Accueil des participants à partir de 13h jusqu’au milieu d’après-midi.

Thème principal :

Chairman : Cécile LECONTE & Michel LOURS

Thème principal :

Chairman : Stéphane LETOURNEUR & Michel LOURS

Thème principal :

Chairman : Emmanuel DECHANDOL & Julien SANCHEZ

Thème principal : .. + synthèse + bilan + prospectives RdE

Chairman : Gilles N’KAOUA

Accueil des participants à partir de 9h15 jusqu’a 9h30.

Accueil des participants à partir de 9h15 jusqu’a 9h30.

Accueil des participants à partir de 9h15 jusqu’a 9h30.

Dans le domaine de la mesure optique, les instruments basés sur l’interférométrie sont largement utilisés en sciences et dans l’industrie pour différentes applications comme la mesure de distance, de déplacement, de vibration ou encore de vitesse. L’interférométrie par Self-mixing fait référence à un phénomène apparaissant quand une faible partie d’un faisceau émis par un laser est réfléchie ou rétrodiffusée par une cible extérieure et revient dans la cavité laser, menant à une modulation de la puissance de sortie du laser.
La méthode d’interférométrie par self-mixing dans une diode laser peut être utilisée pour effectuer des mesures de vitesses dans des écoulements de fluides. L’optimisation de la forme du faisceau (permettant de focaliser la zone du fluide exploré), combiné à un traitement permettant d’extraire la fréquence Doppler maximale dans le spectre, permet d’obtenir une mesure de vitesse moyenne robuste.
Après une présentation du phénomène de self-mixing, nous détaillerons la mise en œuvre de telles diodes laser, l’électronique associée et la façon de récupérer l’information Doppler qui permet de remonter à la vitesse dans un écoulement.

Les capteurs, de façon générale sont les éléments clés de toute chaîne instrumentale de mesures puisqu’ils sont à l’origine de la détection du signal. Le capteur est avant tout adapté au phénomène physique étudié et doit donc répondre à des critères bien précis : précision, fiabilité, sensibilité, etc. Nous verrons les spécificités propres aux capteurs et en particulier à ceux utilisés en Résonance magnétique nucléaire(RMN).Les sondes de détection RMN biologique ou chimique sontdes capteurs qu’il faut particulièrement soigner car la quantité de signal disponible est extrêmement faible(qq microvolts).
Nous détaillerons les étapes importantes permettant la caractérisation de sondes RMN : Matching, tuning, homogénéité, sensibilité, perte, etc.
Nous débuterons par quelques généralités sur les capteurs et les spécificités d’une expérience RMN. Nous explorerons ensuite, à partir d’exemples simples, les notions théoriques et leur mise en pratique, nécessaires à la conception et à la réalisation de sondes RMN performantes dans nos laboratoires de recherche.

Le système international (SI) d’unités a récemment connu un changement majeur, acté à lors de la 26ème Conférence générale des poids et mesures en 2018. Le SI est maintenant complètement déterminé via des valeurs fixées de certaines constantes fondamentales, s’affranchissant finalement des artefacts qui le définissaient à l’origine. Toutefois, une nouvelle version du SI est à prévoir, pour prendre en compte les nouveaux étalons de fréquence optiques capable de réaliser la seconde avec une incertitude meilleure que les horloge césium qui réalisent la seconde du SI. La présentation exposera ces développements récents et futurs du SI.

Les horloges atomiques et leurs moyens de comparaison sont au cœur de la métrologie temps-fréquence. Le progrès dans ce domaine s’est accéléré au cours de la dernière décennie avec l’avènement des horloges optiques qui surpassent déjà d’un facteur 100 les horloges micro-onde. Dans cette présentation nous présenterons le contexte, les enjeux, et les outils utilisés dans ce domaine de la métrologie, en particulier dans le cadre de l’évaluation et de la comparaison des étalons optiques de fréquence.

