STAE-Toulouse - Science et Technologies pour l'Aéronautique et l'Espace
La lettre d'information n°9 - décembre 2012  
 
 
Edito
Par Pierre Cohen
Président de Toulouse Métropole
La métropole toulousaine est incontestablement la capitale européenne, voire mondiale, de l'aéronautique et de l'espace. Un secteur qui génère plus de 85 000 emplois dans notre région et contribue largement au rayonnement international de Toulouse.
La communauté urbaine Toulouse Métropole accompagne cette excellence, à travers trois axes principaux : le soutien à la recherche et à l'industrie, le développement des usages et la diffusion de la culture scientifique.
Nous soutenons les acteurs industriels et de recherche concentrés sur la métropole toulousaine, à travers le pôle mondial Aerospace Valley, mais également le RTRA STAE, l'IRT AESE ou l'Académie de l'air et de l'espace.

Nous construisons Toulouse Montaudran Aérospace, appelé à devenir l'un des plus grands sites européens de l'aéronautique, du spatial et des systèmes embarqués du XXIème siècle. Il s'agit d'un des projets stratégiques de ces vingt prochaines années pour le développement du potentiel économique, technologique, universitaire et de recherche de la métropole toulousaine. Un potentiel déjà largement affirmé par l'implantation de grands groupes dans notre métropole, à l'image d'EADS, qui a choisi Toulouse pour installer son siège social.

Par ailleurs, depuis 2010, la Communauté urbaine s'est fortement impliquée en faveur de deux plateformes d'innovation retenues dans le cadre du grand emprunt : Guide, pour les applications de géolocalisation et Fahrenheit, sur la thermique dans les systèmes embarqués, qui sera d'ailleurs installé sur le site de Toulouse Montaudran Aerospace.

Notre deuxième axe de soutien à la filière spatiale concerne l'usage des applications satellitaires et la promotion de solutions technologiques conçues à Toulouse.
Un observatoire sur l'apport du spatial dans le développement urbain sera prochainement lancé. Notre objectif est double : mobiliser les services de la métropole pour l'utilisation de solutions spatiales dans leurs missions et faire en sorte que notre territoire soit une vitrine grandeur nature des applications spatiales développées dans nos laboratoires et dans nos usines.

Les jeunes entreprises hébergées et accompagnées dans nos pépinières bénéficient bien entendu de cet environnement innovant.

La troisième composante forte de notre action en faveur de l'aéronautique et du spatial est la diffusion de la culture scientifique. La Cité de l'espace est animée d'une véritable mission éducative. Elle constitue une belle caisse de résonance, unique en Europe, pour la filière spatiale toulousaine. Aéroscopia, installé près des usines d'assemblage de l'A380, jouera un rôle similaire pour la filière aéronautique.

