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Domaine 1 Ingénierie de l’information et robotique Eva Crück Responsable adjoint du domaine scientifique Jacques Blanc-Talon Responsable du domaine scientifique (jusqu’à fin 2010) Thèmes • Communications Traitement d’antenne, traitement du signal, radio logicielle, réseaux, sécurité informatique, protection de l’information, réseaux de capteurs. • Traitement et exploitation de l’information Nouvelles modalités d’imagerie, analyse d’images, traitement de la vidéo, traitement du langage et des documents écrits, évaluation des traitements, traitement d’information pour la sécurité globale, architectures de calcul hautes performances. • Systèmes complexes Systèmes de systèmes, systèmes complexes à logiciel prépondérant, systèmes embarqués, systèmes distribués, vérification des systèmes, sûreté des langages de programmation. • Commande de systèmes et des robots Planification et allocation, commande, robotique, systèmes cyberphysiques, calcul autonomique. Priorités 2011-2012 • Systèmes HEtérogènes Communicants (SHEC). • INFormation compLEXE (INFLEX). Véronique Serfaty Responsable du domaine scientifique L ’ingénierie de l’information s’intéresse à toutes les sciences et techniques qui contribuent à comprendre, traiter et transmettre l’information (STIC). Un très large pan de la robotique relève des mêmes thématiques scientifiques. Ce sont ces techniques qui sont couvertes par le volet «Robotique » du domaine « Ingénierie de l’Information et Robotique » (I2R). ENJEUX SCIENTIFIQUES POUR LA DÉFENSE ET LA SÉCURITÉ Le domaine I2R est transverse à l’ensemble des autres domaines scientifiques dans la mesure où le traitement de l’information numérique est devenu omniprésent dans les systèmes technologiques de pointe. Bon nombre de tâches parfois complexes, réalisées jusqu’à récemment par des systèmes physiques, sont aujourd’hui effectuées par des codes de traitement, et font même souvent l’objet d’implantations matérielles sur des calculateurs embarqués. Une implication de ce succès est que les mathématiques discrètes associées d’une part, et les méthodes d’ingénierie du domaine d’autre part, se sont infiltrées dans l’ensemble des sciences de l’ingénieur et inspirent le fond ou la forme d’ap- proches scientifiques (expérimentation in silico), de méthodes de conception des systèmes (approches orientées objets) voire d’approches mathématiques (méthodes statistiques). Le domaine effectue donc, à différentes échelles d’abstraction et d’application, une sorte de percolation dans les autres domaines. Avec comme bras armé l’informatique, le traitement numérique de l’information présente les avantages de la facilité d’implantation, de l’évolutivité et d’une grande généralité (sans aller jusqu’à la totipotence) des matériels pour finalement aboutir à une diminution des coûts de réalisation, avantages qui se concrétisent à un plus haut niveau par la mise en réseau des systèmes. A l’inverse, parmi les aspects négatifs les plus contraignants, se trouvent ceux de la complexité mal maîtrisée des systèmes informatiques et de leur vitesse d’obsolescence. Ces deux inconvénients représentent des défis technologiques énormes : comment s’assurer de la sûreté de fonctionnement des grands programmes et comment rendre l’informatique suffisamment indépendante de son implantation matérielle ? Ce dernier point a comme paramètre important le cycle de l’innovation très court des technologies de l’information et de la communication. Ainsi, la dualité entre l’innovation civile et celle de Défense en matière de TIC n’est qu’une facette d’un contexte scientifique et 14 POLITIQUE ET OBJECTIFS SCIENTIFIQUES ÉDITION 2010 - ORIENTATIONS 2011-2012