La métrologie, souvent assimilée au seul art de faire des mesures au plus haut niveau d’exactitude, n’a cependant pas pour seule vocation de satisfaire les seuls besoins fondamentaux liés à la réalisation des unités et au maintien d’étalons primaires. Elle est, plus généralement, l’art de réaliser une expérimentation et d’analyser des résultats de mesure de manière adaptée et pertinente au regard des applications visées.
Ainsi, qu’il s’agisse d’expérimentations effectuées en environnement finement contrôlé ou sur le terrain, par définition, la “science de la mesure” concerne toutes personnes en lien avec des activités expérimentales.
L’objet de cette présentation est alors de proposer des rappels et une réflexion sur les différents aspects d’une chaîne de mesure. Du mesurande au capteur puis à l’instrumentation, pour aller au résultat de mesure ; quels sont les éléments à considérer pour optimiser un processus de mesure et exploiter les résultats de manière pertinente ? Ainsi, après un point sur les concepts fondamentaux liés à la mesure physique, seront rappelées les caractéristiques essentielles de capteurs et instruments à considérer lors de la conception et de la mise en oeuvre de systèmes de mesures. Enfin, cette présentation abordera les bases permettant d’établir un budget d’incertitudes sur un dispositif expérimental et de l’exploiter comme un outil essentiel pour l’analyse de processus et de résultats de mesures, relevant de préoccupations qui sortent largement d’un cadre purement métrologique.

L’Internet des objets (Internet of Things – IoT) sera présenté ici sous l’angle des nouveaux modes de communications sans fil à longue portée et très faible consommation. On replacera l’IoT dans le contexte global des communications de type “objets communicants” (IoT et autres solutions de connectivité sans fil entre objets) et on détaillera les particularités et avantages de ce genre de communications. On distinguera 2 catégories d’IoT (LPWAN et IoT cellulaire) et leurs principales différences (dont le fait que les bandes soient licenciées ou non). On présentera particulièrement LoRaWAN et sa couche physique (accès radio) ainsi que le TP qui a été monté à l’Université de Rennes 1 dans le Master EEA de l’ISTIC en utilisant des objets Pycom. La fin de la présentation abordera succinctement quelques résultats de recherche mettant en oeuvre des algorithmes d’apprentissage par renforcement (on expliquera que c’est de l’IA fiable et peu complexe à exécuter) pour que l’objet choisisse sa fréquence de transmission afin d’éviter les collisions avec les autres objets, ou des mauvaises conditions de propagation, ou même des attaques radio par déni de service.

Le but de cette intervention est de présenter la famille des SoC zynq et leur évolution vers les RFSoC. Xilinx a commercialisé en 2012 les premiers SoC Zynq. Combinant processeurs ARM et logique programmable, la Zynq peut être programmée sans système d’exploitation (OS), avec OS temps réel (FreeRTOS) ou sous Linux. La famille est très utilisée avec des cartes de développement populaires comme la RedPitaya. La loi de Moore aidant, la Zynq Ultrascale+ (MPSoC), évolution majeure de la Zynq est sortie en 2015 avec des cœurs ARM 64 bits et 32 bits plus rapides et de la logique programmable plus performante. Basée sur la Zynq UltraScale+, Xilinx a commercialisé en 2017 les premiers RFSoC qui sont des Zynq MPSoC munis d’ADC et de DAC fonctionnant entre 2 et 10 Gsps. Suivant les modèles, on peut trouver entre 4 ADC/DAC et 16 ADC/DAC associés à de nombreuses ressources de logique programmable. Le domaine d’application est, entre autres, les radars beam forming, la 5G et les systèmes d’acquisition rapides. Un exemple de système d’acquisition basé sur la carte ZCU111 sera détaillé.

Christophe RENARD – SUBATECH, Nantes

Afin d’accepter mille fois plus d’événements par seconde, une nouvelle électronique de lecture a été développée pour la partie Muon TRigger (MTR) de l’expérience ALICE au CERN.
Suite au remplacement de l’acquisition en mode déclenché par une acquisition en continu, le Muon TRigger devient le Muon IDentifier (MID). En diminuant le nombre de lignes nécessaires au transport des données entre les différents étages, l’utilisation de SerDes a permis d’augmenter le nombre de liens utilisables pour transporter en même temps les sorties d’un maximum de tâches traitées en parallèle. L’électronique de lecture du MID peut tenir un flux moyen de 1 MHz sur ses ~30000 voies, avec des pics à 40 MHz.

