ACTIVITE 2010

L'activité de la Division Signaux est structurée autour de trois axes :

Modélisation statistique des signaux. Cela concerne plus particulièrement :

(a) les séries chronologiques (estimation robusted e modèles de consommation d’électricité pour la prévision à court terme, analyse et prédiction du trafic dans des réseaux au moyen de processus à longue mémoire) ;

(b) le traitement quantique de l’information et de la détection ;

(c) les processus ponctuels et les processus non gaussiens ;

(d) l’adaptation des algorithmes classiques d'analyse en composantes parcimonieuses pour la séparation d’un mélange de signaux à phase polynomiale ;

(e) le traitement du signal multicapteurs (détection de sources et estimation de paramètres, bornes de performances, élimination d'interférences, optimisation de formes d'onde).
 

Problèmes inverses. Cet axe se positionne à l’interface de la physique, des statistiques, des signaux et des images. Des travaux théoriques et méthodologiques dans le contexte de l’inférence bayésienne sont associés à des applications en collaboration avec des industriels, des centres de recherche publique et des laboratoires universitaires. Les travaux s'appuient sur des modèles stochastiques markoviens ou séparables, des variables cachées et du calcul bayésien. La thématique d’applications principale concerne l'imagerie au sens large. Citons la reconstruction d'images en tomographie micro-ondes (avec le DRÉ), l'imagerie SAR (Synthetic Aperture Radar) la tomographie 3D, l'imagerie infrarouge en astronomie, l'imagerie PET (Positon Emission Tomography) dynamique et l'imagerie dentaire 3D et le traitement de séquences d'images.
 

Traitement du signal en télécommunications. On y privilégie les développements théoriques, tout en cherchant leurs applications à des situations réalistes. L'objectif est de chercher à mettre en pratique des outils tels que la théorie de l'information ou la théorie de jeux dans des contextes de communication stricto sensu (traitement d'antennes, localisation de sources, traitement multicapteur, communications coopératives et à relais, communications sur canaux aux caractéristiques incertaines) ou pour le multimédia (codage conjoint source-canal, tatouage de sons et d'images, diffusion de vidéo vers des mobiles). Les contraintes imposées par les protocoles réseau sont également prises en compte de plus en plus précisément. Ces travaux donnent lieu à de nombreuses actions contractuelles et à des thèses en collaboration avec des industriels.

NB : cet axe a donné lieu à la création (en début 2011) à la nouvelle Division Réseaux et Télécoms.
 

L’activité de la Division Systèmes couvre l’ensemble des problématiques fondamentales de l’automatique. Les applications sont menées via des collaborations académiques ou industrielles des secteurs concernés. L’année 2010 a été marquée par le recrutement de trois chercheurs, un enseignant chercheur et d’un ingénieur de recherche et l’accueil de plusieurs scientifiques pour des séjours de longue durée. Parmi les axes développés en 2010, on cite :

La modélisation et l’estimation. Les sujets traités concernent :

(a) la construction de modèles simples et empiriques à partir de mesures ou de simulations de modèles de connaissance complexes (collaboration avec le Département Signaux et Systèmes Electroniques de Supélec);

(b) l’identifiabilité et la réduction de modèles décrits par des EDPs* en épidémiologie, (collaboration avec le Département Mathématiques et Informatique Appliquées de l’INRA*) ;

(c) l’estimation de variables d’état (appelé aussi capteur logiciel) et la mise en place d’observateurs non linéaires en temps discret, numériques ; des méthodes algébriques sont testées sur des processus de digestion anaérobique (collaboration avec l’Académie des Sciences de Bulgarie);

d) l’utilisation d’EDPs pour la modélisation et la commande de « structures intelligentes » (collaboration avec le Département Automatique de Supélec).
 

Les systèmes non linéaires et hybrides. Y sont développées des méthodologies d’analyse et de commande de systèmes complexes, présentant des composantes non linéaires, hétérogènes, désynchronisées, interconnectées pour des applications variées. Parmi les sujets traités, on cite :

(a) la stabilisation de systèmes dynamiques par des méthodes de type Lyapunov pour des applications en téléopération, en télécommunications ou en biologie ;

(b) la synchronisation de systèmes dynamiques chaotiques, avec des incertitudes paramétriques ;

(c) l’analyse des comportements asymptotiques et la commande de systèmes variant dans le temps, à temps discret, à données échantillonnées, avec commutations ;

(d) l’analyse qualitative et quantitative des effets des retards et de la propagation dans des interconnexions dynamiques ;

(e) la classification des systèmes et leur simplification en termes de propriétés physiques fondamentales telle la passivité et ses variantes, de non linéarités spécifiques, de propriétés structurelles.

