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29 novembre 2018 | Les joints structuraux du télescope de la mission spatiale Euclid testés par ultrasons

List Euclid 250Une méthode de contrôle non destructive des joints brasés a été conçue pour vérifier l’intégrité du télescope de la mission Euclid de l’Agence spatiale européenne.

Pour partir à la découverte du secret de l'expansion de l'univers, le satellite Euclid a tout intérêt à être solide ! Constitué de quatre pièces de carbure de silicium soudées par un procédé de brasage breveté par le Leti, institut de CEA Tech, ses joints doivent être inspectés sur site avant le lancement. La société Mersen Boostec a fait appel à un autre institut de CEA Tech, le List*, déjà fort de son expérience réussie sur le satellite GAIA, pour réaliser cette tâche délicate.

Choisi pour ses propriétés thermiques exceptionnelles adaptées à l'application et par ailleurs très rigide, le carbure de silicium est difficile à sonder par les techniques de contrôle non destructif par ultrasons. Ces derniers s'y propagent en effet à une vitesse élevée et les nombreux échos parasites issus de leur réflexion sur les parois de la pièce de géométrie complexe, peuvent rendre difficile l'interprétation du scan ultrasonore.

Afin de pouvoir balayer l'intégralité de la surface du joint jusque dans sa partie centrale, la définition géométrique des zones de contrôle ont été adaptées par le bureau d'étude d'Airbus Defence & Space en collaboration avec les chercheurs du List. Grâce au logiciel de simulation CIVA, ils ont ensuite calculé et ajusté les paramètres de focalisation (angle du faisceau d'ultrasons notamment) de façon à détecter tout défaut supérieur à 4 mm2.

Les résultats de leurs simulations ont été vérifiés expérimentalement sur plusieurs défauts étalons, puis appliqués avec succès sur le télescope de la mission Euclid.

*Depuis 2006, le List est labellisé Institut Carnot (Institut Carnot TN@UPSaclay).

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22 novembre 2018 | EVOC, une plateforme multimodale dédiée à la formation en physique nucléaire

evoc List 250Opérationnelle dès octobre, la plate-forme EVOC de l'INSTN (Institut National des Sciences et Techniques Nucléaires) est une innovation pédagogique à base de réalité virtuelle, unique au monde.

Des compétences pédagogiques fortes, une très bonne connaissance des sciences de la physique du nucléaire et l'excellence en technologies numériques. Voici les ingrédients qui ont permis au List*, institut de CEA Tech, de contribuer à la création d'une formation unique au monde à base de réalité virtuelle et de simulation du fonctionnement d'un réacteur : EVOC (Enhanced Virtual Open Core) a été présenté fin juin 2018 au salon WNE (World Nuclear Exposition).

Cette plate-forme multi-modale permettra à l'INSTN de proposer une formation immersive grandeur nature dans le domaine nucléaire. Le nouveau simulateur cinétique du fonctionnement d'un réacteur intégré dans le pupitre de commande est couplé au simulateur multi-physique de réalité virtuelle du List, XDE, déjà utilisé pour de nombreux cas d'usages industriels. Ces technologies numériques permettent d'enrichir l'expérience virtuelle (modèle 3D) d'éléments tangibles réels (son, effets haptiques, objets dans la scène) pour une simulation réaliste des phénomènes physiques.

Gravité, toucher, lumière, mouvement de l'air et de l'eau : toutes les interactions des utilisateurs entre eux grâce à des dispositifs haptiques ou avec leur environnement sont calculées. Le logiciel restitue en temps réel dans le casque et sur les diverses interfaces du pupitre de commande du réacteur virtuel ces phénomènes physiques, malgré la multiplicité des objets et la complexité de la scène.

Cette prouesse technologique, dont peu de laboratoires au monde sont capables, ne nécessite qu'un minimum de capteurs et d'actionneurs dans l'environnement et sur les personnes. Elle ouvre la voie à des applications dans d'autres secteurs, tels que l'aéronautique ou le médical, les architectures matérielles et logicielles pouvant être aisément déclinées et adaptées à d'autres environnements.

*Depuis 2006, le List est labellisé Institut Carnot (Institut Carnot TN@UPSaclay).

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15 novembre 2018 | De la robotique industrielle à la cobotique

robotique cobotique cea list 250Tandis que la robotique industrielle a vocation à remplacer l'humain pour certaines tâches répétitives ou dangereuses, la cobotique conserve l'expertise de l'opérateur dont elle facilite le travail.

A l'origine, la robotique a été développée au List*, institut de CEA Tech, pour réaliser des tâches en environnement dangereux. Les premiers robots mis au point furent donc des robots de téléopération, essentiellement pour la filière nucléaire. Ils étaient composés de deux bras connectés, mécaniquement tout d'abord, puis par l'intermédiaire d'un ordinateur : on parle alors de téléopération à retour d'effort.

