Projets de recherche

Les systèmes de production reconfigurables (en anglais Reconfigurable Manufacturing Systems, RMS) sont donc des systèmes de production conçus pour pouvoir s’adapter aux changements de demande. Leur flexibilité peut également permettre de concevoir des systèmes de production durables.

TRANSFEE concerne l’acquisition d’équipements de pointe positionnés sur les grands enjeux de l’industrie de demain dans les domaines des transitions environnementales, énergétiques, et alimentaires. En renforçant les plateformes et plateaux techniques du GEPEA et en positionnant ces équipements sur un objectif commun porté par les 2 différentes tutelles du GEPEA (Nantes Université, IMT-Atlantique, ONIRIS, CNRS), TRANSFEE vise à accroitre l’excellence scientifique tout en apportant des solutions concrètes sur plusieurs thématiques-clés que sont la gestion sobre et optimisées des (bio)ressources, la préservation de la qualité de l’environnement (air-eaux), la covalorisation matière-énergie de résidus ou déchets industriels, et l’exploitation de ressources marines et en particulier microalgues. Le projet TRANSFEE vient également consolider la relation recherche formation par mutualisation aux formations de tous niveaux (ex : BUT, Ecole d’Ingénieurs, Master Internationaux, formation continue).

Le projet ProPruNN vise à utiliser l'élagage structuré dans une méthodologie de co-conception matériel-algorithme pour améliorer la mise en œuvre matérielle des réseaux neuronaux convolutifs (CNN). La première hypothèse du projet est que la conception d'architectures matérielles tirant parti de l'élagage structuré permet d'obtenir des gains significatifs en termes de latence, de débit et de consommation. Cependant, cela peut être compliqué dans les réseaux plus complexes comme les ResNets et les DenseNets, qui nécessitent des réarrangements après la suppression des filtres. La deuxième hypothèse est qu'il est possible de prédire les performances des réseaux élagués en termes de précision et de métriques de puissance, de débit et de latence. Le but du projet ProPruNN est de vérifier ces deux hypothèses, et de mettre en place un pipeline de conception conjointe permettant de générer des paires d’architectures matérielles et de réseaux neuronaux à très faible latence ou à très faible consommation énergétique en maintenant des précisions proches de l’état de l’art.

Vidéosurveillance « intelligente », reconnaissance faciale, cartographie prédictive, etc. sont autant de dispositifs venant renouveler l’action policière. Ils sont censés construire des « villes sûres » / « safe cities » grâce aux apports de l’intelligence artificielle (IA). Trois grands questionnements articulent la recherche :

1) En suivant l’hypothèse d’une « scientifisation » du savoir policier, on se demandera comment les procédés algorithmiques changent les modes de connaissance et de représentation des phénomènes de délinquances : passe-t-on d’une police de l’information au « big data policing » ?

2) Ces outils entraînent-ils les politiques de sécurité publique vers de l’action prédictive ou sont-ils avant tout des outils de rationalisation de l’activité policière (en fournissant à la hiérarchie policière des indicateurs plus précis sur l’action des policiers de terrain) ?

3) Il s’agit enfin d’analyser comment la mise en débat des outils d’IA à des fins de sécurité urbaine – soulevant de forts enjeux de libertés publiques et de protection des données personnelles – pousse les chercheurs et développeurs informatiques à intégrer des questions politiques et sociales dans leurs productions scientifiques et techniques.

Le projet HOPES financé par l’ANR 2021 à hauteur de 270 KE est porté par une jeune chercheuse RESTREPO RUIZ Maria-Isabel et porte sur la planification d’horaires de travail et de tournées des employés sur un horizon de plusieurs périodes pour les services à domicile. HOPES proposera des outils d'aide à la décision innovants pour résoudre ces problèmes complexes en tenant compte des règles de travail, des préférences individuelles et de différentes sources d'incertitude. Pour cela, nous nous baserons sur la formulation et la conception de nouvelles approches d'optimisation intégrant des techniques tirées de la science des données et de l'optimisation déterministe et stochastique. Au lieu de proposer une méthode qui ne fonctionne que pour une application spécifique, HOPES vise à proposer un cadre général qui peut être étendu pour résoudre différentes variantes du problème. Les outils d'aide à la décision développés devraient améliorer la qualité de service pour les utilisateurs, le bien-être des employés et améliorer la planification et l'exécution des opérations des services à domicile.

