Laboratoire Franco-Mexicain d'Informatique et d'Automatique (LAFMIA) - UMI 3175

Dans le cas d’une coopération scientifique bilatérale comme celle développée entre la France et le Mexique, l’Unité Mixte Internationale (UMI) apparaît comme une réponse adaptée à un besoin de mise en réseau d’un ensemble de partenaires : universités, laboratoires, industriels… Il s’agit d’une structure opérationnelle de recherche et de formation, composée de chercheurs, enseignants-chercheurs, étudiants, postdoctorants, et dont le fonctionnement est comparable à celui d’une Unité Mixte de Recherche (UMR) en France.

1ère unité mixte internationale franco-mexicaine

L'Unité Mixte Internationale (UMI) LAFMIA (Laboratoire Franco Mexicain d'Informatique et d'Automatique) a été créé en 2008 suite à la fusion de deux laboratoires Internationaux Associés (LIA), le LAFMAA (Automatique) et le LAFMI (Informatique).

Le LAFMI est l'aboutissement d'une longue tradition de coopération entre la France et le Mexique dans le domaine des sciences et technologies de l'information et de la communication. Les thèmes qui y sont abordés concernent le traitement de l'image, la robotique et la communication, la bio-informatique, les bases de données et réseaux... Le LAFMAA est quant à lui le fruit d'une coopération remontant au début des années 60. Les recherches qui y sont menées trouvent des applications dans les domaines de la mécanique, des transports, de l'énergie et de l'environnement, à travers la distribution en eau et l'agriculture.

L'UMI est rattachée à l'institut INS2I (Institut des sciences de l'information et de leurs interactions) du CNRS, au CINVESTAV (Centre de Recherche et d'Etudes Avancées de l'Institut Polytechnique National) et au CONACYT.

› 3 universités sont associées et coordonnent l'unité :

  • l'UTC

Le LAFMIA est hébergé au sein du CINVESTAV à Mexico et dispose également de locaux au sein de l'Université de las Americas à Puebla.

Les chercheurs du LAFMIA sont fortement impliqués dans les projets nationaux en France et au Mexique, ainsi que dans des projets internationaux. Ils contribuent à la définition de solutions de portée générale et adaptables qui peuvent être exploitées dans des contextes industriels importants au Mexique et en France.

Grâce à la forte interaction entre les entreprises, les centres de recherche et les universités, le LAFMIA permet d'enrichir les relations franco-mexicaine dans les domaines d'intérêt pour la communauté française et européenne, en contribuant activement à tout ce qui concerne l'innovation et le développement industriel.

Les membres du LAFMIA participent également à des programmes de Master et de Doctorat, à la fois au Mexique et en France. Ils contribuent enfin à la formation d'étudiants qui effectuent souvent leurs travaux en en co-tutelle par des professeurs et chercheurs appartenant à des universités françaises et mexicaines.

Thèmes de Recherche

Les travaux de recherche de l'UMI sont centrés sur l'informatique et l'automatique, et plus particulièrement sur la robotique. Le laboratoire travaille principalement sur les drones et les sous-marins miniatures, ainsi que sur les exosquelettes, soit pour augmenter la force d'un membre, soit pour combler une déficience motrice d'une personne.

Sur ces thématiques, l'unité de recherche collabore également avec le Laboratoire d'Informatique Robotique Microélectronique de Montpellier (LIRMM) et l'École nationale supérieure de techniques avancées - Bretagne.

Drones

Le nombre de demandes de drones a été en constante augmentation dans la dernière décennie. Ils sont utilisés pour des applications militaires, mais aussi des applications civiles comme la surveillance aérienne de la circulation sur routes, le soutien aux opérations de recherche et de sauvetage, l'intervention dans des environnements hostiles...

Ces applications nécessitent des robots ou des drones, qui se doivent d'être non dangereux pour les personnes autour d'eux, fiables et avec la capacité de naviguer de manière autonome dans une trajectoire prescrite. Pour des raisons de sécurité, le poids total de l'UAV doit être aussi faible que possible. La réalisation de cet objectif nécessite des innovations technologiques et scientifiques. La plupart des drones développés jusqu'à présent peuvent être classés en 2 catégories :

  • aéronefs à voilure fixe (avions)
  • aéronefs à voilure tournante ou giravions (hélicoptères)

Les aéronefs à voilure tournante, de type hélicoptères, ont des avantages distincts par rapport aux aéronefs à voilure fixe classique et sont utilisables pour des tâches de surveillance et d'inspection, car ils peuvent décoller et atterrir dans un espace limité et peuvent facilement planer au dessus des objectifs. En outre, les hélicoptères ont l'avantage d'une maniabilité supérieure. Malheureusement, cela rend les hélicoptères très difficile à contrôler, ce qui nécessite des capteurs sophistiqués et de calcul rapide à bord.

