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Les sciencesDU NUMRIQUE

Solar ImpulseUn pari fou dAndr BorschbergGet Bertrand PICCARD

tudes scientif iques Les meilleures f ilires

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HAFIBA 10:50:57 Septembre 23, 2008 PHOB0329P001.pdf

2 > Les sciences du numrique INRIA PHOSPHORE

SommaireDITOVous convaincre de limportance du numrique ? Face vos yeux qui glissent de lcran de lordinateur celui du portable, vos oreilles sous un casque diffusant de la musique, vos doigts occups taper un SMS, la proposition semble absurde : vous plbiscitez dj ses applications. Mais les chiffres sont l : vous hsitez passer de lautre ct, vous engager dans les fi lires scientifi ques, celles qui vous permettront dinventer, de poser des quations et des algorithmes et de crer les rvolutions techniques des prochaines annes. Une aventure qui vaut pourtant bien une partie de World of Warcraft. Nous lavons vrifi en ctoyant les chercheurs, en suivant leur travail quotidien au sein de lInstitut national de recherche en informatique et en automatique (INRIA) qui nous a ouvert ses portes en grand. Dans ces huit centres de recherche implants dans toute la France, avec ses 4 000 personnes, dont 3 000 scientifi ques, nous avons pu dcouvrir toutes les facettes dune science en mouvement, du travail thorique aux applications spectaculaires, en passant par les crations dentreprises Ses chercheurs donnent de premires cls pour comprendre les sciences du numrique et des dizaines dexemples qui donnent envie de sy coller.david groison

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!6*#Le boulier, premire machine calculer. Calcul vient du latin calculus qui signifie caillou. Avant les pre-mires inventions, les hommes utilisaient des osselets ou des cailloux pour compter. La premire machine est le boulier dont chaque boule reprsente une unit, une dizaine ou une centaine. Il permet deffec-tuer des additions, des soustractions, des multiplications et des divisions.

La machine cartes perfores de Jacquard. Joseph Marie Jacquard construit un mtier tisser automatique command par un systme de cartes perfores changes en fonction des motifs dsirs. Cest le tout premier systme de traitement automa-tique de linformation utilisant des cartes perfores qui sera la base de nombreuses inventions. Sa machine suscite la mfiance des ouvriers qui se rvoltent en laccusant de prendre leur travail.

Ada Lovelace dfinit le principe des algorithmes, itrations successives dans lexcution dune opration.

George Boole dfinit la logique binaire. La logique boolenne dmontre que tout processus logique peut tre dcom-pos en une suite doprations logiques (et, ou, non) appliques sur deux tats (zro-un, oui-non, vrai-faux, ouvert-ferm).

Brevet pour le tlphone dAlexan-der Graham Bell. Un saut immense est fran-chi dans lhistoire des tlcommunications avec linvention du tlphone, attribue

Alexander Graham Bell. Auparavant les signaux ou les pigeons voyageurs avaient t supplants par le tlgraphe, mais la voix ntait pas transporte distance.

La machine de Turing, dAlan M. Turing. Sorte dordinateur logique trs simple, cette machine rsout des problmes mathmatiques. Cest un modle abstrait du fonctionnement dun ordinateur et de sa mmoire. Cette machine idale na jamais t construite.

Eniac (Electronic Numerator Inte-grator Analyser and Computer). LEniac est le premier ordinateur. Il pse prs de 30 t, mesure 24 m de long pour 5,5 m de haut et occupe une surface au sol de 160 m2 ! Utilis par larme, il permettait de calculer la trajectoire dun projectile en 20 secondes (un homme la calculait aupa-ravant en trois jours).

Premier e-mail envoy via le rseau exprimental Arpanet, de larme amri-caine, cr en 1969.

Le microprocesseur dIntel. Intel construit son premier microprocesseur (processeur tenant sur un circuit intgr), le 4004, avec une frquence de base de 108 kHz. Aujourdhui, les derniers micro-processeurs grand public dpassent les 3 GHz (3 millions de kHz).

Steve Wozniak et Steve Jobs fa briquent lApple 1. Dot dun processeur de 1 MHz, lanctre du Mac voit le jour

diffusion des informations internes au Cern (Centre europen pour la recherche nuclaire). Le World Wide Web est n.

Linux, mis au point par Linus Torvalds. Linux est un systme dexploi-tation dvelopp avec laide de nombreux bnvoles. Aujourdhui, le noyau est dispo-nible sur PC et sur Mac, ainsi que sur les stations de travail Sun, Silicon Graphics et autres, accompagn de logiciels libres de droits de copie. La majorit des serveurs Web fonctionnent sous Linux.

Mosaic. Mosaic est le premier navi-gateur web avoir une large diffusion sur tous les systmes informatiques. Suivra Netscape, sa version commerciale.

Le format DVD. Aprs la cassette audio, cest au tour de la cassette vido de progressivement disparatre avec larrive du format DVD.

Le MPman, premier lecteur MP3. Quasiment devenu synonyme de piratage, le format de fichier MP3 permet denregis-trer du son, donc de la musique, en utili-sant peu de mmoire. Les fichiers peuvent fa cilement tre changs sur Internet. Le premier lecteur MP3 commercialis par MPman avait une capacit de 32 Mo (soit environ huit chansons).

Lappareil photo numrique. La rvolution numrique sempare galement de la photographie. Les ventes connaissent une vritable explosion, avec un total de

dans un garage, fabriqu par deux infor-maticiens gs de 21 et 26 ans. Le botier est en bois et lApple I se branche sur un cran de tlvision.

Philips et Sony sortent le CD audio. Cest la fin annonce de la cassette audio. Le nouveau support denregistrement offre une qualit audio indite.

