etablissement : Polytech Angers, Université d’Angers
Laboratoire : LARIS
Eventuellement, laboratoire associé : University Federico II of Napoly (Italy)
Laboratoire et établissement d’origine du candidat : Université de Campania (Aversa – Italie)
En collaboration avec : University Frederico II of Napoly (Italy)
Nom du Doctorant : Nicola ESPOSITO
Les encadrants et co-encadrants : : Bruno Castanier (LARIS), Massimiliano Giorgio (Naples), Alex Kosgodagan (LARIS)
Mots clés : Modèles de dégradation, pronostic, incertitude, processus cachés, stratégies de maintenance, fiabilité, probabilité, statistiques, actualisation, jumeau numérique

Verrous scientifiques ou technologiques :

Les verrous identifiés sont d’ordre de la modélisation mathématique et de la décision dans un contexte de maintenance prescriptive reposant sur l’usage de jumeaux numériques. Ils peuvent se résumer au travers de la question de l’intégration/fusion d’information de différentes natures et l’élaboration d’outils d’aide à la décision en maintenance dans un contexte dynamique sous incertitude. 

Etat : 01/10/2020 – 30/09/2023
Impact de la collaboration internationale : Gain en visibilité – Réponse à appels à projet commune – Diversification du vivier des doctorants – Partage de réseaux de partenaires industriels

Résumé du projet :

L’un des champs les plus étudiés d’application de la transformation numérique pour l’aide à la décision dans l’industrie est surement la maintenance. Son concept de maintenance prévisionnelle, qui se décline dans un grand nombre de projets de recherche labellisés « Industrie du Futur », cherche à renforcer le lien entre les approches de diagnostic et pronostic, l’un permettant d’estimer un état courant de fonctionnement à partir d’un grand nombre de données collectées sur le système avec l’identification potentielle de défauts et l’autre cherchant à caractériser sa propagation. Ce couplage est par la suite étendu pour la prise de décision afin de garantir voire optimiser les performances globales d’exploitation du système.

C’est dans ce contexte que se situe ce projet. Son objectif est l’analyse et l’élaboration de nouveaux modèles prédictifs de dégradation pour une meilleure prise en compte des comportements des systèmes mis en évidence par les données de dégradation et/ou fonctionnelles et des connaissances a priori ; l’information collectée étant entachée d’incertitudes notamment épistémiques, ne permet pas d’observer le phénomène de dégradation sous-jacent.

Il est alors nécessaire, à partir d’une classification et de l’estimation de ces incertitudes, d’identifier de nouveaux indicateurs et de proposer de nouvelles stratégies de maintenance. On cherchera tout au long de ce projet à construire et développer une base de modèles de maintenance support à l’élaboration de jumeaux numériques orientés maintenance de systèmes de production

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4. FTC_EMB

Titre du projet : Fault-tolerant control of a tidal energy conversion chain based on a multiphase generator and multilevel converter

 Porteur du projet : Mohamed Machmoum
Etablissement : Université de Nantes
Laboratoire : IREENA
Nom du Doctorant : Zhuo LIU
Mots clés : Énergie hydrolienne ; générateur multiphasé ; convertisseur multi-niveaux; contrôle tolérant aux défauts
Etat : Date de débuts des travaux et date de fin (prévisionnelle ou réelle pour les actions terminées).

 Résumé de projet :

Dans ce projet, la topologie systémique composée d’un générateur multiphasé et d’un convertisseur multiniveau sera adoptée pour augmenter le niveau de tolérance aux pannes d’une chaine de conversion hydrolienne. Pour cela, une commande robuste et tolérante aux défauts (défauts côté machine ou côté convertisseur) est investiguée permettant ainsi une maitrise de la chaine et une amélioration de ses performances en termes de productible et qualité de l’énergie aussi bien en mode sain qu’en mode dégradé. Des méthodes innovantes de contrôle tolérantes aux pannes axées principalement sur des techniques précises d'estimation et de compensation des défauts à l'aide d'observateurs de perturbations et de méthodes de contrôle basées sur l’intelligence artificielle en temps réel seront étudiées et comparées. Outre la modélisation dynamique de l’ensemble convertisseur-machine-commande, les approches de détection, localisation des défauts et reconfiguration des stratégies de contrôle seront testées sur une plate-forme d’émulation HIL à échelle réelle d’une part, puis sur un banc d’essai expérimental à petite échelle constituée d'un générateur synchrone à aimants permanents (3kW) à cinq phases associé à des convertisseurs à cinq bras ou multicellulaire (5 niveaux).

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Les dossiers Postdoctorants internationaux

1. EVEO

Titre: Développement de méthodologies de gestion optimales d’un mix énergétique dédiées aux moyens de transport électriques - Cas du véhicule électrique

Porteur du projet : Azeddine HOUARI
Etablissement : Université de Nantes
Laboratoire : IREENA
Eventuellement, laboratoire associé : LS2N, Equipe Commande, Ecole Centrale de Nantes
Nom du postdoctorant : M. Ali DJERIOUI
Encadrant : Prof. Mohamed MACHMOUM, Dr. Azeddine HOUARI ( IREENA – EA 4642) et Prof. Malek GHANES, LS2N – UMR 6004.
Mots clés : Mix énergétique, véhicules électriques, gestion optimale, dimensionnement optimal

Verrous scientifiques ou technologiques :

• Oscillations de couple dans les chaines de conversion électro-mécanique ;
• Limitations de durée de vie et des capacités des éléments de stockage.

Etat : Date de débuts des travaux et date de fin (prévisionnelle ou réelle pour les actions terminées).

Résumé du projet :

Ce projet porte sur l’évaluation de l’intérêt d’une hybridation des sources d’énergie dans un véhicule électrique. L’utilisation d’une telle solution vise à améliorer l’efficacité énergétique et la durée de vie de l’ensemble par rapport aux solutions classiques utilisant une seule source d’énergie.

Ces travaux seront orientés vers le développement de nouvelles techniques de gestion optimales pour un système hybride composé de trois sources complémentaires : Pile à Combustible (PaC), batterie LiFePO4 et super-condensateur. A cet effet, des modèles multi-physiques seront développés pour augmenter l’efficacité des algorithmes de gestion proposés vis-à-vis des incertitudes paramétriques des sources d’énergie étudiées.

Ces nouvelles stratégies de gestion seront évaluées sur la plateforme Smart Power développée dans le cadre de RFI Wise. L’influence des techniques de gestion développées sera ensuite évaluée sur le long terme pour trouver des solutions de conception économiquement viable qui permettent d’améliorer la durée de vie de l’ensemble.