La recherche s'est poursuivie avec l'utilisation de ces technologies de robots contrôlés en effort dans un contexte industriel, donnant naissance au cobot. Ce dernier n'a pas vocation à remplacer l'humain, mais à interagir avec lui pour l'assister dans ses tâches (assistance au geste ou au port d'une charge).

Le développement de cobots fait appel à des compétences en mécanique, électronique, automatique, algorithmique et informatique. Les chercheurs du List ont breveté une technologie d'actionnement à vis à bille et câble à très faible frottement. Le laboratoire a mis au point des cobots sensibles en effort, précis et sûrs pour différents types d'applications : industrie du nucléaire, off-shore, travaux miniers, manufacturing ou santé.

Essaimée du List, la société Isybot a, quant à elle, réinventé des postes de travail comme le ponçage, le polissage ou le parachèvement grâce à des robots collaboratifs intuitifs, précis, légers et sûrs pour l'opérateur qu'ils assistent. Ce dernier les programme sans saisie informatique, en réalisant simplement la tâche qui leur est confiée : le robot mémorise alors le mouvement ainsi que l'effort à fournir. L'opérateur peut à tout moment rectifier ou modifier la tâche, restant ainsi le garant de sa qualité de réalisation.

*Depuis 2006, le List est labellisé Institut Carnot (Institut Carnot TN@UPSaclay).

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8 novembre 2018 | Des réseaux électriques toujours plus intelligents

reseaux electriques 250Dans le cadre de deux projets européens, une plate-forme distribuée de management de l'énergie a été développée. Elle permettra de coordonner la consommation des foyers à l'échelle d'un quartier.

Passer d’une gestion centralisée à une gestion décentralisée de l’énergie, c’est l’objectif des projets européens FUSE-IT et MAS2TERING. Des « agents », qui sont en fait des entités logicielles autonomes développées par le List*, institut de CEA Tech, sont implantés au niveau de chaque logement. Mais la vraie nouveauté réside dans le fait de faire communiquer ces agents de façon à ce qu’ils se coordonnent et optimisent les consommations énergétiques individuelle et globale.

Concrètement, les agents négocient (quand consommer ? quelle énergie utiliser ?) en tenant compte des préférences de confort, de la flexibilité et des contraintes des usagers. La décentralisation des prises de décisions permet en outre de protéger les données personnelles, deux agents pouvant parvenir à un accord sans se communiquer aucune information sensible. Cette nouveauté répond aux exigences des nouvelles réglementations de protection des données (RGPD), déjà mises en œuvre en France et plusieurs pays européens.

Testée sur une centaine d’habitations, cette approche décentralisée pourra être étendue à d’autres types de réseaux (thermique) et même à des systèmes où chaque équipement serait contrôlé par un agent. Quatre projets européens sont en cours dans cette perspective.

*Depuis 2006, le List est labellisé Institut Carnot (Institut Carnot TN@UPSaclay).

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22 octobre 2018 | Reconfigurer les composants programmables en toute simplicité

raw 250Une équipe du List*, institut de CEA Tech, a remporté la première place du concours RAW grâce à son logiciel de placement et routage intelligent d'architectures reconfigurables.

A l’occasion de ses 25 ans, le Reconfigurable Architectures Workshop (RAW) de la conférence IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium 2018 avait organisé un concours de « floorplanning ». Les concurrents devaient développer des algorithmes pour calculer le positionnement idéal de divers éléments sur des composants programmables de type FPGA. C’est l’équipe du List qui a remporté la première place du concours.

Tout l’enjeu était de trouver la solution minimisant la surface occupée par les blocs fonctionnels, et pour laquelle la longueur totale de connexion serait la plus réduite possible. L’outil proposé par le List est basé sur la technique d’optimisation par recuit simulé qui permet normalement au programme de ne pas rester coincé dans un optimum local. Mais pour assurer de fournir la meilleure solution possible, le List a développé l’approche « multistart » qui consiste à relancer les calculs avec plusieurs solutions initiales différentes afin de faire varier les résultats et de trouver la solution optimale ou de s’en approcher le plus possible.

L’outil, qui vérifie l’ensemble des contraintes imposées et même au-delà, a permis à l’équipe du List d’être la seule à obtenir une solution pour chacun des 30 cas soumis. La première place obtenue valorise le savoir-faire de l’Institut dans le domaine de la recherche opérationnelle et de l’optimisation combinatoire, en particulier pour l’automatisation de la conception de circuits électroniques.

*Depuis 2006, le List est labellisé Institut Carnot (Institut Carnot TN@UPSaclay).

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