Dmarrage dInternet. Vinton Cerf propose un plan dinterconnexion entre les rseaux universitaires dj existants (CSNET et Arpanet), en utilisant le proto-cole TCP/IP. Ce protocole (rgles dfinis-sant un langage afin de faire communiquer plusieurs ordinateurs) est toujours utilis aujourdhui.

Le PC (Personnal Computer) dIBM. Le premier micro-ordinateur grand public est commercialis avec le systme dexploi-tation MS-DOS de Microsoft. Baptis IBM PC, il marque le passage du terme PC dans le vocabulaire commun. Une version haut de gamme seize couleurs est disponible.

Apple lance le Macintosh, ordina-teur avec une interface graphique. Le Macintosh embarque un processeur caden-c 8 MHz, 128 Ko de Ram, 64 Ko de Rom. Il est quip dune souris et dun cran noir et blanc intgr de neuf pouces dune rso-lution de 512 x 384 pixels.

Le Web, cr par Tim Berners-Lee au Cern. Tim Berners-Lee propose un sys-tme hypertexte destin amliorer la

131 millions dappareils photo numriques vendus en 2007 (source IDC).

Le tlphone mobile - appareil photo numrique. On assiste une conver-gence entre les appareils. Les premiers tl-phones portables capables de prendre des photos apparaissent en 2001. Aujourdhui, les tlphones mobiles lisent les MP3 et permettent de surfer sur Internet.

Les crans plats grand public. Petite rvolution sur les bureaux : lcran se fait plus discret et moins encombrant grce larrive des crans cristaux liquides. Lordinateur gagne progressivement les autres pices du logement.

Lancement de la TNT en France. La tlvision, en passant au numrique, offre une amlioration du son et de limage. Elle permet aussi de multiplier le nombre de chanes.

Wii : le succs des consoles de jeu vido nest plus dmontrer. Avec la Wii de Nintendo, la console franchit un cap en devenant plus interactive, et toute la famille sy met.

LiPhone 3G. Apple lance une nou-velle version (la premire est sortie en 2007) de son tlphone mobile avec cran tactile et interface multidigitale. Lecteur MP3 et vido, il supporte la tlphonie troisime gnration qui facilite le surf sur Internet et embarque aussi un GPS. La concurrence sorganise

!PPARUDANSLESANNmESLORDINATEURGRANDPUBLICmQUIPEAUJOURDHUIPLUSDUNFOYERSURDEUXEN&RANCE#HAQUEANNmEDANSL(EXAGONEILS ENVENDQUELQUEMILLIONSDONTPLUSDELAMOITImSONTDESPORTABLES, INFORMATIQUEESTDEPLUSENPLUSACCESSIBLEETMOBILE%TLARRIVmEDESMINI0#RENFORCEUNETENDANCEDmJgBIENENGAGmEAVECLESBALADEURSSURLESQUELSONPEUTREGARDERUNLMLATmLmPHONIE'QUIPERMETDERECEVOIRLATmLmSURSONTmLmPHONEL EXPLOSIONDES'031UELSBOULEVERSEMENTSLARmVOLUTIONDUNUMmRIQUEDmBUTmEILYAgPEINEPLUSDEANSESTBIENENMARCHE#OMMUNICATIONSACCnSAUXCONNAISSANCESCARTOGRAPHIEMmDECINEMmTmOROLOGIEINDUSTRIEENTREPRISESLOISIRS,ENSEMBLEDELASOCImTmmVOLUEAVECLESNOUVELLESTECHNOLOGIESTOUTESISSUESDESRECHERCHESSURLESSCIENCESDUNUMmRIQUE&6

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Phosphore : Quel message voulez-vous transmettre avec ce projet de tour du monde en avion solaire ?Bertrand Piccard : Le message de Solar Impulse est simple : ou bien notre monde continue consommer un million de tonnes de ptrole par heure sans compter les autres ner-gies fossiles changer le climat, laisser de ct la moiti de lhumanit, et nous courons la catastrophe, ou nous prenons conscience quil faut conomiser lnergie, nous dvelop-pons des technologies qui rendent plus efficace notre consommation, nous trouvons de nouvelles sources dnergie, nous raisonnons en terme de dveloppement durable et alors, lavenir devient intressant. Or, la plus

grande entrave un avenir meilleur nest pas le manque dides nouvelles, mais la peur du changement. Ainsi Solar Impulse est une manire de montrer que lexploration, lesprit de pionnier, dentrepreneur, de pair avec une vision durable, est enthousias-mante, rentable et valorisante.

Quel lien faites-vous entre Solar Impulse et le numrique ?Andr Borschberg : Il faut trouver des moyens de transport, des ner-gies, qui permettent de rduire notre impact sur lenvironnement, tout en maintenant lextraordinaire mo bilit laquelle on peut accder aujourdhui. Le numrique intervient ici de ma-nire dterminante. Afin de limiter

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DUMANAGEMENT!NDRm"ORSCHBERGPOSSnDEUNELARGEEXPmRIENCEDADMINISTRATEURETDECRmATEURDENTREPRISES#ESTAUSSIUNPASSIONNmDAVIATIONPILOTEDECHASSEFORMmgLmCOLEDES&ORCESAmRIENNESSUISSESTITULAIREDELICENCESDEPILOTEPROFESSIONNELDAVIONETDHmLICOPTnRE0OUR3OLAR)MPULSEILAMISSURPIEDETMOTIVmUNEmQUIPEDEPERSONNESCOMPOSmEDESMEILLEURSSPmCIALISTESVENANTDHORIZONSETDORIGINESTRnSDIVERSmPAULmSPARPLUSDUNECENTAINEDEXPERTSETDECONSEILLERS,ESRECHERCHESPORTENTENEFFETSURDENOMBREUXSECTEURSTOUCHANTLACONCEPTIONLAmRODYNAMIQUELESRENDEMENTSmNERGmTIQUESLASTRUCTURELESMATmRIAUXCOMPOSITESETLESPROCmDmSDEFABRICATION,EBUDGETESTDEMILLIONSDEUROSSURCINQANS

AB : Cest une rflexion trs juste : dun ct le numrique possde des avantages exceptionnels en matire doptimisation, notamment, de lautre il risque denfermer son utili-sateur dans un schma existant. Par ailleurs, notre but est de communi-quer sur ce que nous faisons. Nous voulons toucher un maximum de gens, sans quils soient toutefois obli-gs de se dplacer, ce que permettent Internet et le multimdia.