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2. STORMS

Titre du projet : Power Storage for Microgrid Stabilization (StorMS)

Porteur du projet : Mourad AIT-AHMED
Etablissement : Université de Nantes
Laboratoire : Institut de Recherche en Energie Electrique de Nantes Atlantique (IREENA, EA 4642)
Eventuellement, laboratoire associé : Center for Research on Microgrids (CROM) – Université d’Aalborg, Denmark
En collaboration avec : Microgrid Research Laboratory, Aalborg University, Denmark, Laboratory of Electrical Systems and Industries (LSEI), University of Sciences and Technology of Algiers (USTHB), Algeria.
Nom du postdoctorant : Abdelhakim Saim
Partenaires : Azeddine Houari (IREENA), Mohamed Machmoum (IREENA), Josep. M. Guerrero (CROM)
Mots clés : Micro-réseau, Génération Distribuée, Systèmes de Stockage d’Energie, Stabilité, Qualité de l’Energie

Verrous scientifiques ou technologiques :

Les travaux menés portent essentiellement sur l’étude de l’apport que peuvent avoir les systèmes de génération distribuée à forte intégration de systèmes de stockage et de sources d’énergie renouvelables dans l’amélioration de la qualité de l’énergie et la stabilité des micro-réseaux.

Dans ce contexte, les développements réalisés ont concerné :

• L’amélioration de la commande des systèmes de génération distribué en termes de robustesse et de rejet de perturbations en présence de charges non-linéaires et déséquilibrées via le développement de commandes hybrides basées sur des algorithmes d’optimisation méta-heuristiques [ACL 1].
• La caractérisation des différentes sources d’instabilité dans les micro-réseaux et le développement de solutions stabilisatrices actives basées essentiellement sur la reconstruction et la compensation des perturbations via la modification de la commande des systèmes de génération distribuées [ACL 2]-[ACTN 1].
• Le développement de lois de commande avancées pour le rétablissement des niveaux de tension et de fréquence dans un micro-réseau à forte intégration de sources d’énergie renouvelables et systèmes de stockage.

Etat : 02/01/2020 au 31/12/2020.

Résumé du projet :

Les défis liés à la transition énergétique font de l’émergence de micro-réseaux la principale solution pour répondre aux nombreuses exigences environnementales, techno-économiques et de sécurité énergétique. Ces concepts encouragent la production décentralisée d’électricité ainsi que l’utilisation de technologies énergétiques à faibles émissions. Les micro-réseaux favorisent l’intégration des sources d’énergie renouvelables ainsi que les systèmes de stockage d'énergie. Cependant, les micro-réseaux restent sujets à de nombreuses préoccupations, essentiellement en mode isolé, où des problèmes de qualité de l’énergie et de stabilité peuvent apparaitre. Ces problèmes se manifestent par une augmentation des variations de tension et de fréquence et sont essentiellement causés par les phénomènes de résonance, les perturbations dues principalement aux charges non-linéaires et l’intermittence des sources d’énergie renouvelables. Dans ce contexte, l’utilisation de système de stockage d'énergie constitue une solution attrayante pour fournir aux micro-réseaux des services systèmes destinés à améliorer la qualité de l’onde, assurer la stabilité du micro-réseau et à compenser les variations de tension et de fréquence. À ce niveau, ce projet vise à développer des méthodologies innovantes de contrôle et de gestion de l’énergie afin d’optimiser les performances des systèmes et de garantir la qualité et la stabilité de l’alimentation en énergie dans les micro-réseaux.

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3. E_BRIDE

Titre du projet : Development of an e-Bride test bench

Porteur du projet : Eric CHAUVEAU
Etablissement : ESEO
Laboratoire : ESEO-IREENA
Eventuellement, laboratoire associé : ENIG (Ecole Nationale d’Ingénieurs de Gabès/Tunisie)
En collaboration avec : ENIG (Ecole Nationale d’Ingénieurs de Gabès/Tunisie)
Nom du postdoctorant : Karim MANSOURI
Mots clés : Banc d’essais, mix-énergétique, électronique de puissance, commande, optimisation, Matlab/Simulink, dSPACE, ControlDesk, énergie, renouvelable, gestion énergétique.
Etat : Date de débuts des travaux et date de fin (prévisionnelle ou réelle pour les actions terminées). 

Résumé du projet :

Le projet e-Bride s’intègre dans les systèmes hybrides multi-sources basés sur des technologies de conversion, stockage et gestion de l’énergie électrique pour l’alimentation des sites isolés. Le banc d’essai e-Bride contient des ressources conventionnelles et renouvelables. De nos jours, il y a apparition de plusieurs architectures multi-sources. Ces dernières ont traité l’alliage entre des sources conventionnelles et d’autres renouvelables. Cependant, ils n’ont pas traité la combinaison entre le générateur diesel, le système de stockage et les ressources renouvelables. Les alimentations existantes ilotées sont principalement basées sur des générateurs diesel. Ainsi, on doit réfléchir pour le traitement de la convergence du besoin existant vers les nouvelles architectures. Outre, le cout du fonctionnement ainsi que la durée de vie des équipements doivent être optimisés. Ainsi, les objectifs du projet e-Bride peuvent être répartis en deux catégories : « hardware » et « software ». Les objectifs « hardwares » se résument dans la conception et la réalisation des cartes d’acquisition de courants et tensions, carte d’adaptation de signaux entre la carte dSPACE et les composants d’électronique de puissance, le convertisseur bidirectionnel, celui survolteur et les filtres. Les objectifs « softwares » sont : la réalisation d’une interface graphique dans ControlDesk pour la supervision et la commande du système, l’implémentation d’un algorithme MPPT pour la commande du hacheur survolteur raccordé avec le module photovoltaïque (PV), la commande du redresseur triphasé, la commande MLI de l’onduleur triphasé et l’algorithme de gestion énergétique pour la commande de la charge et la décharge de la batterie et l’optimisation du cout de fonctionnement ainsi que la durée de vie des équipements.

Ce projet sera mené par des chercheurs d'ESEO-IREENA en collaboration avec d'autres chercheurs de l'École Nationale d'Ingénieurs de Gabès-Tunisie (ENIG). En effet, la collaboration internationale sera un élément faveur pour élargir le cercle de rayonnement de WISE et l’ESEO à l’échelle internationale. De plus, ce projet e-Bride permettra de collaborer dans des thématiques d’enseignement/recherche entre l’ESEO et l’ENIG et précisément dans un master de recherche GE-Systèmes Intelligents & Energies Renouvelables (ENIG).

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4. NITRAT

 Titre du projet : Nonlinear Imaging using Time Reversal and Array Transducers

Porteur du projet : Vincent Tournat
Etablissement : Université Le Mans
Laboratoire : LAUM
En collaboration avec : Université de Sherbrooke
Partenaires :
LAUM - Ménigot Sébastien
Université de Sherbrooke - Masson Patrice
Université de Sherbrooke - Quaegebeur Nicolas
Mots clés : Ultrasons, transducteurs, sondes multi-éléments, non-linéaire, antennes parcimonieuses, conception de la forme d’onde
Etat : Date de débuts des travaux et date de fin (prévisionnelle ou réelle pour les actions terminées). 