La fondation de coopération STAE nous accompagne dans cette triple démarche.
Elle se révèle être un formidable outil pour le développement de la recherche scientifique d'excellence au service des industries aéronautiques et spatiales de notre territoire.
La vie du RTRA
Fall meeting : édition 2012
La Fondation STAE a organisé la seconde édition de ses rencontres d'automne. Quelque 140 personnes, majoritairement scientifiques, représentants de ses partenaires publics et privés, et des industriels de l'association Tompasse se sont ainsi retrouvées le 14 novembre 2012 à l'hôtel d'Assézat, à Toulouse. Les membres du Conseil scientifique de la Fondation et certains de ses partenaires québécois comptaient également parmi les invités.
"Ces journées constituent un rendez-vous avec la communauté et nos partenaires. C'est l'occasion, chaque année, de présenter un bilan des actions du RTRA mais aussi, ses actions à venir et ses perspectives" a rappelé Dominique Le Quéau, dans son discours d'introduction. Présentation des projets soutenus depuis la création du RTRA, enveloppe financière consacrée à ces projets, éléments quantitatifs et qualitatifs sur les recrutements (de l'origine à l'insertion post-RTRA) constituent quelques-uns des éléments versés au bilan.
Les chantiers en cours de demande de labellisation pour 2013 ont ensuite illustré les actions envisagées sur 2013/2016 autour des matériaux, des fonctionnalités et dispositifs aéronautiques, des systèmes embarqués et de l'observation spatiale et environnementale. Les neuf coordinateurs de ces chantiers candidats ont présenté le périmètre, les objectifs, les partenaires et le programme de travail de "leur chantier".
MAVRC sur les microdrones, TEREAU sur la télédétection et les ressources en eau, VIMA sur le vieillissement des matériaux… ont suscité une première série de questions, notamment de la part des membres du conseil scientifique présents, chargés de leur évaluation ex-ante. Une session "posters" organisée pendant le déjeuner a permis d'approfondir ces présentations et de les compléter avec celles des chantiers en cours.
  En savoir plus sur les chantiers en cours
D'autres interventions nous ont conduits au-delà du RTRA. En présentant le projet CEATech à Toulouse, Françoise Vinet, Directrice de recherche au CEA, et les nombreuses questions des participants, ont amené l'assistance à s'interroger sur l'évolution de l'écosystème scientifique de Midi-Pyrénées.
C'est dans la Belle Province, qu'ont ensuite été transportés les participants, dans le cadre de la politique internationale du RTRA dont Jean-Claude André, membre du comité de pilotage a rappelé les trois principes : une politique à l'international en phase avec les relations de travail des laboratoires, un partenariat entre institutions de mêmes structures et de mêmes modes de fonctionnement.
Les interventions des Professeurs Mohamed Chaker, Professeur INRS-EMT, Président du Comité des Affaires Scientifiques de NanoQuébec et Sébastien Tremblay, Professeur à l'Ecole de Psychologie de l'Université de Laval s'inscrivaient dans ce cadre; la première en présentant l'organisation et les activités de NanoQuébec, partenaire potentiel, la seconde en décrivant la collaboration en place dans le cadre du chantier FHAE sur les risques liés aux facteurs humains en aéronautique.
Comme l'édition 2011, cette journée a été associée à une réunion du Conseil scientifique présidé par le Professeur Henri Maître et chargé d'évaluer les propositions de chantiers d'animation scientifique qui structureront les recherches soutenues par la Fondation dans les années à venir.
  Voir les présentations des chantiers en cours de demande de labellisation
Petit déjeuner "Modéliser la ville"
Prévoir l'impact du développement de la Ville sur le réchauffement climatique. Se donner les outils pour orienter les choix en matière de politique de la Ville afin de respecter les contraintes environnementales. Connaître les liens entre les aspects sociologiques et anthropiques et prendre en compte leurs effets sur la physique des échanges atmosphériques.
Tels sont les défis qui ont été évoqués lors du petit déjeuner sur la ville organisé par le RTRA STAE avec le concours de la communauté urbaine Toulouse Métropole, le 13 septembre 2012.
Pierre Cohen, président de Toulouse Métropole a exposé les évolutions et les attentes de Toulouse et de sa communauté urbaine. Une évolution très récente a bouleversé la conception de la ville en ce qui concerne, d'une part, l'espace public réservé à l'automobile et la mobilité urbaine et, d'autre part, la politique foncière et les phénomènes de migration de populations et d'exclusion.
Il a ensuite insisté sur les liens entre la ville et son université. Les concepts qui prévalent aujourd'hui ont évolué par rapport aux périodes antérieures et l'intégration de cette dernière dans le tissu urbain doit d'être favorisée. Enfin, la recherche se doit d'être plus présente dans la Cité pour qu'elle intervienne mieux dans les problèmes sociétaux et pour permettre aux citoyens de mieux appréhender sa démarche et son utilité. La Novela, manifestation en progression croissante, est un exemple des interactions qui sont mises en place à Toulouse. Face aux défis de politique d'aménagement de la ville et des inter-communautés, la bonne communication entre décisions politiques et études technologiques appuyée par la recherche doit permettre de relever les défis que l'Etat ne pourra, sans doute, plus assurer.
Louafi Bouzouina, chercheur au laboratoire d'économie des transports, a présenté ses travaux portant principalement sur l'agglomération Lyonnaise. Il a fourni les résultats d'une étude détaillée sur les phénomènes a priori contradictoire de périurbanisation et de (re)concentration. L'étalement de pôle urbain va de pair avec le retour au centre. Cette mutation est en fait liée au changement de spécialisation fonctionnelle :
l'industrie ayant connu une baisse au profit des services de décision et d'exécution, ces deux derniers types de services n'ayant pas les mêmes caractéristiques. Dans un deuxième temps, il a abordé le phénomène de ségrégation urbaine et de mobilité en liaison avec les migrations observées. Ceci se traduit par un double effet d'homogénéisation des territoires pauvres (les riches étant fortement homogènes) et de différenciation dans les moyens de transport utilisés. Enfin son exposé a porté sur les déterminants de ces situations : à l'échelle microscopique l'externalité positive ou négative liée à l'attractivité des quartiers et à l'échelle macroscopique, les politiques urbaines et l'image voulue ou admise de la ville. Devant ces constats, il convient de changer de paradigme en termes de politique financière, énergétique et environnementale en harmonie avec la politique sociale et l'articulation des transports. Le laboratoire de Lyon développe actuellement un outil de modélisation des différents flux : le modèle SIMBAD.
Enfin Valery Masson, chercheur à Météo-France et porteur du projet RTRA ACCLIMAT a présenté les travaux et les principales avancées de ce groupe de laboratoires. Relevant à la fois des sciences physiques de l'environnement et des sciences humaines, ce projet traite de l'impact des scénarios de réchauffement climatique dans les cinquante prochaines années en liaison avec les choix économiques et sociétaux qui seront adoptés au cours du temps.
Le consortium de Toulouse se basant sur de fortes compétences en génie climatique, en météorologie et en sciences économiques et sociales se trouve idéalement placé dans le contexte national voire international pour générer des modèles et des avis pertinents sur ce problème.
  En savoir plus sur ACCLIMAT
A la suite de ces exposés, de nombreuses interventions de chercheurs et de décideurs ont alimenté un débat de haut niveau. Sociologues, géographes, météorologistes, responsables de services techniques, élus de Toulouse Métropole et d'autres encore, nombreux sont ceux qui ont exprimé leur implication sur ce sujet si vital pour le présent et l'avenir de nos communautés.
Nos actions
Nouvelles du chantier IFSE
1- Conférence " Utilisation des méthodes formelles dans les systèmes critiques "
Par Virgine Wiels, animatrice ONERA du chantier Ingénierie formelle des systèmes embarqués (IFSE)
Première d'un cycle prévu sur 2012-2013, cette conférence organisée le 13 novembre 2012 par le pôle Aerospace Valley avec le soutien du chantier IFSE de la FCS STAE, a réuni une centaine de participants des milieux académiques et industriels (70% des participants) issus de grands groupes et, dans une moindre mesure, de PME, majoritairement basés sur le territoire couvert par le pôle :
  Pour en savoir plus sur le Pôle Aerospace Valley
Les méthodes formelles sont des méthodes alliant des notations non ambigües et des techniques d'analyses automatisées et exhaustives. Elles peuvent être utilisées pour vérifier différents types de propriétés, différents niveaux de développement des systèmes et des logiciels.
Les intérêts de la modélisation formelle :
des phases amont plus coûteuses mais un développement globalement plus efficace
L'objectif de ce cycle de conférences est de présenter ces méthodes innovantes de développement et de vérification, leurs utilisations actuelles et potentielles. Les retours d'expérience industriels dans le domaine des systèmes critiques ont été au coeur de cette première journée. Après un panorama des utilisations possibles des méthodes formelles dans le cycle de vie, 30 applications réussies des méthodes formelles depuis 30 ans ont été présentées. Une table ronde a ensuite exploré la question des freins actuels à une utilisation plus étendue de ces méthodes. Des industriels des domaines aéronautique et ferroviaire ont poursuivi par la description des utilisations opérationnelles de ces méthodes et les gains obtenus.