Comment procdez-vous pour la conception de cet avion novateur ?AB : Notre quipe se base sur son exprience, projette une extension de ce qui existe et cherche des solu-tions nouvelles. En mme temps, nous avons besoin de trouver des rponses ralistes. Nous avons ainsi men une rflexion autour de la question nergtique ; nous nous sommes particulirement interrogs sur la capacit nergtique du soleil, puisque cette nergie doit permettre lavion deffectuer un vol continu avec une alternance jour/nuit. Il y a lnergie solaire disponible, la quan-tit que lon peut collecter et la quan-tit que lon peut utiliser. On arrive ainsi un bilan qui nous permet de dfinir des objectifs, comme la per-formance arodynamique de lavion ou sa masse. On doit ensuite trouver des solutions par rapport ces objec-tifs, et cest l que les outils num-riques de simulation et de calcul permettent doptimiser la structure. Finalement, on arrive des gains de poids considrables par rapport aux solutions existantes.

Quelle place les outils numriques occupent-ils dans ce projet ?AB : Nous avons rapidement dcid de faire, dans un premier temps, un tour du monde par tapes, dun conti-nent lautre avec un avion prototype

notre impact, il faut notamment di-mi nuer la consommation nerg tique et, pour cela, crer des systmes plus performants. Nous devons mettre au point, par exemple, des voitures beau-coup plus lgres. Cest l quinter-viennent la simulation, les possibilits de calcul ou encore la conception assiste par ordinateur.

BP : Ltre humain doit tre capable de trouver par lui-mme de nouvelles solutions hors de son champ de connaissances, cest a la crativit. Et cest une chose que lordinateur ne remplacera jamais. Le numrique est un outil formidable, mais il nest pas l pour remplacer le raisonnement. Au final, la dcision reste humaine.

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sintresse au codage et au transport des donnes ; cest la science des r-seaux qui trouve actuellement de nouveaux intrts en biologie. Vient ensuite lalgorithmique, une exten-sion des mathmatiques, qui concer-ne la mise en calculs. Enfin, la thorie de la programmation sattache, elle, comprendre comment faire des choses qui fonctionnent, sans bug. Parmi les principaux domaines des sciences du numrique, on trouve la modlisation, la simulation, lopti-misation ainsi que le contrle.

Quels sont les domaines porteurs en terme demploi ?En thorie de linformation, il y a le codage et le transport de linforma-tion, avec les rseaux et les tlcom-munications. Lalgorithmique possde de nombreux sous-domaines dappli-cation dans les grandes simulations numriques, par exemple en aro dy-namique ou en sciences des matriaux. Il faut citer galement le traitement de limage et du son : imagerie mdicale, robotique, surveillance, arts, jeux, etc. Enfin, il est ncessaire de vrifier que les programmes informatiques fonc-tionnent correctement afin dviter les bugs, cest un grand dfi.

Diriez-vous aux jeunes que le numrique offre aujourdhui de nombreux dbouchs ?Oui, car on le retrouve dans tous les mtiers de haute technicit et de haute valeur ajoute, dans toute lin-dustrie o la R&D (recherche et dvelop pement) est dailleurs en plein essor. Or linformatique cor-respond 30 % de la R&D dans le monde, et 18 % en Europe. Les opportunits sont donc trs nom-breuses, on manque de jeunes qua-lifis et je conseille vivement ceux qui sont attirs par le numrique demprunter cette voie, extrme-ment riche, ouverte et prometteuse.

raliser des expriences impossibles dans le rel comme la modlisation du climat ou certaines expriences des tempratures auxquelles ne rsiste aucun instrument. Car le numrique apporte de nouveaux outils : le GPS, alli aux tlcoms, rvolutionne la cartographie, locanologie ou encore lagriculture. Enfin la puissance de calcul du numrique permet dtudier des phnomnes trs complexes.

Pouvez-vous citer une avance rcente lie au numrique ?Lconomie de carburant dans les trans-ports est un bon exemple : la conception assiste par ordinateur (CAO) permet de crer des vhicules plus lgers, plus compacts, plus arodynamiques ; la modlisation et la simulation num-rique interviennent dans la conception des moteurs ; le contrle lectronique permet doptimiser la consommation.

Les disciplines des sciences du numrique sont nombreuses, quelles sont les principales ?Trois grandes fa milles peuvent tre dis-tingues. La thorie de linformation

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Bien malin celui qui parvient devi-ner le CV qui se cache derrire le sou-rire dAnne-Marie Kermarrec. Cest avec simplicit quelle nous guide sur le parcours qui la mene la tte dune quipe de recherche en infor-matique de lINRIA. Un parcours dont les matres mots pourraient tre libert et dfi . La libert, pour moi, cest fondamental, lance-t-elle. Dans la recherche, on organise son temps, on est flexible, on se dplace, on est libre. Cest aussi un dfi, car cest un monde fascinant et trs stimulant intellectuellement, il faut sans cesse tre cratif et se dpasser. Le ton est donn. Son doctorat en informatique portait sur les systmes distribus : un systme distribu, cest un ensem-ble dordinateurs uvrant pour faire fonctionner une mme application , explique- t-elle. Complexe ! Mais dune difficult bien stimulante quand on considre la logique des maths comme un jeu. Et si les systmes distribus sont complexes, ils possdent de nom-breux avantages On y reviendra.

