Grenoble | images | parole | signal | automatique | laboratoire

un an avec GIPSA-lab2012

Organigramme

Equipe GAMA

Gestes phonatoires, analyse et modélisation

acoustique

Equipe SLD

Systèmes linguistiques et dialectologie

Equipe MAGIC

Machines parlantes, Gestes oro-faciaux,

Interaction face-à-face, Communication augmentée

Equipe PCMD

Parole Cerveau Multimodalité

Développement

Equipe AGPIG

Architecture Géométrie Perception Images Gestes

Equipe CICS

Communication and Information in Complex

System

Equipe SYGMAPHY

Signal Images Physique

Equipe SAIGA

Signal Automatique pour la surveillance, le diagnostic

et la biomécanique

Equipe SLR

Systèmes Linéaires et Robustesse

Equipe SYSCO

Systèmes non linéaires et complexité

Equipe NECS

Systèmes commandés en réseaux

DépartementPAROLE et COGNITION

DépartementSIGNAL - IMAGES

DépartementAUTOMATIQUE

Equipe VIBS

Vision and Brain Signal Processing

GIPSA-lab en chiffres

350 personnes150 chercheurs permanents150 doctorants40 ingénieurs et techniciens

3 départements12 équipes de recherche

3,8 millions d’euros de budget annuel 20120,8 million d’euros en dotations récurrentes2,1 millions d’euros en programmes nationaux et internationaux0,9 million d’euros en contrats industriels

1000 m2 de plates-formes expérimentales

© Février 2013 - Service communication GIPSA-lab Crédits photos : GIPSA-lab sauf mention particulière

Il me fait plaisir de présenter la brochure des Faits marquants 2012 de GIPSA-Lab. C’est l’occasion de faire le point sur plu-sieurs événements d’importance qui se sont déroulés. Cela per-met à la fois de prendre conscience de l’ensemble des activités et des résultats qui se déroulent dans notre grand laboratoire, de féliciter et remercier les acteurs, mais également de partager ensemble, comme membres du laboratoire, l’ensemble de cette culture collective. Mettre en exergue des faits marquants a pour objectif en effet de communiquer globalement, à destination de l’ensemble des partenaires qui s’intéressent à nous, et pour ces partenaires de mémoriser quelques-unes des « histoires » qui font la science de GIPSA-Lab. Nous pourrons chaque année rédi-ger cette brochure, et naturellement faire évoluer son contenu.

Comme vous pourrez le voir dans cette brochure, des distinc-tions ont été obtenues à différents niveaux, nationaux et interna-tionaux, par des chercheurs, des ingénieurs, des doctorants. Un article dans Nature et deux articles dans les Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America PNAS ont été mis à l’honneur. L’année 2012 a également vu la mise en œuvre d’opérations scientifiques dans le cadre des investis-sements d’avenir, dans lequel GIPSA-Lab est un partenaire actif.Deux opérations de transfert sont illustrées, autour de la détec-tion des fuites d’eau dans des digues en terre par traitement des signaux thermométriques et de l’observation et la commande de la dynamique de véhicules. Ces deux exemples de recherche ap-pliquée, dans le domaine de l’environnement et dans le domaine des transports, illustrent l’importance et l’intérêt également pour le laboratoire, au-delà des développements scientifiques et mé-thodologiques, de répondre à des enjeux sociétaux importants.

En 2012, nous avons également eu le plaisir d’accueillir 8 nou-veaux chercheurs et enseignants-chercheurs, et 3 nouveaux per-sonnels support, qui sont venus renforcer le laboratoire.GIPSA-Lab a cette visibilité, grâce à l’action de l’ensemble des acteurs du laboratoire, à l’ensemble des activités : la Recherche, l’Enseignement, l’ensemble des activités d’accompagnement de la recherche.

Jean-Marc THIRIET, directeur de GIPSA-lab

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NOUVEAUX ARRIVANTS

Hacheme AYASSO, maître de conférence UJF (Phitem), a rejoint l’équipe CICS. Après un diplôme d’ingénieur en systèmes électroniques de l’ISSAT à Damas, il a été assistant de recherche dans ce même institut et a ensuite obtenu son doctorat en traitement du signal et de l’image à l’Université de Paris-Sud en 2010 ; il rejoint l’Institut d’astrophysique spatiale (IAS) à Orsay en tant que post-doctorant, pour développer des méthodes de super-résolution pour la fabrication de cartes de ciel de l’observatoire spatial Herschel. Ses intérêts de recherche portent sur le développement des techniques d’inférence bayésienne pour les pro-blèmes inverses, la séparation de sources, la super-résolution, l’imagerie de diffraction, la tomographie X.