La journée s'est terminée par un débat qui a permis d'identifier plusieurs thèmes d'intérêt possibles pour la prochaine journée du cycle prévue début 2013.
2- Sélection du projet VORACE par l'ANR ASTRID
Par Marc Pantel, animateur IRIT chantier IFSE, responsable projet BriefCase de la FCS STAE
Issu en partie des travaux engagés dans le cadre du chantier IFSE, le projet VORACE soumis par l'IRIT, le LAAS-CNRS et l'ONERA a été retenu pour financement par l'ANR dans le cadre de l'appel ASTRID (Accompagnement Spécifique des Travaux de Recherches et d'Innovation Défense. Financé par la DGA, ASTRID concerne les innovations technologiques qui peuvent être exploitées pour la défense. Le projet VORACE (Vérification des Optimisations Rapides Appliquées à la Commande Embarquée) regroupe des équipes qui travaillent sur la spécification et la vérification formelles de systèmes et en contrôle, commande et optimisation. Son objectif est le développement d'une nouvelle génération d'algorithmes certifiés d'optimisation pour le contrôle et la commande en s'appuyant sur des techniques formelles de spécification et de vérification. La complexité inhérente à ces algorithmes freine actuellement leur intégration dans des systèmes certifiés car leur vérification par des approches classiques à base de relecture indépendante et de tests peine à assurer le niveau de confiance pour les systèmes les plus critiques. Ceux-ci sont pourtant nécessaires d'une part pour le développement de systèmes plus autonomes, et d'autre part pour améliorer la finesse du contrôle et réduire les besoins en ressource. L'utilisation d'approches formelles permettra d'assurer une couverture intégrale des exigences et d'envisager l'intégration de ces nouvelles générations d'algorithmes dans les systèmes critiques. Cette proposition est issue des travaux amorcés lors de la visite de professeur Eric Féron de l'Institut Technologique de Géorgie à Atlanta, Etats-Unis d'Amérique, dans le cadre du chantier IFSE soutenu par la FCS STAE (voir la Newsletter n°8) et l'INPT.
Cas d'étude Quanser du projet Vorace
Cette visite a permis de développer une première chaîne d'outils expérimentée sur le contrôle de la stabilité horizontale d'un hélicoptère et sur certains algorithmes de contrôle d'un avion de haute performance. Cette chaîne d'outils repose d'une part, sur la génération automatique par une extension de l'outil GeneAuto de code C annoté en ACSL à partir de modèles Simulink comportant des blocs observateurs, et d'autre part sur des extensions de l'outil FramaC pour synthétiser les preuves de correction du système qui sont ensuite vérifiées avec l'outil PVS en exploitant une formalisation des propriétés spécifiques au domaine, dans ce cas des invariants de Lyapunov. Le projet VORACE développera une approche similaire dédiée aux techniques d'optimisation exploitée en contrôle et commande.
  Pour en savoir plus
Contact : Marc.Pantel@enseeiht.fr
  Pour en savoir plus sur IFSE
Contact pour le chantier IFSE : François Vernadat
vernadat@laas.fr
Visites de Sébastien Tremblay, Université Laval
Après deux séjours à l'ISAE dans le cadre du chantier sur les risques liés aux facteurs humains en aéronautique (FHAE), Sébastien Tremblay, Professeur à l'École de Psychologie de l'Université Laval au Québec, présente un premier bilan de ses interventions et les suites qu'il envisage avec Frédéric Dehais, Professeur à l'ISAE et coordinateur de ce chantier.
La Lettre : Votre séjour à Toulouse a-t-il apporté une réelle valeur ajoutée à votre collaboration avec l'ISAE ?