Résumé du projet :

Contexte. En contrôle non-destructif (CND), des améliorations ont été rendues possibles en utilisant des non-linéarités. Le contraste des images échographiques a été augmenté en considérant les fréquences harmoniques, comme dans le domaine agroalimentaire ou en imagerie biomédicale. En imagerie non-linéaire, les détections de défauts avec un tel système se font en transmettant une onde à une fréquence f0 et en recevant leurs harmoniques à 2f0, 3f0, … Le signal transmis est souvent sélectionné empiriquement comme une sinusoïde gaussienne à fréquence fixe, en ne prenant en compte que la bande passante du transducteur. Cependant, l'amélioration du contraste nécessite un bon niveau d’harmonique reçue et la forme d'onde devrait prendre en compte toutes les caractéristiques du système d’imagerie et du milieu observé. Habituellement, deux voies sont possibles pour optimiser un système d’imagerie linéaire : soit par un prétraitement basé sur le retournement temporel, soit par un post-traitement comme l’imagerie basée sur la corrélation.

Objectifs principaux. Le premier objectif de ce projet est d'exploiter et d'ajuster la conception de la forme d'onde et l'imagerie basée sur la corrélation pour les systèmes d’imagerie nonlinéaire. De plus, afin de limiter le nombre de signaux à transmettre, dans un second temps, une sonde sera réalisée avec des éléments parcimonieux.

Caractère d'innovation. De nos jours, il n'existe aucune méthode satisfaisante pour optimiser la conception de la forme d'onde et optimiser la réception des harmoniques. La conception de la sonde ultrasonore tiendra compte de l'imagerie, où l'instrumentation est au service du système (contrairement au schéma habituel en imagerie ultrasonore).

Résultats attendus. Selon les résultats préliminaires dans un contexte très simple, le contraste de l'image devrait être fortement augmenté, de plusieurs dB. De plus, la conception d'une sonde à ultrasons sera ajustée à la méthode d'imagerie.

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5. IRPIDAS

Titre du projet : Integration of Distributed Acoustic Sensing (DAS) optical systems in small scale, dense seismometer arrays for advances seismic monitoring in the Irpinia region, Italy

 Porteur du projet : Roberto LONGO
Etablissement : ESEO
Laboratoire : ESEO-LAUM
Eventuellement, laboratoire associé : Institut de Physique du Globe de Paris
En collaboration avec :
IPGP-  Bernard Pascal, Satriano Claudio
Université de Naples,  Zollo Aldo, Festa Gaetano
Nom du postdoctorant : Alister TRABATONI
Mots clés : Géophysique, (DAS - Distributed Acoustic Sensing) fibres optiques distribuées, traitement du signal temps réel, analyse de données, Machine Learning
Etat : Date de débuts des travaux et date de fin (prévisionnelle ou réelle pour les actions terminées).

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6.  DETECT

 Titre du projet : DC microgrids: Intelligent Fault detection and robust fault tolerant control

Porteur du projet : Moustapha DOUMIATI, Associate Professor, ESEO-IREENA
Etablissement : ESEO
Laboratoire : ESEO-IREENA
Laboratoire et établissement d’origine du candidat : Thèse en cotutelle Université Libanaise/Université de Technologie de Troyes
En collaboration avec :IREENA- Mohamed MACHMOUM;  CRSI, Lebanese University, Faculty of engineering -Francis Clovis et Abdallah Fahed, ICD, Universié de Technologie de Troyes
Nom du postdoctorant : Mohamed MROUEH
Les encadrants et co-encadrants : Moustapha DOUMIATI
Mots clés : Microréseaux électriques, Modélisation, Énergies renouvelables, Détection de Défaut, Commande tolérante aux fautes, Intelligence artificielle.
Verrous scientifiques ou technologiques : Le développement des algorithmes de détection et de localisation de défaut dans un microréseau électrique en utilisant des techniques de l’intelligence artificielle, est le principal verrou scientifique à résoudre dans DETECT. Les algorithmes développés seront couplés à des architectures de contrôle robuste, adaptatif, et non linéaire afin de préserver le bon fonctionnement du microréseau en cas de défaut. 

Résumé du projet :

Le développement des micro-réseaux électriques à base de générateurs distribués présente un grand intérêt dans le secteur énergétique. Les micro-réseaux DC offrent un environnement idéal pour l'intégration des sources d'énergie renouvelables intermittentes. Bien qu'il y ait eu des progrès remarquables dans la structure et le contrôle des micro-réseaux DC, la protection et la stabilité de ces systèmes électriques restent des enjeux majeurs de nos jours. Dans ce contexte, les objectifs de ce projet de recherche postdoctoral sont doubles :

• Développer des modules de détection de défauts basés sur des techniques d'apprentissage automatique pour assurer la sécurité des micro-réseaux ; et ainsi de détecter et localiser les défauts dans un objectif d’isoler la partie défectueuse du système ;
• Proposer des architectures de contrôle non linéaires et robustes pour maintenir la stabilité malgré les défauts et les perturbations élevées que peuvent subir les micro-réseaux électriques.

Les algorithmes proposés seront évalués dans un environnement de simulation MATLAB/Simulink, et ensuite testés en temps-réel sur le banc d’essais multi-sources hybrides construit à l’IREENA dans le cadre du projet SMART-POWER de WISE.

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7. PDI POPE

Titre du projet : PeryleneDIimide‐based Polymers for Organic Photovoltaics and Electronics
Porteur du projet : Piétrick HUDHOMME
Etablissement : université d’Angers
Laboratoire : Moltech Anjou,
Eventuellement, laboratoire associé : ARMOR Industry La Chevrolière (44), France et Forschungszentrum JÜLICH, Electronic Sensing Group, Germany, Technische Universität HAMBURG and Deutsches Elektronen‐Synchrotron DESY, Group of Physics and High‐Resolution X‐Ray Analytics for Functional Materials, Germany
Nom du postdoctorant : Oksana KRUPKA
Mots clés : Photovoltaïque organique, Electronique organique, Bio-Capteurs, Polymères, Semi-conducteurs.
Etat : débuté le 1 septembre 2021 fin 30 sep 2022. 

8. OpEN 2021

Titre du projet : Optimal Design of Hybrid Renewable Energy Systems for Microgids
Porteur du projet : Ghames Malek
Etablissement : ECN
Laboratoire : LS2N
Laboratoire et établissement d’origine du candidat : Aswan University, Egypt
Nom du postdoctorant : Salah KAMEL
Les encadrants et co-encadrants : Ghames Malek
Mots clés : Energies Renouvelables, Micro-Réseau, Optimisation, France. 
Etat : Pas encore démarré ; date du début du projet est 11/2021.  

