ISET / Département Ingénierie des Systèmes Eco-Techniques
Présentation du département :

Le département ISET (Ingénierie des Systèmes Éco-Techniques) a pour objet de contribuer à la modélisation et à l’évaluation de systèmes éco-techniques complexes. Cette notion de système est ici à comprendre comme objet de recherche durable (éco-technique) intégrant des technologies numériques (vers des Systèmes Cyber-Physiques - CPS), mais aussi comme méthodologie (ingénierie système) prônant une vision intégrative des problématiques s’y référant. Les systèmes d’intérêts étudiés dans ce département sont majoritairement des Systèmes (Dynamiques et Complexes) à Événements Discrets positionnant le département dans le champ disciplinaire de l’Automatique et du Génie Informatique. En ce sens, les travaux de recherche à la fois fondamentaux et finalisés menés au sein du département portent, plus spécifiquement, sur le développement de méthodes, de modèles et d’outils associés aux processus d’évaluation et de prise de décisions afin de piloter/contrôler et maintenir en condition opérationnelle les systèmes ciblés de type CPS. Cette finalité piloter/contrôler/maintenir est déclinée, plus précisément, en regard des performances fonctionnelles à satisfaire par le système (maîtrise des flux physiques en cohérence avec les flux informationnels), mais aussi de ses exigences de sûreté de fonctionnement et de connectivité (communication entre les composants autonomes du système).
Ainsi, en cohérence avec les mots clés de la section 61 (Génie Informatique, Automatique et Traitement du Signal) du CNU, le département développe 3 orientations disciplinaires que sont : la modélisation et le pilotage des systèmes cyber-physiques industriels, l’Automatique des réseaux de communication, et la Sûreté de fonctionnement de systèmes complexes.

Structuration et membres :

Ces orientations disciplinaires sont attaquées au sein de trois projets structurant scientifiquement le département. Les membres des projets mènent à la fois des travaux de ressourcement disciplinaire propre pour maintenir une crédibilité scientifique en regard des communautés de leur positionnement (ex. GdR MACS, SAGIP, IFAC, IEEE, PHM society), mais aussi en initiant des travaux plus transversaux pour s’attaquer à d’autres problématiques « système » de niveau département c.-à-d. en émergence de l’interaction entre projets.

 — Le projet « Système et Objets Intelligents en Interactions » (S&O-2I) avec comme animateurs William DERIGENT et Philippe THOMAS.

Ce projet, centré disciplinairement autour de la modélisation et le pilotage des systèmes cyber-physiques, a pour objectif scientifique la modélisation et le pilotage de CPS (de logistique, de production, de services) construits sur l’interaction d’objets multiples, de natures hétérogènes, dotés de capacités d’autonomie et d’auto-organisation, ceci dans l’optique d’améliorer les performances économiques et environnementales de ces systèmes ainsi que leur acceptation sociale [+]

— Le projet « Green Networking » (GN) avec comme animateur Vincent LECUIRE.
Ce projet, centré disciplinairement autour de l’Automatique des Réseaux, a pour objectif scientifique l’étude, la modélisation et l’évaluation des réseaux de communication dans le but de mieux maîtriser leurs propriétés en regard de leur intégration environnementale (voir plus) [+]

 — Le projet « Sûreté de fonctionnement, PHM et maintenance » (SdF-PHM2) avec comme animateur Alexandre VOISIN.

Ce projet, centré disciplinairement sur la sûreté de fonctionnement des systèmes, a pour objectif scientifique l’évaluation de performances et l’optimisation de la sûreté de fonctionnement dans le but d’assurer au mieux l’aptitude d’un système à tolérer les aléas. [+]
Figure 1 : Les Structuration du département autour de trois projets scientifiques

Activits de recherche du département :

A l’instar du cadrage scientifique proposé dans le nouveau GdR MACS par D. PEAUCELLE et en revenant sur des concepts de systémique assez simples, le domaine scientifique d’ISET s’inscrit dans la conception de systèmes décisionnels qui relèvent des processus informationnels placés en interaction avec des processus qui ont une réalité physique.

Figure 2 : Présentation des recherches du département

Comme le montre la figure 2, notre sujet d’étude est l’analyse des propriétés (performances fonctionnelles, de sûreté, de connectivité) du couplage entre le processus physique et le système décisionnel, ainsi que la synthèse du système décisionnel qui améliore ces propriétés.
Nos contributions scientifiques résident dans le développement de méthodes, souvent associées à des outils numériques, et en interaction avec des applications.
Ainsi, plus spécifiquement, cette vision décisionnelle est perçue au travers des 3 déclinaisons (constituant autant de défis) des différentes performances/exigences des systèmes adressés dans ISET :
  • Le pilotage/contrôle et l’évaluation des performances fonctionnelles (ce pourquoi le système a été créé) d’objets/systèmes en interactions (CPS) à des fins de conduite opérationnelle de ces systèmes (projet S&O-2I – Systèmes et Objets en Interactions)
  • Le contrôle et l’évaluation des performances et de l’empreinte environnementale des réseaux numériques de communication qui assurent la connectivité de ces systèmes (projet GN – Green Networking),
  • Le contrôle en prévisionnel et en opérationnel de la sûreté de fonctionnement de ces systèmes par l’évaluation des performances FMDS (Fiabilité, Maintenabilité, Disponibilité, Sécurité) et prise de décision en maintenance (performances qu’il est nécessaire d’assurer sur des propriétés essentielles du système pour que ce dernier reste dans son espace de fonctionnement opérationnel afin qu’il puisse assurer ses performances fonctionnelles) (Projet SdF-PHM2, Sûreté de fonctionnement, PHM et maintenance).
Positionnement :

