L'équipe est constituée d’enseignants chercheurs en automatique, dont le domaine de recherche est centré sur la modélisation, l’optimisation et la commande des systèmes continus. Cette équipe est bien insérée dans la communauté scientifique et reconnue pour ses compétences par les industriels français et européens.

Un thème et deux axes

L’activité de recherche de l’équipe est orientée vers l’étude et la conception de méthodes et systèmes de commande destinés à des applications industrielles. Les problèmes auxquels sont confrontées les industries aéronautique, spatiale, mécanique, électronique de puissance ou du secteur automobile par exemple, sont caractérisés par des phénomènes dynamiques complexes, des incertitudes de modélisation, une demande en performance sans cesse accrue et la prise en compte de contraintes. Un des aspects de la recherche concerne donc l’adaptation et l’amélioration de lois de commande récentes et représentant l’état de l’art de l’automatique, mais aussi l’émergence de nouvelles méthodologies de mise en œuvre, permettant de traiter efficacement ces différents aspects.

La recherche se fait depuis 2010 au sein de l’équipe de recherche E3S (Supélec Sciences des Systèmes), équipe d'accueil EA4454 du Ministère de l'Education Nationale de la Recherche et de la Technologie (MENRT). Les travaux s’inscrivent dans la continuité et portent sur deux axes regroupés en un thème unique SyDICO (Systèmes Dynamiques Incertains, Commande et Optimisation) :

· Méthodes : Commande, Identification et Optimisation ;

· Applications : Systèmes Complexes Incertains.

avec pour lignes de force : la modélisation de systèmes complexes, issus du milieu industriel, du secteur automobile, des biotechnologies, la robustification ou la retouche de correcteurs, face à une demande industrielle forte et la prise en compte de contraintes, problème sur lequel l’équipe a obtenu des résultats prometteurs

Actions en cours

En les regroupant selon les deux thématiques, il est possible de noter :

Méthodes : Commande, Identification et Optimisation

La poursuite des actions existantes et l’émergence de nouvelles avancées méthodologiques et théoriques s'effectuent dans trois directions, très souvent via des collaborations industrielles, académiques ou internationales :

·  Commande robuste et robustification : des méthodologies spécifiques adaptées à différentes classes de systèmes – non-linéaires, hybrides, à retard, à structure flexible, soumis à des contraintes et des incertitudes bornées – ont été développées ou approfondies. Des approches de commande prédictive sous contraintes et de commande prédictive distribuée et hiérarchisée ont ainsi été élaborées. L’application de la théorie des espaces invariants a permis quant à elle des avancées significatives à la fois pour la robustification de lois de commande et pour la détection et l’isolation de défauts, en collaboration pour ce dernier thème avec le centre CDSC (Complex Dynamic Systems and Control) de l’Université de Newcastle en Australie. L’utilisation de la commande par intervalles pour la synthèse de lois de commande robuste, thème abordé en collaboration avec le Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de l’Université de Séville, s’est avérée très prometteuse. De nouvelles solutions en termes d’analyse de robustesse et de commande robuste sont également recherchées, afin de répondre en particulier à la problématique des boules gyrostabilisées de viseurs, dans le cadre d’une collaboration industrielle.

·  Identification de systèmes : les techniques précédentes de commande robuste concernant égale-ment les systèmes LPV (linéaires à paramètres variant), les recherches dans ce domaine se sont orientées vers l’élaboration de stratégies d’identification de systèmes LPV, en particulier par la méthode des sous-espaces.

·    Optimisation pour l’Automatique : les travaux se sont poursuivis avec pour objectif de résoudre les problèmes d’optimisation associés aux stratégies avancées de l’Automatique et à la retouche de corrrecteurs, par réduction de modèle ou développement de métaheuristiques spécifiques. L’objectif est principalement de tenir compte des contraintes de performance et de structures, par exemple au niveau de la loi de commande

Applications : Systèmes Complexes Incertains

Cet axe a pour objectifs d’apporter aux industriels des réponses objectives, performantes et adaptées à leurs problèmes de modélisation, identification ou commande de systèmes complexes, dans des domaines très diversifiés et souvent dans le cadre de thèses Cifre. On note une pérennisation des actions dans les grands domaines suivants :

·  Mécatronique – Robotique, avec l’asservissement visuel 2D, en utilisant les moments d’images, d’un robot autonome pour la poursuite et l’évitement d’obstacles, la robustification hors-ligne de lois de commande, en collaboration avec le Lar (Laboratorio de Automação Integrada e Robotica) d’Unicamp, l’étude et la mise en œuvre du rodage sur un moyen flexible avec l’Ensam de Châlons et en collaboration industrielle, la commande prédictive pour la cobotique et la télé-opération directe dans le cadre de deux thèses en collaboration avec le Cea List et le L2s au sein de l’action Digitéo/Robotéo ;

·  Systèmes d’électronique de puissance, avec la mise en œuvre d’approches hybrides et de méthodes énergétiques par la passivité, en particulier pour l’étude et la commande de convertisseurs de puissance, en partenariat avec le Département Energie et le laboratoire Ampère de Lyon ;

·  Biotechnologies, avec une poursuite des travaux initiés sur les microalgues, portant sur l’estimation et la commande robustes de culture de microalgues pour la valorisation biologique du CO2 en collaboration avec le LGPM de l'Ecole Centrale Paris et la Faculté Polytechnique de Mons d’une part, et dans le cadre du PEPS (Projets Exploratoires Pluridisciplinaires) Estimbio avec le L2S et l'Ecole Centrale Paris d’autre part.