Pierre COMON, directeur de recherche CNRS, a rejoint l’équipe CICS. Il travaillait précédemment au laboratoire I3S de Sophia Antipolis. Ses thèmes de recherche ont longtemps porté sur les techniques aveugles (séparation de sources, égalisation ou identification de canal de commu-nication, interception…), sur les statistiques d’ordre élevé et sur le trai-tement d’antenne. Depuis plusieurs années, ses centres d’intérêt se sont infléchis vers les modèles multilinéaires (tenseurs), l’analyse de données, en lien avec des applications biomédicales et environnementales.

Laurent CONDAT, chargé de recherche CNRS, a rejoint l’équipe AGPiG. Il travaillait précédemment au laboratoire GREYC à Caen. Après une thèse au Laboratoire des Images et des Signaux, pour laquelle il a ob-tenu un prix de la meilleure thèse de Grenoble INP, il a passé deux ans comme post-doctorant à l’Université Technique de Munich. Ses thèmes de recherche portent sur l’échantillonnage et les problèmes inverses en signal et image.

Mauro DALLA MURA, maître de conférence Grenoble INP, a rejoint l’équipe Sigmaphy. Après des études en Ingénierie des Télécommunications à l’Università di Trento (Italie), il a obtenu son doctorat en 2011 en co-tutelle avec l’Università di Trento et l’University of Iceland (Islande). Il a ensuite travaillé comme chercheur au centre de recherches Fondazione Bruno Kessler, à Trente (Italie). Ses thèmes de recherche portent sur la télédétection optique à haute résolution spatiale et spectrale, le traite-ment du signal et des images.

Mirko FIACCHINI, chargé de recherche CNRS, a rejoint l’équipe SYSCO. Après des études à l’Université de Florence (Italie) et l’obtention d’un doctorat d’automatique à l’Université de Séville (Espagne), il a tra-vaillé aux laboratoires LAAS de Toulouse et CRAN de Nancy. Ses thèmes de recherche portent sur les méthodes géométriques pour la commande, les systèmes hybrides et non linéaires et la commande prédictive.

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José-Ernesto GOMEZ-BALDERAS, maître de conférence UJF (IUT), a rejoint l’équipe AGPiG. Après des études au Centre de recherches en Informatique de l’Institut national Polytechnique du Mexique, où il a, par ailleurs, été recruté comme enseignant, il a obtenu son doctorat en 2011 au laboratoire Heudiasyc de l’Université de Technologie de Compiègne. Ses thèmes de recherche portent sur la robotique mobile, la vision tri-dimensionnelle, la localisation, les processeurs graphiques (GPU) et les multicoeurs embarqués.

Nacim MESLEM, maître de conférence Grenoble INP (Ense3), a rejoint l’équipe SYSCO. En 2008, il a obtenu son diplôme de doctorat à l’uni-versité Paris-Est. Puis il a effectué un premier post-doctorat à l’INRA (Jouy-en-Josas) où il a travaillé sur la stabilité globale des systèmes non linéaires. De 2010 à 2012, il a été recruté à l’Ecole des Mines de Douai en qualité de post-doctorant au département Informatique et automa-tique. Ses thèmes de recherche portent essentiellement sur les Méthodes ensemblistes pour l’automatique, l’analyse des systèmes hybrides et la stabilité des systèmes non linéaires complexes.

Amélie ROCHET-CAPELLAN, chargée de recherche CNRS, a rejoint l’équipe MAGIC. Elle a obtenu une thèse en Sciences Cognitives en 2007, préparée à l’Institut de la communication parlée (Grenoble) et pour la-quelle elle a obtenu le prix de thèse 2008 de l’Association Francophone de la Communication Parlée. Elle a effectué un séjour post-doctoral au Motor Control Lab (McGill University) à Montreal avec David J. Ostry jusqu’en 2011, puis a été chercheur associé à la Zentrum für Allgemeine Sprachwissenschaft de Berlin en collaboration avec Susanne Fuchs et Pascal Perrier (Gipsa-lab).

Sonia NOGUEIRA, technicienne CNRS BAP J a rejoint le service Financier par mobilité interne.

Anton ANDREEV, ingénieur d’études CNRS BAP E a rejoint le service Plates-formes et projets par concours externe.

Gaftan HASAN, ingénieur d’études Grenoble INP BAP C a rejoint le service Plates-formes et projets par concours externe.

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DISTINCTIONS

Ingénieur de recherche CNRS dans l’équipe SigmaPhy, Michel GAY a reçu le Cristal du CNRS 2012 le 20 novembre des mains d’Alain FUCHS, président du CNRS. Cette distinction ré-compense ses travaux dans le domaine du traite-ment des images Radar à Synthèse d’Ouverture (RSO) appliqué à l’observation des glaciers.

Double distinction pour JocelYn chAnUSSoT, enseignant-cher-cheur à Grenoble INP et membre de l’équipe SigmaPhy. Il est éle-vé au grade de Fellow de la société IEEE pour ses contri-butions en fusion de données et en traitement d’images pour la télédétection ; il est également nommé membre junior de l’Institut Universitaire de France (IUF) pour une durée de 5 ans (2012-2017).