Des expriences trs enrichissantesAvant cela, suivons le fil dAnne-Marie Kermarrec, aux Pays-Bas pour un post-doctorat, puis en France o elle revient enseigner, avant un grand dpart pour Cambridge, au presti-gieux laboratoire de recherche Micro-soft, o elle passe quatre ans ! Autant dexpriences trs enrichissantes sur tous les plans, lche-t-elle avec entrain. Professionnellement, bien sr, mais aussi sur le plan personnel. La recher-che nempche pas davoir une vie ct ! Je nai jamais arrt le sport par exemple, je jouais au volley en natio-nal 3 en France, et en national 2


Cambridge Et puis, je suis partie en Grande-Bretagne avec un enfant, et revenue en France avec deux ! Aprs quatre ans passs outre-manche, Anne-Marie Kermarrec souhaite reve-nir dans lHexagone : Je suis Bretonne dorigine et jaime ma rgion. Je pense quun jour je repartirai ltranger, mais je me donne encore un peu de temps , glisse-t-elle. Aprs Micro-soft, Anne-Marie Kermarrec intgre lINRIA o elle dirige depuis une quipe de recherche autour de la th-matique des rseaux peer-to-peer , pair pair en franais. Ce sont des systmes distribus trs grande chelle et aux trs nombreux avan-tages , reprend-elle. Nous y voil !

Les enjeux du peer to peer Dans les systmes classiques, poursuit la chercheuse, les ordinateurs sont relis un serveur . Par exemple les ordina-teurs vont sur le serveur dun site Inter-net. Ce type de systme est fragile, car le serveur peut tre surcharg, et sil tombe en panne, plus rien ne fonctionne. On a tous connu a un jour ou lautre sur le Net, mais il y a dautres aspects auxquels on pense moins : le serveur centralise les donnes, ce qui pose des problmes de protection de la vie prive et de scu-rit , dnonce Anne-Marie Kermarrec.

Dans un systme pair pair , cest tout fait diffrent : Chaque machine est la fois client et serveur. Quand le nombre de clients augmente, le nombre de serveurs aussi ! Si un serveur tombe en panne, aucun problme, il y en a dautres ! Cest plus scuris, car chaque entit ne connat quune infime partie du systme, et aucune na accs toutes les donnes. On pense Google, qui inquite en collectant et grant juste-ment toutes les donnes de ses utilisa-teurs Mais le peer-to-peer , cest bien ce quutilise eMule, le fameux sys-tme dchange de fichier ? Oui, eMule est un exemple connu surtout cause du piratage , concde Anne-Marie Kermarrec qui insiste surtout sur les trs nombreuses applications tout fait lgales du pair pair . Il faut aussi bien voir ce que la mise en commun de ces puissances de calcul et de stockage, et lconomie dnergie, peuvent repr-senter, compar dnormes serveurs Je suis convaincue que lon peut pra-tiquement tout faire, dtaille-t-elle : partage de fichiers, sauvegarde de don-nes, diffusion de flux vido, messagerie instantane, sans oublier la diffusion et la recherche dinformations.

Un moteur de recherche pertinentLa recherche dinformations, cest justement son grand projet, pour lequel elle a obtenu une subvention du Conseil europen de la recherche. Sur 10 000 candidatures, Anne-Marie Kermarrec a fait partie des 3 % de lau-rats ! Pour linstant ce nest quun projet, tempre-t-elle, lide est de crer un systme en pair pair, un systme dynamique, dans lesprit dun Internet collaboratif, mi-che-min entre un moteur de recherche classique et les rseaux sociaux la Facebook. En allant chercher les informations chez chaque utilisateur, il sera possible de fournir des rponses pertinentes personnalises et actuali-ses , assure-t-elle. Et comment cette ide lui est-elle venue ? En cherchant sur Internet une baby-sitter anglo-phone Rennes, raconte-t-elle. On ne trouve aucun rsultat probant ! Autant aller mettre une annonce la fac Avec notre projet, a sera diffrent. En attendant, patience, car le projet ncessite beaucoup de recherche et il est prvu sur cinq ans. Esprons que dici l des jeunes filles bien inspires auront rejoint les sciences du num-rique, car elles sont encore rares, mais prcieuses. bon entendeur

PROPOSRECUEILLISPARFV

!NNE-ARIE+ERMARREC, directrice de recherche lINRIA, voque son parcours et sa spcialit : le peer to peer . Son projet nest pas le successeur deMule, mais un moteur de recherche collaboratif sur Internet tout fait innovant !

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Comment dfinissez-vous les sciences du numrique ?Les mathmatiques mettent le monde en quations et les rsolvent ensuite par le calcul humain, dans les sciences du numrique on retrouve cette mise en quations, mais avec des moyens de calcul extraordinairement plus puissants grce au traitement par ordinateur. Aujourdhui, on num-rise toutes les informations (images, sons, textes, etc.) pour les rendre homognes. Sous forme de nombres, elles peuvent tre facilement utilises, compares, changes, stockes.