La conception des véhicules aériens sans pilote implique l'intégration de différentes étapes telles que la conception, le choix des capteurs et contrôleurs en développement. Ces mesures ne peuvent pas être traitées séparément.

L'équipe en charge des drones développe une approche qui couvre à la fois la recherche fondamentale ainsi que le développement de la plate-forme expérimentale basée sur le rotor de petits hélicoptères. Cette équipe a conçu et construit plusieurs configurations telles que des mono-rotors, birotors, trirotors, quadrirotors ainsi que des prototypes préliminaires de VTOL (Vertical Take-Off et l'atterrissage des avions) convertibles. Des stratégies de contrôle non linéaires pour la stabilisation de ces systèmes ont été proposées, en tenant compte des contraintes des actionneurs.

Un effort important a également été consacré au développement de plates-formes de drones expérimentaux. Divers véhicules ont été conçus en utilisant des algorithmes de contrôle de bord en temps réel. Cette équipe travaille également sur l'utilisation de la vision pour la réalisation des tâches de navigation comme le vol stationnaire, l'atterrissage vertical et l'évitement d'obstacles.

Véhicules Autonomes Aquatiques

Aujourd'hui, le changement climatique et la dégradation de la glace des pôles par exemple, a exposé la nécessité d'étudier la température de l'océan et les effets de la pollution en mer. Autant d'enjeux qui suscitent l'intérêt de la communauté scientifique à prendre des mesures et à développer des véhicules autonomes, bénéficiant d'une meilleure technologie des systèmes informatiques et d'une puissance décuplée des capteurs.

De nombreuses applications sont possibles, en commençant par l'étude des fonds marins, que nous connaissons encore trop peu, avec par exemple l'exploration de zones dangereuses. Les industriels sont également très investis dans ces technologies qui leur permettent par exemple une meilleure exploitation des puits de pétrole, ou encore de trouver du manganèse, comme sur les rives d'Hawaii. Ces véhicules peuvent en outre servir à l'inspection de canalisations, à la surveillance des réseaux d'électricité ou à la recherche d'éventuels polluants. En raison de sa géographie, entouré de deux océans et parsemé de rivières, le Mexique est donc un pays ayant un grand potentiel pour développer ce type de véhicules.

En collaboration avec le CINVESTAV-IPN, les chercheurs et les étudiants se sont également mobilisés autour d'un projet de mini sous-marin. Les efforts ont notamment porté sur les capteurs d'inertie, la vision et le système d'auto-localisation comme le sonar. Disposant d'un système de contrôle embarqué, le sous-marin permet en outre différentes poussées selon les besoins.

Exosquelette

Un exosquelette est un dispositif mécanique actif, anthropomorphique car "porté" par un opérateur et travaillant de concert avec ses mouvements. En général, le terme "exosquelette" est utilisé pour décrire un dispositif qui augmente le rendement d'un porteur valide. Le terme "prothèse active" est également employé pour décrire un dispositif servant à renforcer les capacités d'une personne souffrant d'une pathologie de la jambe.

L'objectif du projet est de concevoir et fabriquer un exosquelette avec une meilleure autonomie, trouvant ses applications dans l'industrie, les hôpitaux et les laboratoires pour la manipulation d'objets lourds par exemple.

Systèmes ambiants et Gestion des Ressources Multi-échelles

L'équipe "Systèmes pervasifs et Gestion des Ressources Multi-échelles" étudie les problèmes liés à l'intégration de données hétérogènes, les systèmes distribués en utilisant la technologie de gestion des données (médiation, indexation, langages de requêtes, modèles spatio-temporels), les architectures et services middleware d'intégration sur :

  • les appareils mobiles de petite taille (PDA, téléphones cellulaires...)
  • les grilles de serveurs distribués autour de la planète (Web, clusters de calcul...)
  • la gestion des espaces de données
  • l'informatique en nuage

› Les recherches portent notamment sur :

  • l'efficacité continue de l'exploitation des données
  • les services à base de middleware, adaptables à des contextes multi-échelles (nomade, continue, grille, nuage, embarqué).

L'équipe a coordonné plusieurs projets franco-mexicains autour de la gestion des données pour les services embarqués de véhicules. En outre, l'équipe a proposé une extension du langage OQLiST pour l'accès et l'agrégation des données multimédias sur le Web et travaille actuellement sur l'utilisation des connaissances incomplètes pour l'intégration de ces données dans des espaces virtuels.

Contact

Directeur du LAFMIA
Rogelio Lozano
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La Recherche à l'UTC

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