AlberTo VillA, JocelYn chAnUSSoT et chriSTiAn JUTTen, en collabora-tion avec Jon Atli Benediktsson de l’Université d’Islande ont reçu fin juillet à Munich le IEEE GRSS 2012 Transactions Prize Paper Award qui récompense un article sur l’imagerie hyperspec-trale paru en 2011 dans la revue IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing.

MAriAM AhMeD, doctorante 3e année dans l’équipe Sysco est l’une des trois lauréates du ICEM’2012 Jorma Luomi Student Forum Presentation Award de la conférence internationale ICEM’12 (Marseille, sept. 2012).

FAkhri TorkhAni, doctorant 2e an-née dans l’équipe AGPIG a reçu le Best Presentation Award dans la spécialité Computer Graphics à la conférence internationale ICCVG 2012 (Varsovie, sept. 2012).

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RESULTATS SCIENTIFIQUES

PreMière iMAGe D’Un Tore PlAT en 3D

Flat tori in three dimensional space and convex integration

Vincent Borrelli, Saïd JaBrane, FranciS lazaruS, BoriS thiBert

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

PNAS, avril 2012

De même qu’on ne peut pas mettre à plat un globe terrestre sans perturber les distances, les tores plats, objets mathématiques abs-traits, semblaient impossibles à visualiser dans notre espace. Pourtant, une équipe de chercheurs de Lyon et Grenoble (1), dont FrAnciS lAZArUS à Gipsa-lab, a réussi à construire et représenter visuellement une

image d’un tore plat dans l’espace à trois dimensions. Il s’agit d’une fractale lisse, à mi-chemin entre les fractales et les surfaces ordinaires. Dans les années 50, Nicolaas Kuiper et le prix Nobel John Nash ont démontré l’existence d’une représentation d’un tore plat, objet mathé-matique abstrait, sans pouvoir la visualiser. Depuis, la représentation de cette surface est restée un défi que des scientifiques lyonnais et grenoblois viennent de relever. En se basant sur la théorie de l’intégra-tion convexe mise au point par Mikhail Gromov dans les années 70, les chercheurs ont utilisé la technique de corrugations (oscillations). Cette technique mathématique, réputée abstraite, est utilisée dans la détermi-nation de solutions atypiques d’équations aux dérivées partielles. Pour la première fois, elle a permis aux scientifiques d’obtenir des images d’un tore plat dans l’espace à trois dimensions. A mi-chemin entre les fractales et les surfaces ordinaires, ces images sont celles d’une fractale lisse.Ces résultats ouvrent des perspectives inédites en mathématiques appli-quées, notamment pour la visualisation des solutions des équations dif-férentielles qu’on rencontre en physique ou en biologie. Les étonnantes propriétés des fractales lisses pourraient également jouer un rôle central dans l’analyse de la géométrie des formes.

(1) L’équipe réunit quatre chercheurs de l’Institut Camille Jordan (Lyon), de GIPSA-lab

(Grenoble) et du laboratoire Jean Kuntzmann (Grenoble).

Le résultat scienti-fique Les premières images d’un Tore plat en 3D, est à l’honneur dans le numéro de Janvier 2013 du magazine La Recherche. Ce résultat est pré-senté comme étant la 5e plus belle dé-couverte de l’année 2012 (La Recherche n°471 daté janvier 2013)

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DU MéThAne éMiS PAr leS AcTiViTéS hUMAineS DePUiS l’eMPire roMAin

Natural and anthropogenic variations in methane sources during the past two millennia

c.J. Sapart, G. Monteil, M. prokopiou, r.S.W. Van de Wal, J.o. kaplan, p. Sperlich, k.M. kruMhardt,

c. Van der Veen, S. houWelinG, M.c. krol, t. Blunier, t. SoWerS, p. Martinerie, e. Witrant,

d. dahl-JenSen and t. röckMann Nature, octobre 2012

Une étude portant sur l’analyse du méthane piégé dans des carottes de glace du Groenland et menée par des chercheurs issus de cinq pays, dont les Pays-Bas avec l’Institute for marine and atmospheric research Utrecht et la France avec le LGGE (Grenoble) et GIPSA-lab, montre que l’homme émet du méthane depuis l’antiquité, no-tamment via des feux de végétation. La mise en commun