Quelle est linfluence des sciences du numrique sur les autres sciences ?Elle est norme. Eugne Wigner, prix Nobel de physique, voquait leffi-cacit insolente des mathmatiques dans les autres sciences , aujourdhui cest encore plus vrai pour le numri-que. Grce au numrique, les sciences collaborent plus entre elles. On peut


MATHMATIQUES

&OCUSSURLALInREPRmPA-ATHS0HYSIQUE-00OURLESFANSDESCIENCESDURESQUINONTPASPEURDUTRAVAILLAPRmPA-ATHS0HYSIQUEESTLAVOIEROYALEQUIMnNEAUXmCOLESDINGmNIEURSLESPLUSPRESTIGIEUSES!TTENTIONLEPROGRAMMECONCENTRmSURCESDEUXMATInRESESTTRnSCOSTAUDHEURESDEMATHSHEBDOMADAIRESOUHEURESPOURLAPHYSIQUE,ERESTEDESENSEIGNEMENTSmTANTmPARPILLmENTRELESSCIENCESDELINGmNIEURLACHIMIELINFORMATIQUEETC,ECURSUSPARTICULInREMENTCOMPmTITIFOPmRERAUNESmLECTIONNATURELLEPARMILESmLnVESETSEULSLESMEILLEURSARRIVERONTJUSQUAUXCONCOURS,ESAUTRESPOURRONTRETOURNERVERSLAFACAVECUNEBONNEMmTHODEDETRAVAILENPOCHE

0 our russir dans les sciences du numrique, il faut faire des maths, de la physique ou de linformatique. Un parcours universitaire classique et brillant (licence, master recher-che , doctorat) ou une cole din-gnieurs. Mais ces voies royales ne sont pas les seules mener la recherche scientifique. Le numri-que a besoin de biologistes, de phy-siciens, de chimistes, de comptences varies Et de techniciens.BTS et DUT permettent dobtenir avec succs ce type de postes, grce un enseignement pratique. Ces

filires courtes voient leur nombre dtudiants augmenter chaque anne. Ils trouvent en effet faci-lement leur place sur le march de lemploi, les plus demands tant ceux qui ralisent une anne sup-plmentaire, qui se spcialisent avec une licence professionnelle.Les lves de luniversit qui ne sont pas major de promo doivent prou-ver leur dbrouillardise en se frot-tant la ralit des entreprises, ou soffrir une double comptence qui diffrencie un cursus. Les entre-prises sarrachent les spcialistes en proprit industrielle et en affaires

rglementaires : pourquoi ne pas opter pour un master pro de droit aprs un master de sciences ? Dans des labos qui travaillent sur des sujets de plus en plus complexes, matriser deux matires (les maths et la bio, par exemple) reprsente un vritable plus.Prfrer les chemins de traverse, res-ter curieux, ne pas avoir de tabou du style : la recherche fondamentale, cest formidable, la recherche appli-que, cest sale Ne pas se canton-ner une spcialit, voyager et parler anglais Et vous voil prt vous lancer dans laventure scientifique !

Finance, statistiques et prvisions sont ouvertes aux doubles profils dans les secteurs de pointe, tandis que lensei-gnement reste du domaine des math-maticiens purs.

OBJECTIF BAC + 4/5 luniversit

Les licences : les licences mention Mathmatiques donnent une forma-tion de base et sont recommandes ceux qui veulent prparer le Capes.Les autres ont intrt choisir des mentions centres sur les applications en maths diffrents domaines, com-me la mention Mathmatiques, infor-matique et applications aux sciences (Mias). La mention Mathmatiques appliques aux sciences sociales (Mass) permet dacqurir une double comp-tence : maths et conomie, maths et psychologie, socio ou gestion.

Les IUP : il en existe en gnie math-matique et informatique ou gnie lec-trique et informatique industrielle.

Les masters : les masters pro appli-quent les maths linformatique, aux sciences sociales ou la physique, par des mentions telles que : Cryptologie et scurit ; Informatique, reprsenta-tion, modlisation et gestion sociale des risques ; Ingnierie des donnes en sciences sociales ; Filtrage et traitement des donnes Les masters recherche : que ce soit en mathmatiques pures, appliques, ou en recherche opra-tionnelle et combinatoire la science mathmatique est encore explorer !

En coles Les coles normales suprieures,

accessibles aprs une classe prpa (MP, PC, PSI), sont la voie royale pour lagr-gation de maths. Lentre, avec 5 % des candidats admis, est slective.

Les coles dingnieurs : les options

de maths appliques se dveloppent dans les coles dingnieurs, en parti-culier au Cust de Clermont-Ferrand, lEnseeiht de Toulouse, lEnserg, lEnsimag de Grenoble

LES DBOUCHSLes entreprises des secteurs de pointe raffolent des matheux pour faire des prvisions, de la finance, des stats, etc. Elles fournissent dailleurs lessentiel des dbouchs aux mathmaticiens. condition davoir un haut niveau de formation, voire un double profil cole dingnieurs et master duniver-sit. Les mathmaticiens purs se diri-gent plutt vers lenseignement, prometteur dans le futur : 806 postes ont t proposs au Capes en 2008 et 252 postes lagrgation.

PLUS DINFO Denis Guedj : Les mathmatiques

expliques mes filles, Seuil, 2008,9 Eet Zro, Pocket, 2007, 7,20 E.

Maths luniversit : quels dbouchs ?, collection Infosup de lOnisep, 2005, 4,90 %.

La Socit de mathmatiques appliques : http://smai.emath.fr

La Socit mathmatique de France : http://smf.emath.fr

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Du boulier liPhone 3G, plus de 5000 ans dhistoire et de progrs.

Le projet est fou et gnial : faire voler, de nuit comme de jour, un avion propuls lnergie solaire Aux commandes, Bertrand Piccard et Andr Borschberg.

Pourquoi faire le choix des sciences numriques ? Rponse avec deux chercheurs au parcours professionnel impressionnant !

Filire par fi lire, Phosphore fait le point sur les tudes de science. Celles qui promettent, et celles quil faut viter.