Résumé du projet :

Ce projet vise à déterminer de manière optimale le dimensionnement de microréseaux hybrides autonomes basés sur le photovoltaïque, l’éolien, la biomasse, le diesel et le stockage d’énergie par batteries.

Les systèmes seront conçus de manière optimale pour fournir une énergie propre, fiable et abordable. Le dimensionnement optimal sera déterminé en tenant compte des incertitudes de production et de demande de charge. Les variations de la vitesse du vent, et de l’irradiation solaire seront prises en compte. La quantité optimale générée de toutes les ressources énergétiques sera déterminée à l’aide de technique d’optimisation récente et développées pour maximiser les avantages économiques, techniques, et environnementaux.

9. DIAGSYS 2021

Titre du projet : Capteurs logiciel pour le diagnostic d'un système de stockage d'énergie électrique
Porteur du projet : Moustapha DOUMIATI, Associate Professor, ESEO-IREENA
Etablissement : ESEO
Laboratoire : ESEO-IREENA, IREENA EA 4642
Eventuellement, laboratoire associé : Chaabane Mohamed : Université Nationale d'Ingénieur de Sfax, Tunisie, LabSTA Tunisie
Nom du postdoctorant : Imen IBEN AMAR
Les encadrants et co-encadrants : Moustapha DOUMIATI
Mots clés : Microréseaux électriques, Gestion et stockage d’énergie, Etat de Charge, Etat de Santé.
Etat : Pas encore démarré ; date du début du projet en 11/2021.

 Résumé du projet :

Compte tenu du contexte économico-environnemental, le développement des microréseaux électriques à base des générateurs distribués présente un grand intérêt dans le secteur énergétique. Cependant, le développement de ces systèmes électriques amène aujourd'hui à de nouveaux types de problèmes sur les performances, la stabilité et le contrôle de la puissance circulant dans le réseau. Les problématiques de recherche associées aux microréseaux concernent ainsi le développement de stratégies de pilotage des sources électriques permettant de maximiser la qualité de l’énergie, d’assurer un partage de puissance électrique optimal entre les différentes sources, et de gérer les intermittences et leurs impacts en recourant aux dispositifs de stockage. Dans ce contexte, l’objectif principal de ce projet de recherche est de concevoir des capteurs logiciels capables de fonctionner en temps-réel afin de diagnostiquer l’état de charge et de santé d’un système de stockage de l’énergie. L’objectif est d’optimiser l’utilisation et la gestion de ces éléments de stockage en préservant leurs durées de vie.  Les algorithmes proposés seront à base de modèles dynamiques et tiennent en compte les caractères non linéaires de ces dispositifs.

Résultats scientifiques du projet

Pas encore démarré ; date du début du projet en 11/2021. 

Les dossier Mobilités internationales

1. DEL_IOT

Titre du projet : Devices localization for NB-IoT based applications

Porteur du projet : Pascal CHARGÉ
Etablissement : Université de Nantes
Laboratoire : IETR
Laboratoire étranger associé : South China University of Technology (SCUT), DING Yuehua, JI Fei
Mots clés : NB-IoT, géolocalisation, estimation direction d’arrivée
Verrous scientifiques ou technologiques : Proposer des techniques et des systèmes de faible complexité ayant les performances les plus élevées en termes de précision et de capacité de détection.
Etat : La date de début du projet est le 02/05/2019 et la date de fin est prévue le 31/03/2021
Nature des mobilités : Mobilité non effectuée à ce jour pour cause de crise sanitaire.
Impact de la collaboration internationale : Malgré les conditions sanitaires, le partenariat IETR-SCUT reste actif. La volonté de collaborer sur des projets scientifiques reste intacte.

Résumé du projet :

La géolocalisation d’objets qui utiliseront un standard de type NB-IoT pourra s’avérer d’une très grande utilité, ce qui permettra de promouvoir de nombreuses applications. Dans le cadre de ce projet, il est proposé de développer des méthodes de localisation basées sur l’estimation de la direction d’arrivée (DoA) des signaux émis par des dispositifs communicants sur les bandes NB-IoT.

Les contraintes majeures à prendre en compte sont la faible durée d’émission des dispositifs ainsi que le nombre potentiellement très important de dispositifs à localiser.

L’ambition du projet est aussi de poursuivre nos collaborations avec SCUT, afin de mettre en place un co-encadrement de thèse et répondre à d’autres appels internationaux.

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2. PETA-MC

Titre du projet : Probabilistic Energy and Timing Analysis of Data Flow Applications on Multi-Core Processors

Porteur du projet : Sébastien LE NOURS
Etablissement : Université de Nantes, Polytech Nantes
Laboratoire : IETR (UMR 6064), équipe SysCom
Laboratoire étranger associé : OFFIS e.V. (STEMMER Ralf, GRUTTNER Kim, FAKIH Maher)
Mots clés : Systèmes embarqués ; Vérification et optimisation des propriétés quantitatives ; Systèmes multicœurs ; Outils de simulation et de modélisation.
Verrous scientifiques ou technologiques : A l’issue de ce projet, nous avons validé la pertinence des modèles développés pour l’étude des propriétés temporelles des systèmes multicœurs. Cette pertinence a été démontré au travers des différents éléments développés (modèles, plate-forme d’expérimentation, cas d’étude). 
Etat : Le projet a débuté le 02/05/2019 et la date de fin intervient le 01/05/2020. 

Nature des mobilités : Un séjour a été financé pour M. Hai-Dang VU, doctorant, du 3 au 23 novembre 2019, à Oldenburg, Allemagne 

Impact de la collaboration internationale : Au cours du projet, les différents séjours ont favorisé les échanges entre partenaires et la mise en place d’une plate-forme d’expérimentation et de cas d’étude. Chaque partenaire dispose ainsi d’une plate-forme d’expérimentation similaire ce qui favorise le travail collaboratif. Nous avons pu également partager nos connaissances dans le domaine de la modélisation et de la simulation des systèmes multicœurs basées sur SystemC. A l’issue de ce projet, nos résultats ont été publiés dans deux conférences internationales et un rapport de recherche a été rédigé. Ce projet a été poursuivi dans le cadre du projet PETA-MC2

Résumé du projet :

Le contexte de l'Internet de objets conduit à la définition de systèmes électroniques fortement intégrés et embarquant des ressources logicielles toujours plus complexes. Dès lors, la validation du logiciel embarqué est fondamentale afin de garantir le respect des exigences fonctionnelles et extra-fonctionnelles telles que le respect des contraintes de temps et de consommation. L'analyse des architectures matérielles et logicielles au plus tôt du processus de conception est donc essentielle afin de garantir des cycles de conception maitrisés.