technologique plus général dans lequel la Défense affiche un cycle d’innovation 5 à 10 fois plus long que celui des domaines civils. Par ailleurs, la Défense propose à ces technologies une richesse de contextes d’emploi inégalée avec des exigences sévères et parfois antagonistes qui prises ensemble la démarquent du domaine civil. Ces exigences de précision et de robustesse face aux conditions d’emploi, de réactivité en milieu libre et hostile, d’adaptabilité – voire d’évolutivité, flirtant avec l’autonomie – face aux changements de situation, et enfin de rapidité d’exécution sur des équipements embarqués engendrent des enjeux scientifiques importants. La recherche civile et la recherche de Défense en matière de STIC ont donc des complémentarités importantes depuis l’ingénierie jusqu’à la recherche de base. Un défi supplémentaire pour les applications de Défense est aussi de concevoir des systèmes optimisés qui mettent en jeu des technologies devant rester opérationnelles sous des conditions de fonctionnement très variables – à l’opposé des systèmes civils qui opèrent sous des conditions en principe maîtrisées. Ce point est particulièrement sensible pour les applications de robotique quel que soit le milieu – terrestre, aérien, naval ou spatial. Enfin, le développement des STIC dans le domaine civil, pourtant perçu comme une opportunité économique et sociétale( 7 ), soulève des problèmes de sécurité et de Défense. D’un côté il crée des dépendances ; de l’autre il met des outils numériques puissants à la portée d’adversaires potentiels. La fragilité et la vulnérabilité des infrastructures et des équipements deviennent des enjeux majeurs. Le caractère transverse du domaine I2R apparaît dans la carte des nombreux métiers de la DGA concernés, principalement les métiers « Télécommu- Figure 1.1 : Schéma du découpage thématique du domaine I2R Monde de l’information (numérique) Thème 2 : Traitement et exploitation de l’information Utilisateurs de l’information ou du système qui agit sur le monde physique Perception Thème 3 : Systèmes complexes Thème 1 : Communications Thème 4 : Commande des systèmes et des robots Action nications », « Sécurité des systèmes d’information », « Guerre électronique », « Détection électromagnétique », « Optronique », « Guidage et navigation », « Méthodes, outils, simulation », « Systèmes de combat terrestres », « Systèmes d’information opérationnels » et « Espace, observation, renseignement et systèmes de drones ». Il est donc normal que cette transversalité se retrouve au niveau des applications. Cela se perçoit naturellement dans la littérature liée à la recherche de Défense, aussi bien en France que chez les autres grands acteurs internationaux (USA, Angleterre, Allemagne …). ORIENTATIONS SCIENTIFIQUES Le type de traitement subi par l’information dépend naturellement de la façon dont elle est quantifiée mais aussi de la finalité du système de traitement. Dans la perspective de la recherche de Défense, c’est bien la finalité qui définit les orientations scientifiques. On distingue : ● une finalité de communication : on veut qu’un récepteur reçoive la totalité de l’information disponible au niveau d’un émetteur ; ● une finalité d’exploitation : on veut extraire des caractéristiques utiles de l’information. On peut aussi effectuer une transformation d’un espace de représentation ou d’un niveau d’abstraction vers un autre ; ● une finalité de commande : on veut produire une structure d’information dont les caractéristiques auront des effets sur le monde physique (par l’action d’effecteurs). Cette notion de finalité est cependant relative aux frontières du système que l’on considère pour une problématique donnée. On peut aussi s’intéresser à la globalité d’un système dans sa complexité ; la finalité est alors de maîtriser cette complexité. Ces quatre mots clés (communication, exploitation, commande et complexité) définissent le découpage thématique du domaine I2R schématisé ci-contre. On notera que certains sujets peuvent être traités suivant plusieurs axes relevant de thèmes différents. Ainsi, les réseaux informatiques relèvent-ils de la communication (thème 1) si l’on s’intéresse à la sécurité, mais concernent également les réseaux de capteurs (thème 2) et la commande distribuée (thème 4). Domaine 1 ( 7 ) Voir la SNRI. Monde physique 1. COMMUNICATIONS Dans le principe, le thème des communications regroupe l’ensemble des techniques permettant POLITIQUE ET OBJECTIFS SCIENTIFIQUES ÉDITION 2010 - ORIENTATIONS 2011-2012 15