PHOSPHORELivret ralis par David Groison, chef de service Actualit et Culture de Phosphore ; Sandrine Pouverreau, chef de service ducation de Phosphore et Frdric Vladyslav (textes).

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Maquette : Ivan Casidanus. Secrtariat de rdaction : Isabelle Gilloots.INRIADirection de la communication : Christine Genest (coordinatrice) ; Lisette Calderan ; Bernard Hidoine ; Joanna Jongwane ; Sophie Roche. Charges de communication : Marie Collin ; Laure Guion ; Julie Paul.Chercheurs : Pierre Alliez ; Laetitia Jourdan ; Raphal Marvie, USTL.BAYARD JEUNESSEChef de projet : [email protected] SIB (Boulogne-sur-Mer), novembre 2008.

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Ne peut-tre vendu.

C O U V E R T U R E : S O L A R I M P U L S E / S T P H A N E G R O S ;

S O L A R I M P U L S E / E P F L C L A U D I O L E O N A R D I ;

J E A N - C L A U D E M O S C H E T T I / R E A .

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INRIA PHOSPHORE Les sciences du numrique < 3

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,exprience est unique, impressionnante : muni de lunettes spciales, on voit jaillir un habitacle de voi-ture, une forme virtuelle en trois dimensions. Mieux, on peut la mani-puler au moyen dun rayon tout aussi virtuel, la tourner dans tous les sens. Nous sommes prs de Greno-ble, dans le laboratoire de lquipe de recherche i3D dirige par Sabine Coquillart. Maintenant, vous allez toucher les objets que vous avez vus grce un retour haptique , pro-pose la chercheuse. Haptique vient du grec toucher . Effective-ment, en passant le doigt dans une bague relie des fils, on arrive sui-

0LONGmEDANSLARmALITm!VECDESLUNETTESSPmCIALESSURLENEZONVOITDESOBJETSVIRTUELSEN$%NPASSANTUNEBAGUEAUBOUTDESONDOIGTONPEUTMoMELESTOUCHEROUTILSDETRAVAILCARROSSERIEETACCESSOIRESDEVOITURE,ARmALITmVIRTUELLEPROGRESSEgGRANDSPAS

vre les contours dun volant virtuel en 3D, au relief saisissant, sans possi-bilit de le traverser. Bien sr, il y a linformatique. Mais pour concevoir ce workbench (plan de travail) qui est un premier prototype de travail, les scientifiques ont d faire preuve dingniosit : tais de maons, pin-gles de couturire, fils de pche, petits moteurs issus de la robotique Les chercheurs rivalisent dastuces pour mettre en place leurs expriences.

DES IMAGESPLEIN LES YEUXComment fonctionne cette surpre-nante ralit virtuelle ? Dabord il y a les crans : on en compte deux, placs

90 lun de lautre, le premier lhorizontale comme un plan de tra-vail, le second au-dessus, vertical. Limage provient de deux gros pro-jecteurs. La qualit est impression-nante : la rsolution est celle dun bon cran dordinateur, pour une taille bien suprieure : 1,80 x 1,10 m pour chaque cran. La vision en 3D est possible grce des lunettes st-roscopiques. Pour voir en relief, notre cerveau utilise le dcalage de position entre les deux yeux. La vision stroscopique utilise ce prin-cipe. Les lunettes sont synchronises avec laffichage des crans. Limage correspondant au point de vue de lil droit est projete en mme

virtuelle mais avec toutes les sen-sations du rel ! On glisse le long des tles, on drape sur les asprits Le rsultat est tout fait saisissant.

LE VIRTUEL PORTEDE MAINDans une autre partie du laboratoire, on utilise un type de lunettes diff-rent : un masque avec un petit cran en face de chaque il, et lextrieur, deux minuscules camras qui filment prcisment ce que lon voit. Lordi-nateur mixe le rel et le virtuel : un objet virtuel, une voiture par exem-ple, est incrust dans le dcor. On peut passer sa propre main derrire la carrosserie et elle disparat ! Le programme utilise un systme infra-rouge et tient compte en temps rel de la position de la main et de la tte de lexprimentateur. L aussi on cherche ajouter le toucher avec un systme haptique. Le problme est

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VIRTUELLEtemps que le verre de lil gauche est trs brivement obtur par polarisa-tion. Puis cest au tour de limage de lil gauche dtre projete tandis que le verre du droit est assombri. Lalternance entre les deux yeux et les deux images est si rapide quon ne la peroit pas. La frquence est en effet de 96 Hz (soit 48 images par seconde pour chaque il, ce qui correspond peu prs la frquence dune tl-vision classique). La vision en 3D est encore amliore grce la prsence sur les lunettes dun capteur lectro-magntique qui permet au systme de dterminer la position de la tte de lexprimentateur et dadapter langle en fonction : on peut se pen-cher pour regarder lobjet virtuel de ct. Pas de bricolage ici !On pense aux jeux vido, mais aujourdhui, les principales appli-cations se trouvent dans lindustrie. Nous avons travaill avec lindus-trie aronautique, et nous collabo-rons de manire trs fructueuse avec lindustrie automobile , prcise Sabine Coquillart. Michal Ortega est lun des doctorants de cette quipe dune demi-douzaine de scientifiques. Il effectue une thse cofinance par un industriel : PSA-Peugeot Citron. Dans un coin de la salle du workbench 3D trne une partie de la carrosserie de la der-nire voiture du constructeur : la 1007. Le travail de Michal consiste raliser une simulation en ralit virtuelle de la pose de joints sur cette partie de la carrosserie. Cest une tape dlicate dans la construc-tion dune voiture. La ralit vir-tuel le permet de tester les manipulations avant de mettre en place la chane de montage , racon-te le jeune chercheur. On sy croi-rait : la carrosserie en 3D apparat face nous, et avec un vrai pistolet pour la pose de joints, reli des cbles, on applique une couche de mastic virtuel sur une carrosserie