Cependant, la vérification des propriétés quantitatives (temps, consommation) des logiciels exécutés sur des plates-formes multicœurs est une tâche complexe. Les approches basées sur la simulation et les méthodes formelles présentent des limitations pour des systèmes de grande échelle. Notre travail vise à étendre les possibilités actuelles de vérification en considérant l'adoption de modèles et de techniques de simulation probabilistes. Le résultat attendu porte sur un environnement d'expérimentation afin de proposer, valider et améliorer des techniques d'analyse statistique pour les systèmes multicœurs. Les principales contributions au cœur de cet environnement sont (1) une démarche de mesure et d'inférence statistique pour la caractérisation en temps et en consommation des composants des architectures matérielles-logicielles et (2) un simulateur intégrant des méthodes statistiques pour l'analyse des propriétés temporelles du logiciel applicatif. Nous évaluerons nos résultats vis-à-vis de mesures sur des prototypes réels avec des expériences pour différentes configurations de plates-formes. L'efficacité de l'approche sera évaluée vis-à-vis de la complexité des architectures analysées, de la précision des estimations et du temps d'analyse. A terme, le projet PETA-MC délivrera des résultats utiles pour permettre l'adoption des méthodes probabilistes d'analyse dans les flots de conception au niveau système.

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3. TRUST

Titre du projet : Towards Reconfigurable and Secure Industrial IoT

Porteur du projet : Sébastien PILLEMENT
Etablissement : Université de Nantes, Polytech Nantes
Laboratoire : IETR (UMR 6064) équipe SysCom
Partenaires : Université de Nantes, IETR Lab, Méndez Real Maria, Tech Monterey de Guadalajara Ochoa Ruiz Gilberto Associate Professor
Mots clés : IoT industriel, sécurité, reconfiguration dynamique
Verrous scientifiques ou technologiques : Utilisation de la reconfiguration dynamique pour la construction d’un internet des objets industriel sécurisé et fiable.
Etat : Mai 2019, avenant d’extension à Décembre 2021

 Nature des mobilités :

• Mobilité entrante de Gilberto Ochoa Ruiz (23 au 27 septembre 2019)
• Mobilité sortante de Maria Méndez Real (29 février au 7 mars 2020)

Impact de la collaboration internationale :

Le projet proposé vise à renforcer les compétences des partenaires dans leurs recherches sur les systèmes reconfigurables et à créer de nouveaux domaines de recherche commune, en particulier dans les dispositifs connectés de faible puissance et sécurisés pour l'IdO industriel. Ce travail préliminaire préparera le lancement d'un programme de recherche collaboratif entre les deux équipes de recherche par la soumission de propositions de projets internationaux compétitifs et la co-direction de projets de doctorat en cotutelle. Enfin, des travaux conjoints s’appuieront sur l’utilisation de la plateforme « connected Objects » WISE’Lab hébergée au sein du laboratoire IETR.

Résumé du projet :

Nous assistons aujourd'hui à un changement de paradigme important dans les processus de fabrication.

Face à l'évolution rapide des marchés de la fabrication et notamment dans le domaine de l’électronique professionnelle, aux exigences sans cesse croissantes et de plus en plus strictes en termes de délais de mise sur le marché, d'efficacité, de performances et de coûts, les capacités des systèmes de contrôle de la fabrication doivent être améliorées. Spécifiquement, la flexibilité et la distribution sont deux des exigences les plus importantes. Les futurs systèmes de contrôle de l’industrie 4.0 doivent pouvoir s'adapter pour faire face aux contraintes, telles que les exigences environnementales changeantes, les améliorations apportées aux fonctionnalités du système, les nouvelles normes de protocole et de codage des données, etc. Les architectures dynamiquement reconfigurables (DRA), basées sur des technologies reconfigurables (telles que les FPGA) se sont révélées utiles pour la création de systèmes capables de s’adapter au moment de l’exécution en fonction du contexte et des besoins. Elles apparaissent comme une solution très prometteuse qui permettra l’adaptation efficace du système sans blocage des applications en cours d’exécution. Cependant, l’adoption des DRA dans le contexte d’industrie 4.0 pose plusieurs problèmes scientifiques.

Premièrement, bien que le processus de reconfiguration soit plutôt courant dans les architectures logicielles ou dans les approches à base de processeur, dans les systèmes basés sur des FPGA, il nécessite des outils et des méthodes spécifiques. Dans ce projet, nous allons tirer parti de ce paradigme dans les systèmes FPGA afin d’améliorer l’efficacité tout en assurant la continuité du service.

Deuxièmement, les DRA ne sont pas vraiment efficaces du point de vue énergétique, mais dans ce contexte, l’efficacité énergétique sera l’une des premières exigences. Enfin, l’utilisation de DRA dans le contexte de l’industrie du futur, et plus spécifiquement de l’internet des objets industriel (IdO industriel), où les systèmes sont fortement décentralisés, introduira d’importantes vulnérabilités en matière de sécurité.

Dans le cadre de ce projet, le consortium lancera un nouveau travail en commun afin de mettre en œuvre la norme IEC 61499 (IdO industriel) sur des architectures reconfigurables de manière dynamique, en prenant en compte ces contraintes d’énergie et de sécurité. Ce projet sera le premier travail sur la mise en œuvre de dispositifs électroniques intelligents à part entière utilisant des dispositifs reconfigurables. De plus, nous étudierons ensemble pour la première fois les exigences énergétiques et de sécurité dans ce contexte.

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4. HECAN

Titre du projet : HEterogeneous Compact ANtennas

Porteur du projet : Eduardo MOTTA CRUZ
Etablissement : Polytech Nantes, Université d’Angers
Laboratoire : IETR
Laboratoire étranger associé : IT (Instituto de Telecomunicações) de l’IST (Instituto Superior Técnico) de Lisbonne

Partenaires

• IETR    FROPPIER       Bruno
• IETR    CHOUSSEAUD Anne
• IETR    BENGLOAN     Gildas
• IT         FERNANDES   Carlos
• IT         FELICIO           João
• IT         COSTA Jorge

Mots clés : réseaux hétérogènes, capteurs industriels ; objets connectés ; antennes miniatures, compactes et ultra-compactes, plates, imprimées ; réseaux à faible consommation et de longue portée (LPWAN) ; LoRa ; Sigfox ; 4G ; 5G ; BL ; Thread ; ZigBee ; UWB ; RFID ; GPS ; géolocalisation indoor.

Verrous scientifiques ou technologiques : Comment disposer de solutions rayonnantes compactes, si possible multibandes ou large bande, capables de fonctionner dans des environnements à forte densité diélectrique, notamment sur le corps humain (réseaux WBAN).
Etat : début des travaux en mai 2019 et date de fin en mars 2021.