technologique plus général dans lequel la Défense<br />

affiche un cycle d’innovation 5 à 10 fois plus long<br />

que celui des domaines civils.<br />

Par ailleurs, la Défense propose à ces technologies<br />

une richesse de contextes d’emploi inégalée avec<br />

des exigences sévères et parfois antagonistes qui<br />

prises ensemble la démarquent du domaine civil.<br />

Ces exigences de précision et de robustesse face<br />

aux conditions d’emploi, de réactivité en milieu libre<br />

et hostile, d’adaptabilité – voire d’évolutivité, flirtant<br />

avec l’autonomie – face aux changements de<br />

situation, et enfin de rapidité d’exécution sur des<br />

équipements embarqués engendrent des enjeux<br />

scientifiques importants. La recherche civile et la<br />

recherche de Défense en matière de STIC ont donc<br />

des complémentarités importantes depuis l’ingénierie<br />

jusqu’à la recherche de base.<br />

Un défi supplémentaire pour les applications de Défense<br />

est aussi de concevoir des systèmes optimisés<br />

qui mettent en jeu des technologies devant rester<br />

opérationnelles sous des conditions de fonctionnement<br />

très variables – à l’opposé des systèmes civils<br />

qui opèrent sous des conditions en principe maîtrisées.<br />

Ce point est particulièrement sensible pour les<br />

applications de robotique quel que soit le milieu –<br />

terrestre, aérien, naval ou spatial.<br />

Enfin, le développement des STIC dans le domaine<br />

civil, pourtant perçu comme une opportunité économique<br />

et sociétale( 7 ), soulève des problèmes de<br />

sécurité et de Défense. D’un côté il crée des dépendances<br />

; de l’autre il met des outils numériques<br />

puissants à la portée d’adversaires potentiels. La<br />

fragilité et la vulnérabilité des infrastructures et des<br />

équipements deviennent des enjeux majeurs.<br />

Le caractère transverse du domaine I2R apparaît<br />

dans la carte des nombreux métiers de la DGA<br />

concernés, principalement les métiers « Télécommu-<br />

Figure 1.1 : Schéma du découpage thématique du domaine I2R<br />

Monde de l’information<br />

(numérique)<br />

Thème 2 :<br />

Traitement et exploitation<br />

de l’information<br />

Utilisateurs de l’information ou du système<br />

qui agit sur le monde physique<br />

Perception<br />

Thème 3 :<br />

Systèmes complexes<br />

Thème 1 :<br />

Communications<br />

Thème 4 :<br />

Commande des systèmes<br />

et des robots<br />

Action<br />

nications », « Sécurité des systèmes d’information »,<br />

« Guerre électronique », « Détection électromagnétique<br />

», « Optronique », « Guidage et navigation »,<br />

« Méthodes, outils, simulation », « Systèmes de<br />

combat terrestres », « Systèmes d’information opérationnels<br />

» et « Espace, observation, renseignement<br />

et systèmes de drones ». Il est donc normal<br />

que cette transversalité se retrouve au niveau des<br />

applications. Cela se perçoit naturellement dans la<br />

littérature liée à la recherche de Défense, aussi bien<br />

en France que chez les autres grands acteurs internationaux<br />

(USA, Angleterre, Allemagne …).<br />

ORIENTATIONS SCIENTIFIQUES<br />

Le type de traitement subi par l’information dépend<br />

naturellement de la façon dont elle est quantifiée<br />

mais aussi de la finalité du système de traitement.<br />

Dans la perspective de la recherche de Défense,<br />

c’est bien la finalité qui définit les orientations scientifiques.<br />

On distingue :<br />

● une finalité de communication : on veut qu’un récepteur<br />

reçoive la totalité de l’information disponible<br />

au niveau d’un émetteur ;<br />

● une finalité d’exploitation : on veut extraire des<br />

caractéristiques utiles de l’information. On peut<br />

aussi effectuer une transformation d’un espace de<br />

représentation ou d’un niveau d’abstraction vers<br />

un autre ;<br />

● une finalité de commande : on veut produire une<br />

structure d’information dont les caractéristiques<br />

auront des effets sur le monde physique (par l’action<br />

d’effecteurs).<br />

Cette notion de finalité est cependant relative aux<br />

frontières du système que l’on considère pour une<br />

problématique donnée. On peut aussi s’intéresser à<br />

la globalité d’un système dans sa<br />

complexité ; la finalité est alors de<br />

maîtriser cette complexité.<br />

Ces quatre mots clés (communication,<br />

exploitation, commande<br />

et complexité) définissent le découpage<br />

thématique du domaine<br />

I2R schématisé ci-contre. On notera<br />

que certains sujets peuvent<br />

être traités suivant plusieurs axes<br />

relevant de thèmes différents.<br />

Ainsi, les réseaux informatiques<br />

relèvent-ils de la communication<br />

(thème 1) si l’on s’intéresse à la<br />

sécurité, mais concernent également<br />

les réseaux de capteurs<br />

(thème 2) et la commande distribuée<br />

(thème 4).<br />

Domaine 1<br />

( 7 ) Voir la SNRI.<br />

Monde physique<br />

1. COMMUNICATIONS<br />

Dans le principe, le thème des<br />

communications regroupe l’ensemble<br />

des techniques permettant<br />

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