·  Energétique, avec le Département Energie pour la conception d’algorithmes d’optimisation dans le cadre du projet €nergie2 ou la commande et la stabilisation des systèmes VSC–HVDC, la modélisation dynamique de piles à combustible pour le diagnostic et la surveillance avec le Lgep et une ouverture dans le domaine de la thermique du bâtiment dans le cadre de travaux sur les bâtiments basse consommation au sein de la chaire "Bâtir durable et innover" ;

·  Aéronautique et aérospatial, avec de nombreuses études en partenariat, notamment avec le Cnes, sur la commande de systèmes de propulsion pour petits satellites ou le pilotage de missiles et de lanceurs, sur le guidage coopératif de drones avec l’ONERA, sur la commande de viseurs dans le cadre d'une bourse Cifre et le démarrage de travaux sur l’analyse de robustesse pour les lanceurs avec l’Esa,  l’université de Stuttgart  et un partenaire industriel ;

·  Secteur automobile, avec des travaux de thèse en collaboration industrielle portant sur la commande de véhicule à direction et freinage découplés et la commande avancée pour l’optimisation du confort thermique d’un véhicule électrique.

Bilan et perspectives

Voici quelques éléments d’évaluation de cette politique contractuelle sur les cinq dernières années :

Huit brevets ont été déposés entre 2005 et 2010.

Entre 2005 et 2010, 21 thèses ont été préparées et soutenues, dont 10 en coopération avec l’industrie (8 dans le cadre de conventions CIFRE), auxquelles il faut ajouter 1 thèse en co-tutelle avec le Brésil.

Parmi les 27 thèses actuellement en préparation, 14 se déroulent en coopération avec l’industrie, dont 6 dans le cadre de conventions CIFRE, 7 devraient être soutenues début 2011.

Durant la période 2005-2010, le Département a réalisé plus de soixante contrats en partenariat avec une trentaine d’entreprises pour un montant global de plus de un million sept cents mille euros. Cette année, l’équipe a signé huit contrats d’étude industrielle (CEI).

Le Département réalise ainsi de manière pérenne, des études en partenariat avec des entreprises des secteurs aéronautique, spatial, agroalimentaire ou automobile. Cette activité contractuelle diversifiée offre à nos étudiants la possibilité d’une formation très ouverte dans le cadre de Conventions d’Etudes Industrielles, du Master Recherche ou de bourses CIFRE. Elle permet l’actualisation et l’illustration de l’enseignement, grâce à des expériences issues de secteurs industriels variés. Cette politique partenariale a également des répercussions bénéfiques sur les offres de stages de fin d’études, non seulement en termes quantitatif et qualitatif, mais aussi quant à leur diversité, avec une part croissante dans les domaines de l’automobile et de l’aéronautique.

Partenariats et collaborations internationales

Le Département participe à de nombreuses instances et entretient de nombreux partenariats et coopérations, tant au niveau national qu’international, poursuivant une étroite collaboration avec ces équipes, donnant lieu à des publications communes, voire des co-directions de thèses.

·  Collaborations internes, avec l’équipe ASH de Rennes, notamment dans le cadre du projet européen HD-MPC et de la chaire "Batir durable et innover";

·  Quatre codirections de thèses avec l’équipe du Département Energie par le biais du projet d’optimisation technico-économique soutenu par la Fondation Supélec et de bourses CIFRE ;

· Coopération avec l’équipe du Département Signaux et Systèmes Electroniques, avec une participation au projet européen  Isi-padas ;

·  Relations avec le L2s, marquées par le co-encadrement de cinq thèses, dont une sur la commande prédictive de systèmes à retard, financée par la Fondation Supélec, une en collaboration avec le Cea List dans le cadre de l’action Digitéo/Robotéo, une troisième sur le contrôle actif de vibrations financée par le programme Noveo de Digitéo et une récente sur la commande coopérative, financée par la Fondation Eads ;

·  Coopérations au niveau national, par des co-encadrements de thèses avec l’Onera, Centrale Paris, le Lurpa, le laboratoire AMPERE et l’Inra, la participation aux projets Perseus du Cnes et EolHy financé par l’ANR sur l’utilisation d’énergies renouvelables couplées à un stockage d’hydrogène et à une pile à combustible ;

·  Collaborations internationales, avec des co-encadrements de thèses avec l’Université Catholique de Louvain, Belgique et l’Université de Séville, Espagne, LAR, Unicamp, Brésil, des séjours sabbatiques au NTU à Trondheim en Norvège et au CDSC (Complex Dynamic Systems and Control) de l’Université de Newcastle en Australie ;

·  Participation en 2010 à deux programmes «Van Gogh» avec les Pays-Bas et «Brancusi» avec la Roumanie ;

·  Participation aux groupes de travail Mosar ; SDH ; Cpnl du GdR MACS du Cnrs, dont l’un des membres de l’équipe assure l’animation depuis 2008 ;

·  Participation aux travaux du Comité Scientifique «Machines» du Cirp et en tant que Secretary General Treasurer de cette organisation ;

·  Présidence du groupe TC7 «Aerospace» de l’IFAC, et Associate Editor du journal Control Engineering Practice de l’IFAC*.