À Nantes, les chercheurs du laboratoire Subatech ont imaginé que l’on pouvait améliorer l’imagerie médicale grâce à une nouvelle technologie basée sur l’utilisation de xénon liquide. Baptisé Xemis et initié il y a une dizaine d’années, leur projet focus, dans un premier temps, sur l’imagerie à trois photons : une nouvelle méthode d’imagerie à même d’amplifier la qualité des images fonctionnelles. Le projet XEMIS (XEnon Medical Imaging System), a permis de développer une caméra pour l’imagerie médicale de petits mammifères, explique Dominique Thers de SUBATECH. L’invention a été brevetée. Elle repose sur la mesure des interactions Compton afin d’ouvrir la voie vers la reconstruction directe en 3D des bio-distribution de médicaments comportant des émetteurs radioactifs particuliers comme le Scandium-44. En parallèle, des développements instrumentaux menés à Subatech, des travaux de recherche sur de nouveaux radio-pharmaceutiques marqués avec du scandium-44 s’effectuent notamment au niveau local en collaboration avec les équipes du cyclotron ARRONAX, du CNRS, de Nantes Université, de l’INSERM et du CHU de Nantes. XEMIS abrite une panoplie complète d’innovations, tout ou presque n’existe nulle part autre part, nous sommes à la frontière entre les sciences et les techniques.

Le projet HYTREND adresse des problématiques liées au développement de technologies propres pour la  production de vecteurs gaz hydrogène et méthane, la capture et la conversion de CO2 dans les filières de stockage d’énergie, en particulier d’électricité renouvelable, dites power to X (X = gas, mobility, heat, grid, industry…). Outre l’intérêt porté aux briques technologiques, les interactions des procédés avec les différents réseaux d’énergie (chaleur, gaz, électricité), ainsi que les infrastructures souterraines de stockage des gaz produits sont également considérés. En complément, le périmètre du projet s’étend aux dimensions sociétales, économiques  et écologiques. Il intègre ainsi l’établissement de diagnostics portant sur la perception des enjeux liés au développement de ces technologies et des débats qu’il suscite au sein de la société. Il prend en compte l’impact de ces nouvelles filières sur les activités industrielles à l’échelle d’un territoire, ainsi que l’analyse de risques et de cycles de vie des procédés.

Le projet WAVEINCORE vise à développer de nouvelles technologies de désorption pour la régénération thermique des solvants enrichis en CO2, aujourd'hui considérés comme des solvants de référence ou prometteurs vis-à-vis  de la capture du CO2. Ces technologies sont basées sur le concept de régénération des solvants usés par irradiation micro-ondes (MO). Les technologies de désorption MO à développer ont le potentiel de réduire drastiquement les consommations d'énergie et les pertes de solvants en travaillant à des températures inférieures à 100°C, avec l'utilisation éventuelle d'électricité renouvelable. La réduction drastique des besoins en eau pour opérer le procédé de désorption du CO2, ainsi que la réduction de la taille des contacteurs devraient apporter d'importants avantages supplémentaires.

Nos océans représentent une source vitale de ressources. En dépit d’avancées très significatives, les systèmes de surveillance océanique ne fournissent encore que des réponses partielles aux enjeux posés par le changement climatique. Les scientifiques s’accordent sur le fait que les océans requièrent un système d’observation coordonné à l’échelle internationale. Le projet EuroSea, financé par l’UE, entend coordonner un large éventail d’acteurs européens vers des systèmes nationaux intégrant un système d’observation international. Ce projet fera évoluer un système qui recueillera des données d’information essentielles sur les océans pour la croissance bleue et la gestion durable des océans. Il fera progresser les niveaux de maturité technologique (TRL) des composants cruciaux requis pour les systèmes d’observation des océans et améliorera la coordination internationale de la surveillance océanique pour garantir la santé des océans et une utilisation optimale des ressources.

SLICES est une initiative unique en sciences du numérique. Elle vise à fournir un instrument scientifique à grande échelle pour soutenir les activités de recherche abordant les problématiques autour de la  conception et la gestion des infrastructures numériques. SLICES est entré dans la feuille de route ESFRI fin 2021, passant avec succès de la phase de conception à la phase de préparation. Plus important encore, la communauté dynamique SLICES se développe, suscitant un intérêt et un soutien croissants de la part des principaux acteurs de la recherche et de l'industrie. SLICES-PP ("phase préparatoire") aborde toutes les questions clés concernant les problèmes juridiques, financiers et techniques menant à la mise en place de la nouvelle infrastructure de recherche SLICES et garantissant l'engagement des États membres/pays associés à son fonctionnement à long terme et à son utilisation dans tous les domaines de la science.

Le projet vise à développer des stratégies rentables de surveillance des eaux souterraines, des technologies de prévention et de réduction de la pollution, ainsi qu'un système d'alerte précoce.