des expertises du LGGE sur la physique de la neige et la composition de l’air et d’eMMAnUel WiTrAnT à GIPSA-lab sur le traitement des équations du transport de gaz en milieu hétérogène a permis de développer un nouveau modèle numérique très performant pour reconstruire l’histo-rique de nombreux gaz à l’état de trace dans l’atmosphère. Ce modèle numérique LGGE-GIPSA présente comme intérêt la possibilité d’exploiter les mesures de plusieurs gaz au lieu d’un seul pour calculer plus précisément la diffusivité des névés polaires. Il a permis de modéli-ser 11 sites, aussi bien au Groenland qu’en Antartique.L’automatique, apportée par Gipsa-lab, permet d’inclure l’effet « mé-moire » dans des méthodes « inverses ». Connaissant l’histoire atmos-phérique d’un gaz, les équations physiques permettent de calculer com-ment il a été transporté dans le névé. Le névé garde la « mémoire » des variations passées et la nature du transport peut évoluer dans le temps. Par exemple, la concentration en CO2 dans l’atmosphère a augmenté depuis un siècle. Le transport progressif du CO2 dans le névé entraîne une diminution du CO2 quand la profondeur dans le névé augmente (l’air est plus ancien). Les méthodes « inverses » permettent de « retourner le problème » : connaissant la concentration des gaz dans le névé (qu’on peut mesurer), ces méthodes « inverses » permettent de reconstruire l’histoire de leurs concentrations atmosphériques.Cette étude a ainsi permis de montrer que les feux de végétation liés à la déforestation ainsi qu’à l’utilisation du bois pour le chauffage et la métal-lurgie avaient diminué pendant le déclin de l’Empire romain et celui de la dynastie Han en Chine mais augmenté pendant l’expansion de la période médiévale. Concernant la tendance long terme des concentrations de méthane, les résultats suggèrent que les activités humaines sont respon-sables de 20 à 30 % des émissions totales de méthane par les feux de végétation entre un siècle avant Jésus Christ et le XVIe siècle, c’est-à-dire longtemps avant la révolution industrielle.

14 pays sont impliqués dans le projet de forage glaciaire NEEM (http://neem.dk/) au Groenland, projet soutenu en France par l’ANR (« Vulnérabilité Milieux Climat 2007 » coordonné par Valérie Masson-Delmotte (LSCE/IPSL)), le CEA, l’INSU-CNRS et l’IPEV. Le forage a atteint le socle rocheux, à 2 537 mètres de pro-fondeur, en juillet 2010.

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lA ProFonDe réorGAniSATion DeS réSeAUx cérébrAUx DAnS le coMA

Hubs of brain functional networks are radically reorganized in comatose patients.

S. achard, c. delan-Martin, p. e. VérteS, F. renard, M. Schenck, F. Schneider, c. heinrich, S. kreMer,

and edWard t. BullMore Proceedings of the National Academy of Sciences of the

United States of America PNAS, 2012.

Quels aspects de l’organisation des réseaux cérébraux sont en lien avec les fonctions spécifiques du cerveau humain, telles que la conscience ? Les chercheurs de cette étude, dont SoPhie AchArD à GIPSA-lab, ont souhaité répondre à cette question en analysant les réseaux cérébraux de patients cérébrolésés (non traumatisés) dans le coma, un état où la personne est considé-rée comme inconsciente. Ils ont employé une méthodologie ori-ginale, basée sur la théorie des graphes, des images construites à partir de données d’IRM fonctionnelle au repos et à l’aide de méthodes robustes de traitement statistique du signal. Des index d’efficacité locale et globale des réseaux cérébraux fonctionnels ont été obtenus chez 17 patients cérébrolésés, et chez 20 volon-taires sains. Les corrélations de 417 régions cérébrales ont été extraites afin de réaliser les graphes de connexions cérébrales à

partir des corrélations statistiquement significatives. Ils ont ainsi pu mettre en évidence chez les patients cérébrolésés (non traumatisés) dans le coma, une réorganisation des réseaux cérébraux. Les résultats montrent que la connectivité cérébrale globale est conservée chez les patients dans le coma en comparaison avec les volontaires sains. En analysant la connectivité au niveau local, l’étude a permis d’observer que certaines régions cérébrales fortement connectées (appelées « hubs ») chez les volontaires sains, sont plus faiblement connectées chez les patients dans le coma. Et inversement, des régions moins densément connectées du réseau chez le sujet sain de-viennent des « hubs » chez les patients dans le coma.La méthode des graphes de connectivité permet de résumer les don-nées acquises par l’IRMf en une seule image. Elle traduit l’efficacité des connexions d’une région par rapport à toutes les autres. Le regroupe-ment des régions les plus connectées entre elles, fait apparaître des modules (représentés chacun par une couleur différente). Patients et volontaires sains présentent tous deux des modules différents dans leur localisation spatiale qui traduisent les profondes altérations dans les connexions cérébrales. Selon une hypothèse en cours, les troubles de la conscience chez les patients en état de coma persistant seraient liés à des phénomènes de déconnexions entre certaines régions corticales, en particulier le précunéus. Les résultats de ces travaux vont dans ce sens : la topologie des connexions cérébrales a bien résisté d’un point de vue global au traumatisme en réorganisant les régions les plus connectées du réseau.