Les systèmes mécaniques et de gestion d’énergie. L’exploitation des structures et des propriétés physiques permet la conception d’outils ad hoc. Les sujets traités concernent:

(a) les systèmes sous-actionnés, pour lesquels des stratégies de commande robuste reposant sur un équilibre énergétique intuitif et des stratégies multi-échelles simples sont proposées ;

(b) le contrôle des structures vibratoires avec pour support expérimental une plateforme partagée avec le Département Automatique de Supélec: amortissement actif de structures mécaniques minces instrumentées de transducteurs
piézoélectriques (financement DIGITEO);

(c) la modélisation et la commande d’une pile à combustible incluant la mise en place d’un banc d’essais en collaboration avec le LGEP* (financement DIGITEO, HYCON*);

(d) la conception de systèmes de direction et de freinage assistés en collaboration avec le Groupe PSA.
 

L’activité du Département de Recherche en Électromagnétisme (DRÉ) s’organise autour de trois axes:

les systèmes rayonnants complexes, la complexité venant soit de la structure du système elle-même (comme dans le cas des antennes réseaux comportant des milliers d’éléments rayonnants), soit de son interaction avec l’environnement (téléphone cellulaire et usager, station de base en environnement urbain ;

la compatibilité électromagnétique (CEM), visant à étudier puis à réduire l’influence d’un environnement perturbateur sur un système électronique ou, inversement, les perturbations de l’environnement par ce système et

les problèmes inverses des ondes, le but étant soit de caractériser les sources à l’origine d’un rayonnement mesuré, soit de cartographier les paramètres physiques d’une structure inconnue à partir de la mesure du champ résultant de son interaction avec une onde interrogatrice connue.

Les études portent sur la modélisation de configurations complexes en vue d’applications dans des domaines très variés, pour lesquelles expérimentations et simulations numériques sont généralement menées de façon indissociable, sans que les aspects théoriques ne soient pour autant négligés. Quelques exemples d’applications étudiées sont : la métrologie des antennes de communications mobiles, la dosimétrie électromagnétique (i.e. l’étude de l’exposition des personnes aux ondes électromagnétiques), la compatibilité électromagnétique des systèmes de radiocommunications aéronautiques de nouvelle génération, l’utilisation des chambres électromagnétiques à retournement temporel pour l’accélération des tests d’antennes et de compatibilité ou la génération de canaux de propagation complexes, l’étude de la détection du cancer du sein en imagerie micro-onde, le contrôle non destructif en courants de Foucault et en ultrasons. Formation de jeunes chercheurs Avec 27 nationalités représentées parmi ses doctorants, le L2S est largement ouvert sur le monde extérieur. La Division Signaux accueille 24 doctorants, la Division Systèmes 22 et le DRÉ 9. Le L2S a également accueilli 16 post-doctorants en 2010 .

Insertion dans la communauté nationale et internationale

 

Le L2S est partie prenante du Réseau Thématique de Recherche Avancée (RTRA) DIGITEO, et actif dans le pôle de compétitivité SYSTEM@TIC PARIS-REGION. Il accueille également la responsable scientifique du REX européen HYCON* Taming Heterogeneity and Complexity of Networked Embedded System. Le L2S accueille le responsable pour la France de l’Accord Multilatéral Franco/Italien Italo/Français - AML STIC&A pour l’obtention de doubles diplôme en Sciences et Technologies de l’Information et de la Communication et ses Applications. Les responsabilités éditoriales majeures prises par certains de ses  membres seniors (IEEE Trans. Automatic Control, IEEE Trans Control Systems Technology, Systems and Control Letters, Automatica, Int. J. of Control, European J. Control, Radio Science, EURASIP J. Signal Processing, Inverse Problems) témoignent de sa visibilité internationale.