Nature des mobilités : échanges entre chercheurs par des visites alternées des deux laboratoires

Impact de la collaboration internationale : croisement des compétences en matière de solutions compactes d’antennes pour les objets connectés, et échanges de pratiques de modélisation, de réalisation et de mesure.

Résumé du projet :

Le but de ce projet est développer et d’industrialiser, dans le cadre du projet WISE, entre le laboratoire IT (Instituto de Telecomunicações) de l’IST (Instituto Superior Técnico) de Lisbonne et le laboratoire l’IETR(Institut d’Electronique et de Télécommunications de Rennes), site de Polytech Nantes, une nouvelle solution rayonnante compacte unique pour les capteurs industriels compatible avec les spécifications d’un IoT, dans la perspective d’être utilisée dans les futurs réseaux radio hétérogènes.

En effet, les objets connectés seront amenés à fonctionner sur différentes bandes de fréquence radio, notamment les standards 3GPP (3G, 4G et 5G), IEEE (Wifi, Bluetooth), les standards de communication longue portée qui se développent actuellement tels que les LPWAN (LoRa, SigFox) ou encore l’UWB (ultra-wideband) pour la géolocalisation indoor. Les performances assurées par l’antenne deviennent alors cruciales pour le bon fonctionnement de ce type de systèmes.

Deux challenges principaux ont été identifiés :

• Le premier porte sur le choix de (des) l’architecture(s) antennaire(s) large bande ou multibande(s) candidate(s) puis sur son(leur) dimensionnement, sachant que les solutions proposées devront prendre en compte les contraintes imposées par la conformabilité et le volume réduit des objets connectés.
• Le deuxième concerne l’utilisation des matériaux et les procédés de fabrication associés pour garantir les précisions demandées par ce type de structure rayonnante. Les choix des matériaux utilisés pour les métallisations et des polymères les mieux adaptés, notamment du point de vue de leur rugosité et des techniques de fabrication, seront déterminants dans le choix technologique.

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5. PHC-UTIC

Titre du projet :

Porteur du projet : Mohamed MACHMOUM
Etablissement : Université de Nantes
Laboratoire : IREENA, Polytech Nantes
Laboratoire étranger associé : Université Tunis El Manar

Verrous scientifiques ou technologiques : sont indiqués ici, les verrous levés pour les projets terminés, ou ceux qui seront levés pour les projets en cours de réalisation. 

Etat : Date de débuts des travaux et date de fin (prévisionnelle ou réelle pour les actions terminées). 

Nature des mobilités : Mobilités et séjours de 4 permanents te des deux doctorantes de l’IREENA pour leurs soutenances de thèse : Une semaine à Tunis de JC. Olivier, M. Machmoum et C. Mahkoubi en octobre et de L. Miègenille, F. Auger et S. Houdi mars 2020. 

Impact de la collaboration internationale :

• Jury de thèse
• Co-diplomation (Polytech, ENIT, INSAT);
• Point sur le projet Erasmus ene cours ;
• Ebauche d’un nouveau projet Erasmus.

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6. NEAR

Titre du projet : Networks for the EARly detection of pathological symptoms

Porteur du projet : Eduardo MOTTA CRUZ
Etablissement : Université de Nantes
Laboratoire : IETR, Polytech Nantes
Laboratoire étranger associé : l’American University of Culture et Education (AUCE) de Beyrouth

Partenaires

• IETR - Polytech       ANDRIEUX         Guillaume
• IETR - Polytech        HAMRIOUI         Sofiane
• IETR - Polyetch       TALEB               Hussein
• AUCE                      NASSER            Abbass
• AUCE                      HAMIEH             Mohamad
• AUCE                      NACHABE          Lina

Mots clés : e-santé, réseaux de capteurs, IoT, WBAN BLE, Zigbee, LPWAN, passerelle, serveur réseau

Verrous scientifiques ou technologiques : 

• Sur le plan technologique, la simplicité du dispositif WBAN et sa sobriété énergétique ;
• Sur le plan applicatif, la pertinence et la fiabilité des informations à transmettre.

Etat : Débuts des travaux en juin 2019, fin en novembre 2021.
Nature des mobilités : Indiquer les mobilités effectuées et par qui.
Impact de la collaboration internationale : Quels sont les échanges, les travaux menés avec le laboratoire étranger, ….

Résumé du projet :

Ce projet a pour objectif principal de concevoir, dans le cadre du projet WISE avec l’American University of Culture et Education (AUCE) de Beyrouth, un réseau de communication pour la détection précoce de symptômes pathologiques, tels que crise cardiaque, hypertension, etc. capable de transmettre les données de médicine du capteur corporel du patient au centre médical (hôpital, clinique, etc.) via une passerelle. L'adaptabilité du système doit être basée sur la nature des données (pression artérielle, données ECG, etc.) et sur l'urgence, de sorte que les technologies de communication adoptées répondent aux diverses exigences des normes de e-santé et de télémédecine.

Deux enjeux principaux pour ce projet sont identifiés :

• Le premier porte sur un sous-système de communication sur le corps humain (capteurs RF ou magnétiques) permettant la transmission de l’information de l’organe à une passerelle.
• Le deuxième est de garantir, par le biais d’un réseau radio LPWAN ou 5G, la communication entre la passerelle et le médecin, par l’intermédiaire d’une Gateway intégrant une application adaptée à la nature de la pathologie.

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7. E_BRIDE

Titre du projet : Development of an e-Bride test bench

Porteur du projet : Eric CHAUVEAU
Etablissement : ESEO
Laboratoire : ESEO-IREENA
Laboratoire étranger associé : ENIG (Ecole Nationale d’Ingénieurs de Gabès/Tunisie)
Mots clés : Banc d’essais, mix-énergétique, électronique de puissance, commande, optimisation, Matlab/Simulink, dSPACE, ControlDesk, énergie, renouvelable, gestion énergétique.
Verrous scientifiques ou technologiques : sont indiqués ici, les verrous levés pour les projets terminés, ou ceux qui seront levés pour les projets en cours de réalisation.
Etat : Date de débuts des travaux et date de fin (prévisionnelle ou réelle pour les actions terminées).
Nature des mobilités : Indiquer les mobilités effectuées et par qui.
Impact de la collaboration internationale : Quels sont les échanges, les travaux menés avec le laboratoire étranger, ….

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8. CAMI

 Titre du projet : Commande Avancée pour la stabilité et la robustesse d’un MIcrogrid autonome

Porteur du projet : Moustapha DOUMIATI
Etablissement : ESEO
Laboratoire : ESEO-IREENA EA 4642
Eventuellement, laboratoire associé : Université Libanaise (UL) – Ecole Doctorale des Sciences et Technologie (EDTS)
Mots clés : Microréseaux électriques, Modélisation, Energies renouvelables, Convertisseurs électriques, Stockage d’énergies, Commande robuste multivariable et adaptative
Verrous scientifiques ou technologiques : sont indiqués ici, les verrous levés pour les projets terminés, ou ceux qui seront levés pour les projets en cours de réalisation.
Etat : Date de débuts des travaux et date de fin (prévisionnelle ou réelle pour les actions terminées).
Nature des mobilités : Indiquer les mobilités effectuées et par qui.
Impact de la collaboration internationale : Quels sont les échanges, les travaux menés avec le laboratoire étranger, ….