Cette étude a été menée par des chercheurs du GIPSA-lab (Sophie Achard, équipe CICS), de Grenoble Institut des neuros-ciences (GIN) et du Behavioural and Clinical Neuroscience Institute à Cambridge, en collabo-ration avec des cliniciens du CHU de Strasbourg.

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INVESTISSEMENTS D’AVENIR

eqUiPex roboTex réSeAU nATionAl De PlATeS-ForMeS

exPériMenTAleS De roboTiqUe

Equipement d’excellence financé dans le cadre des Investissements d’avenir, l’Equipex ROBOTEX offre aux cher-cheurs en robotique un environnement de travail scientifique

et technique de haut niveau favorisant les synergies entre les équipes de recherche du domaine et permettant d’engager le développement de nouvelles approches méthodologiques fondées sur des coopérations pluridisciplinaires. Il doit également favoriser les synergies entre la re-cherche publique et le monde industriel, économique et social.

ROBOTEX s’appuie sur 15 laboratoires de recherche français et il est structuré en 5 sous-réseaux thématiques.

Robotique de production (RobProd)Robotique mobile terrestre et aérienne (RobMob)Robotique médicale (RobMed)Micro-nano robotique (MicroRob)Robotique humanoïde et interactions naturelles (RHIN)

Coordinateur : CNRS Pr. M. de Mathelin demathelin@unistra.frhttp://equipex-robotex.fr

Laboratoires partenaires :

Institut Pascal/Clermont-FerrandLIRMM/Montpellier IRCCYN/NantesPprime/PoitiersGIPSA-Lab/GrenobleHEUDIASYC/CompiègneISIR/ParisISM/MarseilleI3S/NiceLAAS/ToulouseETIS/Cergy-PontoiseINRIA/RennesFEMTO-ST/BesançonLSIIT-ICube/StrasbourgTIMC-IMAG/Grenoble

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GiPSA-lAb PArTenAire De roboTex AU Sein De DeUx SoUS-réSeAUx

Robotique mobile terrestre et aérienne (RobMob)Le sous-réseau RobMob a pour ambition de favoriser le déploiement de robots fiables dans le cadre d’applications pour les véhicules de transport intelligents, la robotique tout-terrain ou encore les mini-drones (navigation autonome, dé-ploiement d’équipes de robots multiples, autonomie supervisée). Les domaines scientifiques sur lesquels ce réseau s’appui est large : mécatronique, ingénierie des systèmes, interactions homme/machine, traitement du signal, théorie du contrôle, théorie de la décision, planification et intelligence artificielle.

Laboratoires partenaires : GIPSA-Lab/Grenoble : département Automatique ; HEUDIASYC/Compiègne : équipes ASER, DI, RO ; ISIR/Paris : équipe SyRoCo ; ISM/Marseille : équipe Biorobotique ; I3S/Nice : équipe CONDOR ; LAAS/Toulouse : équipe RIS ; Institut Pascal/Clermont-Ferrand : équipe ISPR ; IRCCYN/Nantes

Au sein de ce réseau, GIPSA-lab a mis en place une plate-forme dédiée à la mesure de position et d’orientation 3D d’objets complexes et de petites tailles. Elle est complétée par un système de capteurs d’images à haute fréquence. Ces équipements permettront d’améliorer la conception de nouvelle génération de micro-drones et de les tester. Ils viennent également compléter l’équipement de l’ISM (Marseille) dédié aux drones de taille moyenne en intérieur et celui de l’Heudiasyc (Compiègne) visant les drones de plus grande taille en extérieur. A noter que cette nouvelle plate-forme apportera à d’autres recherches un nouvel environnement de travail, notamment dans le domaine de la capture ou la recon-naissance de mouvement.

Contact à GIPSA-lab : Nicolas MARCHAND - nicolas.marchand@gipsa-lab.fr

Robotique humanoïde et interactions naturelles (RHIN)Le sous-réseau RHIN est orienté sur la synthèse de comportements des robots anthropomorphes et les interactions naturelles entre les robots et les êtres hu-mains. Il propose des dispositifs expérimentaux pour la modélisation et l’analyse des fonctions sensori-motrices et cognitives nécessaires à la mise au point de robot humanoïdes autonomes et des interactions naturelles homme-robot.