Par rapport aux 3 orientations disciplinaires défendues (modélisation et pilotage des systèmes cyber-physiques, automatique des réseaux de communication, et sûreté de fonctionnement de systèmes complexes) le département se positionne en originalité et/ou en complémentarité (ex. projets en commun) à des recherches menées dans des laboratoires à spectre scientifique proche qui sont au niveau national majoritairement les laboratoires LISSI, LAAS, IRIT, GIPSA, UTT-ICD, FEMTO, LSIS, LAMIH, G-SCOP, LS2N, DISP, LIB et LGP-ENIT, et au niveau international Cranfield University, Politecnico Di Milano, Luleå University, Leeds Beckett University et NIST. Par rapport à ces laboratoires/Universités, ces originalités/complémentarités sont revendiquées :
  • Relativement à l’étude des CPS (modélisation, pilotage) et à une prise en compte de nouvelles formes d’interactions et des connaissances s’y rapportant. Ces formes se déclinent plus précisément par la considération d’interactions dites « sociales » entre objets (notion de consensus) collaborant avec l’humain lui-même interférant avec le système (notion d’explicabilité ; jumeau numérique avancé), la proposition de mécanismes d’agrégation, la formalisation à base d’outils de l’IA de connaissances représentatives d’une interopérabilité sémantique entre objets et du comportement réel du système, et par l’étude dans ces interactions de la résilience aux perturbations.
  • Relativement au développement de méthodes d’apprentissage et de conception/validation d’architectures/protocoles pour l’optimisation des réseaux. Ces méthodes permettent d’une part de compléter l’analyse de la qualité de service/expérience par des métriques d’intégration environnementale et plus singulièrement des approches de biomimétisme, et d’autre part de se focaliser sur des propriétés de robustesse (face à de nouvelles technologies comme la blockchain) et d’un concept d’observabilité de réseau.
  • Relativement à une vision holistique et système (et non pas uniquement composant) de la sûreté de fonctionnement. Cette vision se décline aussi bien en prévisionnel (vision intégrée des propriétés de Fiabilité/Maintenabilité/Disponibilité/Sécurité – FMDS) qu’en opérationnel (vision intégrée des processus de Prognostics and Health Management – PHM et des interactions entre les éléments du système) amenant aussi à explorer de nouveaux concepts comme celui de régénération industrielle ou de la durée de vie restante en efficacité énergétique.

Organisation et vie du département :

Le pilotage et l’animation du département ISET ont fortement été reconsidérés depuis 2018. Ces reconsidérations sont issues d’un travail collectif majoritairement mené par les membres HDR d’ISET. Ceci a abouti à une nouvelle organisation du département construite pour permettre une meilleure implication des responsables de projets et de jeunes Maîtres de conférences (HDR).
Elle s’appuie par conséquent sur 5 piliers qui constituent le cadre de référence pour les différentes actions d’animation :
  • Maintenir, voire augmenter la qualité de la production scientifique tout en réduisant la dispersion des médias utilisés.
  • Maintenir, voire augmenter le rayonnement des membres du département ainsi que notre attractivité académique.
  • Maintenir, voire augmenter les interactions avec l’environnement économique, social culturel.
  • Maintenir les bonnes conditions « du vivre ensemble » pour le département par l’amélioration continue du système de pilotage et d’animation (point fort actuel du département).
  • Favoriser l’implication des membres du département dans la formation par la recherche.
D’un point de vue plus organisationnel, l’animation et l’administration des activités de recherche au niveau du département ISET s’appuient sur :
Un pilotage scientifique mené à la fois par les co-responsables du département mais aussi par le bureau (instance décisionnaire et de pilotage collective) afin que les orientations choisies soient approuvées par tous, tout en garantissant la cohérence au niveau du département. En amont, les responsables du département ont pour rôle principal d’assurer que les actions ISET qui sont prises à ce niveau soient cohérentes vis-à-vis de la politique du laboratoire, politique discutée et développée entre autres lors des runions d'équipe de direction auxquelles les animateurs ISET participent.
Par conséquent, le bureau a un rôle central dans l’animation d’ISET puisque devant prendre des décisions consensuelles cohérentes avec les objectifs du laboratoire et la politique scientifique du départe- ment ISET (ex. fléchage des contrats doctoraux, attribution des bourses de master...) en assurant un rôle de relais avec l’ensemble des membres afin que les décisions prises soient bien comprises.
Les décisions peuvent concerner des aspects scientifiques, financiers mais aussi organisationnels. Le bureau a surtout pour rôle de veiller à ce que le pilotage et l’animation mis en place reste pertinent, adéquat et efficace. Le pilotage opérationnel des projets est assuré par les animateurs des projets.

Une politique de moyens en fléchant la majeure partie des ressources (l’autre partie étant affectée aux projets) du département sur des supports aux actions collectives ou en émergence et permettant de répondre aux objectifs d’augmenter la qualité de notre production scientifique (par exemple une partie de la dotation est réservée à la correction de l’anglais de papiers en revue), d’augmenter notre rayonnement et attractivité par une représentativité soutenue dans les communautés et les moyens de communication associés (ex. GDR, SAGIP, conférences) mais aussi par le financement de masters, en favorisant la création de nouveaux partenariats avec des industriels et/ou le dépôt de projets Européens (ex. remboursement de frais de déplacements).