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9. PETA_MC2

Titre du projet : Probabilistic Energy and Timing Analysis of Data Flow Applications on Multi-Core Processors

Porteur du projet : Sébastien LE NOURS
Etablissement : Université de Nantes
Laboratoire : IETR
Laboratoire étranger associé : OFFSIS e.V. (STEMMER Ralf, GRUTTNER Kim)
Mots clés : Systèmes embarqués ; Vérification et optimisation des propriétés quantitatives ; Systèmes multicœurs ; Outils de simulation et de modélisation
Verrous scientifiques ou technologiques : A l’issue de ce projet, nous avons amélioré l’efficacité des modèles développés pour l’étude des propriétés temporelles des systèmes multicœurs. Cette efficacité a été démontrée au travers des différents éléments développés (modèles, plate-forme d’expérimentation, cas d’étude).
Etat : La date de début de projet le 02/05/2019 et la date de fin le 28/02/2021.
Nature des mobilités : Actuellement, aucune mobilité n’a pu être effectuée.

Impact de la collaboration internationale : Au cours de la période de ce projet, nous avons pu améliorer l’efficacité des modèles développés dans le cadre du projet précédent PETA-MC. Cette amélioration a porté sur la réduction des temps de simulation tout en conservant une précision élevée dans la prédiction des propriétés temporelles des systèmes multicœurs étudiés. Nos résultats ont été publiés dans une conférence internationale et une publication en revue est en cours de rédaction.

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10. SEROIF

Titre du projet : Sécurisation des réseaux d’objets interconnectés et de l’information pour l’industrie du futur

Porteur du projet : Sébastien PILLEMENT
Etablissement : Université de Nantes, Polytech Nantes
Laboratoire : IETR (UMR 6064) équipe SysCom

Partenaires :

• Université de Nantes IETR Lab Méndez Real    Maria
• Polytechnique Montréal             Langlois           Pierre
• Polytechnique Montréal             Nicolescu         Gabriela

Mots clés : IoT industriel, sécurité, cloud
Verrous scientifiques ou technologiques : Amélioration de la sécurité des communications dans le cadre de l’internet des objets. Sécurisation de bout en bout des éléments de la chaîne (du capteur au serveur).
Etat : Début en novembre 2019, fin prévue actuellement en Décembre 2021.
Nature des mobilités : Compte tenu de la crise sanitaire de la COVID 19 les collaborations n’ont pas pu démarrer sur ce projet.  Une première visite des collègues Canadiens était prévue en juin 2020, mais a été annulée.

Résumé du projet :

Dans le cadre de l’industrie du futur, il faudra garantir la disponibilité des informations au sein du système complet (i.e. des capteurs aux serveurs de calcul). L’objectif général du projet est de proposer de nouvelles approches pour sécuriser les réseaux d’objets interconnectés contre les attaques de déni de service visant l’interruption du service ou même les pannes de batterie des objets. Ces attaques sont aujourd’hui particulièrement importantes et posent des problèmes autour de l’authentification des objets et des requêtes. Trois objectifs scientifiques sont identifiés : 1. Analyser les similarités et différences des contraintes de sécurité des réseaux d’objets interconnectés et des réseaux informatiques traditionnels. 2. Mettre en place des modèles d’attaques de déni de service pour les réseaux d’objets interconnectés. 3. Proposer de nouvelles solutions pour assurer la disponibilité des réseaux d’objets interconnectés et des centres de calcul incluant à la fois des solutions d’authentification des objets et requêtes ainsi que de gestion du flot de communication pour la détection de patrons de messages et de requêtes potentiellement malicieux.

Le premier résultat attendu du projet est la mise en place d’une collaboration à long terme par la mise en réseau de nos laboratoires de Polytechnique Montréal et de l’IETR Nantes. Cette collaboration sera lancée par le biais de semaines de travail conjointes à Nantes et à Montréal lors du déplacement des équipes (cinq périodes d’une semaine au total sur deux ans). Nous organiserons des séminaires scientifiques entre nos deux laboratoires.

Sur le plan scientifique, des modèles d'attaques et des solutions de sécurité seront développés. L’idée principale du projet vise à considérer l’ensemble de la chaîne IoT (du capteur au centre de calcul) pour proposer différentes stratégies globales de sécurisation des données.

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11. pSSim4AI

Titre du projet : probabilistic Symbolic Simulation for embedded Artificial Intelligence multi-core systems

Porteur du projet : Sébastien LE NOURS
Etablissement : Université de Nantes, Polytech Nantes
Laboratoire : IETR
En collaboration avec : OFFIS e.V., Germany
Mots clés : Systèmes embarqués, Vérification et optimisation des propriétés quantitatives, Systèmes multicœurs, Outils de simulation et de modélisation
Verrous scientifiques ou technologiques : Cette collaboration doit permettre l’établissement d’un flot de modélisation et d’analyse des propriétés extra-fonctionnelles (temps d’exécution, énergie) d’architectures à base de réseaux de neurones.
Etat : La date de début du projet en France est fixée au 1 septembre 2020 et la date de fin intervient le 28/02/2022.
Nature des mobilités : A la date de rédaction de ce rapport, aucune mobilité n’a été effectuée.
Impact de la collaboration internationale : Ce projet permettra de renforcer les interactions déjà existantes entre les deux équipes partenaires, dans les domaines de la modélisation et l’analyse des systèmes multicœurs.

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12. IPre2M

Titre du projet : Improve Predictive Maintenance Models with imperfect degradation information

Porteur du projet : Bruno CASTANIER
Etablissement : Polytech Angers, Université d’Angers
Laboratoire : LARIS
Eventuellement, laboratoire associé : University Frederico II of Napoly (Italy)

En collaboration avec :

• GIORGIO Massimiliano, University Federico II of Napoly (Italy) ;
• ESPOSITO Nicola, University of Campania (Italy);
• KOSGODAGAN Alex (UCO - LARIS)

Mots clés : Modèles de dégradation, pronostic, incertitude, processus cachés, stratégies de maintenance, fiabilité, probabilité, statistiques, actualisation, jumeau numérique
Verrous scientifiques ou technologiques : Les verrous identifiés sont d’ordre de la modélisation mathématique et de la décision dans un contexte de maintenance prescriptive reposant sur l’usage de jumeaux numériques. Ils peuvent se résumer au travers de la question de l’intégration/fusion d’information de différentes natures et l’élaboration d’outils d’aide à la décision en maintenance dans un contexte dynamique sous incertitude. 
Etat : Date de débuts des travaux et date de fin : 01/10/2020 – 30/09/2023

Nature des mobilités :

1. Les mobilités du doctorant : Séjours de longue durée à se répartir entre les 2 établissements conformément à l’accord de cotutelle en cours de signature ;
2. Les mobilités des encadrants : de l’ordre de 1 à 2 semaines (une à 2 fois par an sur la durée du projet).