Laboratoires partenaires : ETIS/Cergy-Pontoise : équipe Neurocybernétique, GIPSA-Lab/Grenoble : équipes MAGIC, AGPIG, SAIGA, ISIR/Paris : équipes

SyRoCo / AMAC / Interaction, IRCCYN/Nantes : équipes Robotique et Commande, INRIA/Rennes : équipe Lagadic, LAAS/Toulouse :

équipe Robotique, LIRMM/Montpellier : équipe IDH , Pprime/Poitiers : équipe/axe ROBIOSS

Les développements relatifs à l’apprentissage de la coor-dination motrice, les interactions verbales et non verbales ainsi que la perception multi-modale (vision, audition,

toucher) seront notamment expérimentés sur deux robots ICUB2 construit par l’Institut de technologie italien (Gènes),

dont un sera mis en oeuvre à GIPSA-lab. Grâce à un abondement de l’Univer-sité Joseph Fourier, le robot ICUB2 du GIPSA-lab sera doté d’une tête articulée (machoires, lèvres, sourcils) de manière à étudier l’impact du comportement socio-communicatif dans les tâches de co-manipulations d’objets par hommes et robots.

Contact à GIPSA-lab : Gérard BAILLY - gerard.bailly@gipsa-lab.fr

112012 un an avec gipsa-lab

TRANSFERT

DéTecTion DeS FUiTeS D’eAU DAnS DeS DiGUeS en Terre PAr TrAiTeMenT DeS SiGnAUx

TherMoMéTriqUeS

La mise au point de nouveaux outils de sur-veillance et de diagnostic des ouvrages de génie civil, comme les digues en terre, est une ques-tion essentielle dans la prévention des risques. Si la technologie fibre optique est déjà utilisée pour la surveillance, il n’existait en revanche pas la possibilité de la généraliser faute de méthode d’interprétation fiable pour la détection de fuite.

Les méthodes de traitement du signal ont permis d’apporter une réponse à ce verrou technologique.Les fuites et les infiltrations à travers une digue sont des indicateurs de destruction interne. Elles entraînent des variations de température du sol qu’il est possible de mesurer à travers une fibre optique enter-rée dans le pied de la digue par l’intermédiaire d’appareils de mesure de type DTS (Distributed Temperature Sensors). Ce système de mesure offre une solution économiquement efficace pour l’enregistrement de ces anomalies thermiques sur des grands linéaires comme les digues en terre. En revanche, elle génère un volume d’informations très complexes liées à l’interaction de plusieurs phénomènes physiques qu’il est diffi-cile de caractériser : la réponse du sol dans lequel la fibre optique est enterrée, les variations de températures journalières et saisonnières, l’in-fluence thermique de l’environnement géomécanique, les précipitations, les fuites, etc. Or ces fuites ne sont malheureusement pas distinguables des autres facteurs car elles sont complètement cachées (variations de l’ordre du dixième de degré Celsius) dans le signal de température enre-gistré (ayant des valeurs de plusieurs degrés Celsius).

Les méthodes mises au point reposent notamment sur l’utilisation de statistiques d’ordre supérieur (élimination des variations saisonnières et journalières, identification des instances de précipitations) et une combi-naison de techniques de séparation de sources (décomposition en valeur singulières (SVD) et analyse en composantes indépendantes (ICA)).Les validations et les tests effectués sur plusieurs sites ont montré le potentiel de cette technologie. Sur le site d’Ijkdijk (NL) par exemple, en janvier 2010, le détecteur mis au point indiquait la présence de fuites 5 jours avant la rupture de la digue alors que toutes les méthodes mises en place à ce jour par d’autres équipes internationales ne pouvaient donner qu’une détection à 2 jours de la rupture. Les spécialistes du domaine re-connaissent actuellement que cette métrologie associée aux algorithmes de traitement proposés ici constitue un détecteur extrêmement efficace et très prometteur.

Ce travail a fait l’objet de plusieurs publications en collaboration avec le CReSTIC (Université de Reims) et a reçu le prix de thèse 2009 de Grenoble Institut National Polytechnique.

Technologie largement uti-lisée par la société Geophy Consult (sous licence EDF et IRSTEA) comme système innovant d’auscultation des ouvrages hydrauliques en remblai. www.geophyconsult.com/

Contact : JérôMe MArS, équipe SigmaPhy

12 2012 un an avec gipsa-lab

PARTENARIAT

Une APProche inTéGrée PoUr l’obSerVATion eT lA coMMAnDe De lA DYnAMiqUe De

VéhicUleS

Plus de 90 % des accidents de voiture seraient dus à une défaillance du conducteur et certaines études montrent que la généralisation des sys-tèmes de contrôle de la dynamique des véhicules permettrait de réduire d’environ 27 % les acci-dents et de 15 % les accidents mortels.

C’est fort de ce constant que l’équipe SLR de GIPSA-lab s’est associé à la société SOBEN dans le but de développer des outils et des méthodes améliorant l’efficience des véhicules automobiles et la sécurité routière. A terme, il s’agit de doter les véhicules automobiles de fonctions automa-tiques de détection, et de correction de la dyna-mique du véhicule, en cas de situations critiques.