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lintgration dun tel systme sans dtriorer les performances du mas-que, en particulier la taille de lespace de travail et la mobilit, souligne Sabine Coquillart. Nous cherchons aussi intgrer lutilisation dobjets rels, comme le pistolet pour la pose de joints. Autre axe de recherche : la perception humaine. Les chercheurs collaborent avec des spcialistes de la cognition et des psychologues, afin de mieux comprendre le fonctionne-ment du toucher, par exemple, pour amliorer les systmes virtuels. Les applications de cette ralit virtuelle ne semblent avoir de limites que celles de limagination. Pourquoi pas des muses o lon aurait la possibi-lit de manipuler virtuellement des objets rares Ces systmes peuvent permettre des collaborations dis-tance, voire des simulations pour la mdecine ou des environnements dangereux. Avec la baisse du prix des quipements et laugmentation de la puissance de calcul des ordinateurs, il faut sattendre un dveloppement de la ralit virtuelle. Achet en 1998, le workbench 3D utilise un calcula-teur coteux prenant la place de deux gros frigos, en cours de rempla-cement par quatre PC un peu gon-fls a, cest bien rel.Pour en savoir plus : http://interstices.info/realite-virtuelle


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puissance de calcul de nombreux ordinateurs. Rcemment, un tu-diant de lquipe a russi simuler lactivit dune partie dun rseau de neurones, plusieurs dizaines de milliers, en utilisant les capacits de consoles vido du commerce asso-cies entre elles !

DES RECHERCHESINTERDISCIPLINAIRESLquipe travaille ainsi la frontire entre plusieurs disciplines, et multi-plie les changes. Cest en mme temps difficile et passionnant. Nous sommes la fois entre linforma tique et les mathmatiques appliques, la mdecine et les neurosciences. Il a fallu nouer des collaborations avec des quipes en France, en Europe, dans le monde entier. Les premiers succs sont encourageants. Grce nos rsultats, on commence re-garder de quelle manire les zones impliques dans lactivit visuelle communiquent entre elles. On voit que telle zone agit avant telle autre Cest un grand succs qui va per-mettre de tester des modles du fonc-tionnement de ces zones. Olivier Faugeras se prend rver : Du ct des applications futuristes, on peut imaginer la mise au point de pro-thses visuelles, ce qui reviendrait brancher directement des camras sur le cerveau ! Dans un futur plus proche, il sagira dappliquer cette comprhension du cerveau humain la vision robotique. Avant de la transposer aux autres sens : Lau-dition possde de nombreuses si -milarits, souligne le chercheur. Lodorat est en revanche trs diff-rent. Un nouveau dfi.Pour en savoir plus : Observation du cerveau par imagerie fonctionnelle :http://interstices.info/observation-cerveau

6ous connaissez Abo, le petit chien robot ? Il se promne tranquillement dans la maison en vitant les meubles, retrouve son matre, essaie de lire une motion sur son visage Sil y arrive, cest quil est dot dune vision robotique : des cap-teurs le renseignent sur son environ-nement, et son ordinateur interne analyse ces donnes pour lui per-mettre de sorienter. La vision par ordinateur, cest la spcialit dOli-vier Faugeras, lun des experts mon-diaux du domaine. Robots jouets, industrie avec les chanes de mon-tage automatises analyse dimages ariennes, surveillance et imagerie mdicale : la vision par ordinateur possde de nombreuses applications. Ces systmes marchent bien, expli-que le chercheur, mais il faut pour cela que lenvironnement soit cor-rectement contrl, avec une bonne lumire et des conditions stables. Conditions que lon peut facilement obtenir dans une usine, pour obser-ver une ligne de montage rgulire.

UNE PERCEPTION BIOLOGIQUETout se corse quand il sagit dap-prendre au systme reconnatre des formes en extrieur. Un dalmatien sur la neige, par exemple : le cerveau humain na aucun mal y voir un chien, alors que lordinateur ne per-cevra que des taches noires. Lide est donc de sinspirer de la percep-tion biologique , explique Olivier Faugeras, qui a cr pour cela lquipe ODYSSE au sein du centre de recher-che INRIA Sophia Antipolis, prs de Nice. Objectif : comprendre la vision humaine pour ensuite lappli-quer aux robots. La premire phase, pour ces scientifiques, est de satteler

la matrise des techniques de trai-tement et danalyse de limage appli-cables limagerie mdicale. Leur but : amliorer les images qui nous renseignent sur la faon dont fonc-tionne la vision au niveau du cerveau. Les techniques existantes fournissent des renseignements diffrents et complmentaires. Ainsi lIRM fonc-tionnelle (imagerie par rsonance magntique) mesure la variation de doxyhmoglobine dans le sang, ce qui renseigne sur lactivit des neu-rones. Llectroencphalogramme (EEG) mesure lactivit lectrique dun certain type de cellules. Il y a aussi la magntolectroencpha lo-graphie (MEEG), qui mesure la fois les champs magntiques et les champs lectriques mis par les groupes de neurones. EEG et MEEG permettent un suivi dans le temps lchelle de la milliseconde l o lIRM nest quau dixime de seconde. Par contre, leur rsolution spatiale nest que de lordre du centimtre contre un dixime de millimtre pour lIRM. Nous avons mis au point de nouveaux algorithmes, pour amliorer et combiner limagerie fonctionnelle du cerveau, qui per-mettent de reconstituer lactivit , raconte Olivier Faugeras. Grce aux nouvelles mthodes de calcul, on peut par exemple diffrencier en MEEG une centaine de rgions dac-tivit, alors que les prcdents logi-ciels de traitement des signaux nen distinguaient que deux ou trois.Lautre axe de recherche porte sur la modlisation du fonctionnement du cerveau. La difficult est que celui-ci exploite des millions de neurones. Pour simuler leur fonctionnement, il faut des capacits de calcul normes. Nous nous intressons de prs au grid-computing, le fait de cumuler la