Sébastien Tremblay : Cette visite nous a permis de consolider une collaboration qui existait depuis environ deux ans et dont nous pouvons déjà mesurer les premières retombées. Deux publications conjointes dans des revues de référence, une subvention obtenue pour financer la mobilité de nos doctorants dans le cadre de visites bilatérales, un travail en commun sur les projets en cours dans le cadre de FHAE constituent les principaux résultats.

Frédéric Dehais : Ce séjour a également eu un effet catalyseur, et c'était un des objectifs que nous poursuivions avec Patrice Terrier qui coordonne ce chantier avec moi. Sébastien Tremblay a rencontré tous les laboratoires qui travaillent sur le chantier (à l'ENAC, à l'ISAE et à l'Université du Mirail), il a ensuite organisé des séances de travail avec les étudiants en thèse des équipes impliquées. Il a ainsi consolidé le travail engagé depuis plusieurs mois dans le cadre du chantier qui fait émerger une véritable équipe translaboratoires autour des risques humains à Toulouse.

Sébastien Tremblay : L'article sur lequel nous travaillons va renforcer la visibilité des équipes sur ce thème. Il présente les résultats d'une expérience sur la surdité attentionnelle réalisée à l'ISAE dont nous avons co-défini le protocole pendant mes séjours. Cette expérience a permis de démontrer que la surcharge attentionnelle peut être à l'origine des erreurs humaines en situations extrêmes. On trouve encore très peu de publications sur ce sujet et ce sera la première appliquée à l'aéronautique.

La Lettre : Envisagez-vous de nouvelles actions en 2013 ?

Sébastien Tremblay : 2013 va nous permettre de franchir une nouvelle étape en nous concentrant sur la recherche de solutions. Nous allons maintenant travailler sur une série de mesures physiologiques et neurophysiologique pour détecter l'état d'attention en temps réel et adapter l'interaction homme/machine. Nous démarrons également un programme d'échange d'étudiants.

Frédéric Dehais : Nous accueillons des étudiants en thèse de Laval à l'ISAE dès le 1er trimestre et une étudiante de l'ISAE va séjourner au Québec dans l'équipe de Sébastien Tremblay. Nous organisons conjointement un symposium à Paris où nous invitons de chercheurs étrangers, et je suis invité en mars à présenter les travaux FHAE dans le cadre d'une conférence internationale sur les sciences cognitives. Nous prévoyons également d'organiser un séminaire de formation en direction d'ingénieurs des principales industries aéronautiques.

Sébastien Tremblay : J'aimerais insister sur un dernier point pour conclure cet entretien. Ces deux séjours m'ont permis de découvrir une communauté que je connaissais peu et un environnement très novateur : la transdisciplinarité du chantier où sont associées les technologies du domaine aérospatial et les sciences humaines, de même qu'un environnement de recherche où l'on trouve, sur un même site, des équipements de mesures neurologiques, un simulateur, des ingénieurs de haut niveau. C'est une chance pour les étudiants de l'université Laval de pouvoir être accueilli dans ce cadre.
  En savoir plus sur FHAE
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2012
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Sommaire
 Edito
 La vie du RTRA
 
    Fall meeting : édition 2012
 
 
    Petit déjeuner "Modéliser la ville"
 
 Nos actions
 
    Nouvelles du chantier IFSE
 
 
    Visites de Sébastien Tremblay, Université Laval
 
 
 
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