L’originalité de ce projet réside principalement dans le développement d’une approche globale intégrant identification, observation et contrôle : l’identification de modèles du comportement dynamique des véhicules, l’observation en vue de la détection de situations critiques et la com-mande robuste et tolérante aux fautes de la dynamique du véhicule. Aujourd’hui encore, malgré une littérature riche sur ce thème, peu de travaux proposent une approche globale alliant les aspects modélisation, estimation, observation et commande, généralement traités séparément. En outre, les aspects biais et incertitudes pouvant être liés à la mécon-naissance de certains phénomènes, aux limites de validité de modèles, aux erreurs de mesure, etc., sont traités de façon spécifique du fait de la complexité accrue des systèmes. Les nouvelles méthodes proposées s’appuieront sur des résultats récents en automatique linéaire et non linéaire.

Dans la mesure où toutes les situations critiques de conduite ne peuvent pas être étudiées, la contribution du projet sera illustré à travers quelques situations représentatives telles que :- Le freinage dans une courbe (relevée ou non) sur route imparfaite (ou

humide)- La conduite en virage relevé (avec ou sans freinage)- La conduite dans une courbe à haute vitesse- Le suivi de voitures sous différentes conditions (sec / humide) et à dif-

férentes vitesses (basse / haute)

Partenaires du projet

. GIPSA-lab, équipe Systèmes linéaires et robustesse

. SOBEN (Cahors 46) Premier producteur français d’amortisseurs (500 000 pièces/an).

. Equipe de Modélisation et identification en automatique et méca-nique/MIAM du labora-toire de Modélisation, Intelligence, Processus et Systèmes MIPS (Mulhouse 68)

. CAOR - Centre de Robotique – Mines Paris Tech

Contact : oliVier SenAMe, équipe SLRwww.gipsa-lab.fr/projet/inove

132012 un an avec gipsa-lab

PARUTIONS

Optical Remote Sensing : Advances in Signal Processing and Technical ExploitationSaurabh PRASAD ; Lori M. BRUCE ; Jocelyn CHANUSSOTSpringers, 1st Edition, 2011, VIII, 341 p.

Multistability in perception: binding sensory modalities, an overviewCompiled and edited by Jean-Luc SCHWARTZ, Nicolas GRIMAULT, Jean-Michel HUPE, Brian C. J. MOORE and Daniel PRESSNITZERPhilosophical Transactions of the Royal Society B, April 5, 2012; 367 (1591)

Audiovisual Speech ProcessingGerard BAILLY, Pascal PERRIER, Eric VATIKIOTIS-BATESONCambridge University Press, April 2012, 506 pages

Speech Planning and DynamicsEdited by Susanne FUCHS, Melanie WEIRICH, Daniel PAPE, Pascal PERRIERPeter Lang Editons scientifiques internationales, 2012, 277 p.

Typologie et description linguistiques : interfaces et interactionsLIDIL, n° 46 / 2012 - Editions ELLUG. Coordination Editoriale de Françoise BOCH, Cathy FRIER, éditeurs du volume Caroline IMBERT, Nathalie VALLEE

14 2012 un an avec gipsa-lab

MANIFESTATIONS

Workshop Développement Cervico-Cranio-Facial chez l'Homme : du fœtus à l'adulte - 29-30 mars 2012

Organisation : Gipsa-lab, Société internationale de Biométrie humaineSoutiens : ANR, CNRS, Grenoble INP, Univ. Stendhal, Région Rhône-Alpes

Workshop SERENADE 2012 - 4-5 avril 2012Surveillance, étude et reconnaissance de l’environnement marin par acoustique Discrète

Organisation : Gipsa-lab, le SHOM Service hydrographique et océanographique de la marine et ENSTA Bretagne

Soutiens : Grenoble INP et GIS Europole Mer

Workshop OPSI-Ondes Phases Signal 2012 - 14-15 mai 2012

Organisation : Gipsa-lab et LPMMCSoutiens : CNRS-PEPS PANH Processus aléatoires non-holonomes : caractérisation

spectrale hypercomplexe, chaînes de Markov et phases géométrique

Colloques JEP-TALN-RECITAL 2012 – 4-8 juin 2012Journées d'études sur la Parole - Conférence annuelle du Traitement Automatique des Langues Naturelles - Conférence jeunes chercheurs RECITAL.