Le kit de développement Qt permet de développer des applications graphiques portables par simple recompilation du code source. L’API de base offre des composants d’interface graphique (widgets), d’accès aux données, de connexions réseaux, de gestion des fils d’exécution, d’analyse XML, etc.
Nous avons utilisé Qt pour développer deux radars aéroportés, intégrés sur le porteur de l’IETR, la plateforme PIMA. Pour cela, nous avons complété le kit de base par plusieurs API en C++ permettant de piloter: une centrale inertielle, une carte d’acquisition, un analyseur de réseau vectoriel, un module multi-fonction Analog Discovery. Tous ces systèmes sont pilotés et configurés par une interface graphique lancée soit sur une tablette durcie (Windows 10) soit sur un PC industriel (Linux/Fedora).
Après une vue d’ensemble hardware / software / processing du radar imageur PoSAR, l’exposé sera consacré à la présentation de Qt et à son utilisation dans nos radars.

Une expérience de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN)permet de remonter aux informations de proximité dans l’espacedes atomes d’une molécule en vue de sa caractérisation. Le signal en RMN (liquide ou solide) est très faible (moins du microvolt la plupart du temps) et la détection du signal est critique. L’instrumentation RMN utilise alors tous les moyens et techniques particulières afin d’optimiser le rapport signal sur bruit. Cela concerne l’échantillon, le capteur (sonde), les chaînes électronique d’excitation et de réception, les techniques d’excitation et d’acquisitions, le traitement du signal… Dynamique, sélectivité, sensibilité du signal, entre autres,sont des paramètres toujours poussés aux limites. Nous passerons en revue les points fondamentaux mis en applications en instrumentation RMN afin d’atteindre ces objectifs.

Le CEM est souvent traitée lors de la conception des équipements, mais elle reste encore trop peu maîtrisée dans les installations. Pourtant, l’écart entre une équipement optimisé en CEM par rapport à un équipement standard est de l’ordre d’un facteur 10 alors qu’il peut atteindre un facteur 100 entre une installation maitrisée et une installation standard.

Après avoir rappelé les règles générales d’installation, cette présentation décrira les méthodes de protection des liaisons filaires aussi bien en basse fréquence qu’en haute fréquence. Des méthodes de caractérisation des câbles seront également proposées.

La présentation des phénomènes sera accompagnée par des démonstrations pratiques qui permettront de visualiser directement les notions exposées.
– Introduction
– Réseaux de masse
– Protection BF
– Filtrage des perturbations HF
– Câbles blindés

Après une brève introduction sur l’infrastructure de recherche RESIF, la station sismologique type sera présentée dans son environnement. Cela inclus, les capteurs scientifiques, les numériseurs, le conditionnement et la transmission des données. Pour avoir une continuité de service forte, une infrastructure dotée de fonctionnalités télé-surveillance et télé-opération avec une supervision locale et distante a été développée. Dans ce contexte, nous aborderons les contraintes liées à la “mesure” sur le terrain (l’énergie, la communication) et la stratégie associée qui a été privilégier. La gestion et de contrôle des sous-système vitaux pour le fonctionnement et l’analyse d’état de la station seront présentés aussi bien d’un point de vue « hardware » au travers son automate que « software » à travers son Interface Homme Machine.

L’acquisition de données est au cœur même de nos métiers, de même que le partage de connaissance. Mais le parcours de l’information est souvent long et périlleux et comment faire pour conserver et diffuser les éléments essentiels ? Entre l’expérimentateur et l’informaticien, on se pose souvent les questions suivantes : comment mettre à disposition les mesures ou paramètres physiques recueillies dans un format universel, quel est l’historique à conserver à minima, les méthodes pour qualifier les données, etc …

Le plan national pour la science ouverte prône pour que les données produites par la recherche publique française soient progressivement structurées en conformité avec les principes FAIR (Facile à trouver, Accessible, Interopérable, Réutilisable), préservées et ouvertes dans la mesure du possible. La mission pour les initiatives transverses interdisciplinaires et les réseaux métiers nous proposent dans ce sens un guide de bonnes pratiques pour les données de la recherche (https://mi-gt-donnees.pages.math.unistra.fr/guide/00-introduction.html).

Dans cette présentation, on présentera le flux de données depuis les premières étapes de calibration de l’instrument, d’acquisition, de traitement de données, jusqu’à la mise en forme des mesures dans un standard interopérable, ainsi que leur diffusion en prenant l’exemple de données des radars océanographiques. Cet exemple illustrera le cycle de vie des données, et les étapes de réflexion pour la conservation et la reproductibilité de la mesure.