Impact de la collaboration internationale :

1. Echanges d’étudiants niveau Licence et Master (Erasmus) ;
2. Co-encadrement de stages de Master ;
3. Publications co-signées ;
4. Cours dans le cadre de STA Erasmus (2018-2020).

Résumé du projet :

L’un des champs les plus étudiés d’application de la transformation numérique pour l’aide à la décision dans l’industrie est surement la maintenance. Son concept de maintenance prévisionnelle, qui se décline dans un grand nombre de projets de recherche labellisés « Industrie du Futur », cherche à renforcer le lien entre les approches de diagnostic et pronostic, l’un permettant d’estimer un état courant de fonctionnement à partir d’un grand nombre de données collectées sur le système avec l’identification potentielle de défauts et l’autre cherchant à caractériser sa propagation. Ce couplage est par la suite étendu pour la prise de décision afin de garantir voire optimiser les performances globales d’exploitation du système.

C’est dans ce contexte que se situe ce projet. Son objectif est l’analyse et l’élaboration de nouveaux modèles prédictifs de dégradation pour une meilleure prise en compte des comportements des systèmes mis en évidence par les données de dégradation et/ou fonctionnelles et des connaissances a priori ; l’information collectée étant entachée d’incertitudes notamment épistémiques, ne permet pas d’observer le phénomène de dégradation sous-jacent.

Il est alors nécessaire, à partir d’une classification et de l’estimation de ces incertitudes, d’identifier de nouveaux indicateurs et de proposer de nouvelles stratégies de maintenance. On cherchera tout au long de ce projet à construire et développer une base de modèles de maintenance support à l’élaboration de jumeaux numériques orientés maintenance de systèmes de production.

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13. NITRAT

 Titre du projet : Nonlinear Imaging using Time Reversal and Array Transducers

Porteur du projet : Vincent Tournat
Etablissement : Université Le Mans
Laboratoire : LAUM

 Partenaires :

• LAUM                                                Ménigot                Sébastien
• Université de Sherbrooke                   Masson                Patrice
• Université de Sherbrooke                   Quaegebeur          Nicolas

Mots clés : Ultrasons, transducteurs, sondes multi-éléments, non-linéaire, antennes parcimonieuses, conception de la forme d’onde

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14. PULSE

 Titre du projet : Modelling of pulse transformers implemented in gate-drivers for wide bandgap

Porteur du projet : Christophe BATARD
Etablissement : Université de Nantes
Laboratoire : IETR
Mots clés : Circuits de commande de grille, isolation électrique, transformateur d'impulsions, alimentation isolée, composants à large bande interdite (SiC, GaN), convertisseur multiniveaux.

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15. IRPIDAS

Porteur du projet : Roberto LONGO
Etablissement : ESEO
Laboratoire : ESEO-LAUM
Eventuellement, laboratoire associé : Institut de Physique du Globe de Paris

En collaboration avec :

• IPGP - Pascal, Satriano Claudio
• Université de Naples - Zollo Aldo, Festa Gaetano

Mots clés : Géophysique, (DAS - Distributed Acoustic Sensing) fibres optiques distribuées, traitement du signal temps réel, analyse de données, Machine Learning

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16. AESD-ML

 Titre du projet : Acoustic sensors for Epileptic Seizures Detection with Machine Learning

Porteur du projet : Youssef SERRESTOU, Ass Professor
Etablissement : Le Mans université
Laboratoire : LAUM
Laboratoire étranger associé : SITI

•  University Le Mans       ALOUI Nadia
• University Le Mans       RAOOF Kosai
• Carthage Unversity       YACOUB Slim
• Carthage Unversity       MASMOUDI Ines, Phd Student
• Baghdad University      ALI Al-Hussian

Mots clés : Acoustic Myography (AMG), Internet of Things (IoT), Acoustics sensors

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17. CAMI WISE

Titre du projet : Commande Avancée pour la stabilité et la robustesse d’un MIcrogrid autonome
Porteur du projet : Moustapha DOUMIATI
Etablissement : ESEO
Laboratoire : ESEO-IREENA
Laboratoire étranger associé : Eric CHAUVEAU, ESEO-IREENA, Angers, France - Mohamed Machmoum, IREENA, St Nazaire, France - Clovis FRANCIS , Maher EL-RAFEI, Université Libanaise, Faculté de Génie
Mots clés : Microréseaux électriques, Stockage d’énergies, Stabilité, Commande robuste

Résumé du projet :

Compte tenu du contexte économico-environnemental, le développement des microréseaux électriques à base des générateurs distribués (photovoltaïques, petites éoliennes, piles à combustible, …) présente un grand intérêt dans le secteur énergétique. Cependant, le développement de ces systèmes électriques amène aujourd'hui à de nouveaux types de problèmes sur les performances, la stabilité et le contrôle de la puissance circulant dans le réseau. Les problématiques de recherche associées aux microréseaux concernent ainsi le développement de stratégies de pilotage et de contrôle des sources électriques permettant de maximiser la qualité de l’énergie, d’assurer un partage de puissance électrique optimal entre les différentes sources, de sécuriser les approvisionnements, et de gérer les intermittences et leurs impacts sur le réseau en recourant aux dispositifs de stockage.

Dans ce contexte, l’objectif principal de ce projet de recherche est de concevoir de nouvelles architectures de contrôle robuste pour assurer une alimentation des microréseaux avec des spécifications de performance souhaitables dans une large gamme de coditions de fonctionnement malgré des contraintes de perturbations inattendues, des incertitudes de modélisation et des non linéarités. Les algorithmes proposés seront évalués dans un environnement de simulation MATLAB/Simulink, et ensuite testés en temps-réel sur le banc d’essais multisources hybrides construit à l’IREENA dans le cadre du projet SMART-POWER de WISE

18. DIAG 2021

Titre du projet : Fault Diagnosis Investigation by Angers-Gabès cooperation
Porteur du projet : Eric CHAUVEAU, ESEO-IREENA
Etablissement : ESEO
Laboratoire : ESEO-IREENA
Laboratoire étranger associé : SITI Karin MANSOURI, ESEO Tech, Angers, France - Yemma BEN SALEM ENIG, Gabès, Tunisie
Mots clés : Acoustic Myography (AMG), Internet of Things (IoT), Acoustics sensors