Organisation : LIG, LIDILEM, Gipsa-labSoutiens : UPMF, LIG, Univ. Stendhal, Gipsa-lab, Lidilem, INRIA, Région Rhône-

Alpes, Grenoble Alpes Métropole, UJF, Grenoble INP, CNRS, LNE, Ville de Grenoble, Pôle Grenoble Cognition ; Quaero, CELIFrance, ELRA, Syllabs, Synapse développement, EDF, Lingua et machina, MGEN, AMI

CIFA 2012 – 7e conférence internationale francophone d’Automatique - 4-6 juillet 2012

Organisation : Gipsa-labSoutiens : CNRS, GDR Macs, IEEE, Réseau de formation des jeunes chercheurs en

Automatique et Productique, UJF, EEA, La Métro, Région Rhône-Alpes, Ville de Grenoble

33th International Summer School of Automatic Control - 10-14 septembre 2012Modeling and control of distributed parameter systems

Organisation : Gipsa-labSoutiens : CNRS, Grenoble INP, UJF, GDR MACS

Première journée Signal et Images en Région Rhône Alpes - 11 octobre 2012

Organisation : collective (18 laboratoires en Rhône-Alpes)Soutiens : (de cette première journée) : Maimosime

Atelier Sciences et Voix - 11 octobre 2012Organisation : Gipsa-labSoutiens : ARC5 Région Rhône-Alpes

64 séminaires ont été organisés au laboratoire et 27 thèses et 3 HDR y ont été soutenues en 2012.

152012 un an avec gipsa-lab

Parmi les PUBLICATIONS de l’année...

Ward identities for visco-acoustic and visco elastic propagation mediacarMona, M., Michel, o., lacouMe, J.-l., SprynSki, n., nicolaS, B.Wave Motion 49 4 2012-06 484-489

On the Use of First-order Autoregressive Modeling for Rayleigh Flat Fading Channel Estimation with Kalman FilterGhandour-haidar, S., roS, l., BroSSier, J.-M.Signal Processing 92 2 2012-02 601-606

Shipping noise in whale habitat: Characteristics, sources, budget, and impact on belugas in Saguenay–St. Lawrence Marine Park hubGerVaiSe, c., SiMard, y., roy, n., kinda, B., Ménard, n.The Journal of the Acoustical Society of America, 132, 76

Fast and automatic processing of multi-level events in nanopore translocation experimentsraillon c., GranJon p., GraF M., SteinBock l. J. , radenoVic a. Nanoscale, 2012,4, 4916-4924

L-system specification of knot-insertion rules for non-uniform B-spline subdivisionniVolierS V., Gérot c., oStroMoukhoV V., SteWart n.F.Computer Aided Geometric Design, vol. 29, Issue 2, 2012, p.150-161

Face recognition using the POEM descriptorVu, n., dee, h.M., caplier, a.Pattern Recogn., vol, 45, 7, pp2478-2488

Blind Compensation of Nonlinear Distortions : Application to Source Separation of Post-Nonlinear MixturesDuarte L. t., Suyama r., rivet B., attux r., romano J. ̃.mm.tt., Jutten c.IEEE Transactions on Signal Processing, Vol. 60 (11), pp. 5832-5844

EKF-Like Observer With Stability for a Class of Nonlinear SystemstorreS l., BeSancon G., GeorGeS d.IEEE Transactions on Automatic Control, 57 6 1570-1574 SYSCO

Full vertical car observer design methodology for suspension control applicationsduGard l., SenaMe o., auBouet S., talon B.Control Engineering Practice, 20 9832-845

16 2012 un an avec gipsa-lab

Mean square performance of consensus-based distributed estima-tion over regular geometric graphsGarin F., zaMpieri S.SIAM Journal on Control and Optimization, 50 1 306-333

Quadratic stability for hybrid systems with nested saturationsFiacchini M., tarBouriech S., prieur c.IEEE Transactions on Automatic Control, 57 7 1832-1838

Motor control theories improve biomechanical model of the hand for finger pressing taskspaclet F., Quaine F.Journal of Biomechanics, 45 7 1246-1251

Effect of source-tract acoustical coupling on the oscillation onset of the vocal foldslucero J. c., loureMco c., herMant n., Van hirtuM a., pelorSon X.Journal of the Acoustical Society of America 132, 1 403-411

I reach faster when I see you look: Gaze effects in human-human and human-robot face-to-face cooperationBoucher J.-d., pattacini u., lelonG a., Bailly G., eliSei F., FaGel S., Ford doMiney p., Ventre-doMiney J.Frontiers in Neurorobotics 6, 3 1-11

Glottal behavior in the high soprano range and the transition to the whistle registerGarnier M., henrich n., creVier-BuchMan l., Vincent c., SMith J., WolFe J.Journal of the Acoustical Society of America 131, 1 - Part 2 951-962

Hyperintensity of functional networks involving voice-selective cortical regions during silent thought in schizophreniarapin l., dohen M., lœVenBruck h., WhitMan J., Metzak p., WoodWard t. S.Psychiatry Research: Neuroimaging 202, 2 110-117

Somatosensory-motor adaptation of orofacial actions in posterior parietal and ventral premotor cortices.GraBSki k., laMalle l., Sato M.PLoS ONE 7, 11 e49117

Grounding stop place systems in the perceptuo-motor substance of speech: On the universality of the labial-coronal-velar stop seriesSchWartz J.-l., Boë l.-J., Badin p., SaWalliS t. r.Journal of Phonetics 40 20-36

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