1UESEPASSETILENTRELESYEUXETLECERVEAU#OMPRENDRELESMmCANISMESDELAVISIONHUMAINEPERMETTRAITDEDmVELOPPERDENOMBREUSESAPPLICATIONS

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! lors quaujourdhui on confie sans inquitude son numro de carte bleue sur Internet, savez-vous que derrire les achats en ligne se cachent des systmes faisant appel la crypto-logie, la science du chiffrement ? Pour simplifier : les codes secrets. La cryp-tologie, cest justement la spcialit dEmmanuel Thom, chercheur Nancy dans lquipe de lINRIA bap-tise CACAO, pour Courbes, alg-bre, calculs, arith mtique des ordinateurs . Nous sommes une quipe de matheux, nos travaux res-tent trs fondamentaux. Disons que nous travaillons sur des mathmati-ques qui trouveront des applications par exemple dans les tlcommunica-tions, laviation ou encore la crypta-

%NCRYPTOLOGIELESCALCULSSONTPARDmNITIONCOMPLIQUmS0OURLESOPTIMISERLESSOLUTIONSNESONTPASTECHNIQUESELLESSONTALGORITHMIQUES,AISSEZLESSPmCIALISTESVOUSEXPLIQUER

nalyse, les systmes de cryptologie. Ces scientifiques jonglent avec des grands nombres. Le fait de savoir travailler sur de grands nombres per-met de rsoudre des systmes dqua-tions trs complexes. Lvolution des mathma tiques suit celle des ordina-teurs et de la puissance de calcul. Nous flirtons avec les limites de la techno-logie. Un calcul dimportance auquel nous contribuons en ce moment ncessite 7 traoctets de donnes inter-mdiaires [ndlr : 7 000 gigaoctets, lquivalent de 10 000 cd-rom !]. Il faut donc ruser pour exploiter au mieux la machine. En cryptologie, la technologie impose en effet une taille maximale de donnes traites : on ne peut pas faire tenir plus dune certaine quantit de donnes sur un

ordinateur, encore moins sur une puce. Par exemple pour RSA, un algo-rithme souvent utilis pour scuriser les transactions sur les sites de com-merce lectronique, la taille de la cl de chiffrement est de 1 024 bits, soit 128 octets, ce qui correspond un nombre 300 chiffres dcimaux (un nombre de lordre du milliard pos-sde neuf chiffres dcimaux). On sait quune machine 200 millions de dollars serait capable de casser une cl RSA en un an de calcul, dit Emma-nuel Thom. Ici, nous travaillons sur des algorithmes utilisant des struc-tures mathma tiques appeles cour-bes elliptiques et hyperelliptiques . Ce sont des cryptosystmes asym-triques. Comme RSA, ils utilisent des cls publiques, mais qui ont lavan-tage dtre plus petites, et niveau de scurit constant, voire suprieur, ce sont des algorithmes plus rapides.

ENTRE COURBESET ARRONDISLes cryptosystmes servent cryp-ter des donnes sur un rseau pour viter quelles puissent tre espionnes, on les trouve aussi dans les cartes puce, type carte bancaire, carte daccs ou encore carte tl phonique. Pour les objets de la vie de tous les jours qui embarquent de llectronique et qui utilisent des cryptosystmes, comme les assistants personnels ou les tl-phones portables, il faut conomiser au maximum les batteries et viter que cela chauffe. Dans ce contexte, notre but est de dvelopper des systmes plus effi caces, plus srs, et les moins chers possible. Les cryptosystmes uti-lisant des courbes sur lesquels nous travaillons rpondent ces exigences en offrant la fois scurit et lgret. Lquipe dveloppe galement des outils mathmatiques utiliss pour certains calculs complexes comme les nombres rels (nombres virgule) avec un nombre arbitraire de chiffres aprs la virgule. Toute la difficult est de garantir un arrondi juste, ex plique Emmanuel Thom. Cest extrme-ment important. Certaines erreurs de calcul ont cot des vies humaines. Un exemple connu est celui dun missile

irakien qui a touch une base amri-caine parce que le missile antimissile tait parti quelques fractions de se-conde trop tt cause dune erreur darrondi. Cest en considrant ce genre dincident que lon se rend compte de lutilit de nos recherches.

CHERCHEURS EN RSEAUSur ce domaine, dans le monde, ils sont peine quelques centaines de chercheurs. Nous formons des grou-pes de gens, aux quatre coins de la plante, qui travaillent sur les mmes sujets, se connaissent et se rencon-trent , explique Emmanuel Thom pour qui son mtier est une passion : Jai toujours aim faire des maths et t curieux des technologies. Cet environnement mathmatique et tech nologique est trs exaltant. La prochaine fois que vous achetez en ligne, pensez aux codes secrets que vous utiliserez sans mme le savoir Pour en savoir plus sur la cryptographie :http://interstices.info/rsa ;http://interstices.info/protocole-cryptographique [quipe LANDE].

,ATmLmMmDECINEAUSERVICEDESPATIENTS,ESREINSDmBARRASSENTLESANGDESESDmCHETSSAUFCHEZLESPERSONNESATTEINTESDINSUFSANCERmNALECHRONIQUE#ESMALADESSONTSOITHOSPITALISmSSOITTRAITmSPARDIALYSEPmRITONmALE)LSPEUVENTALORSRESTERCHEZEUXMAISLETRAITEMENTESTCONTRAIGNANTETENTRAsNEDESRISQUESDACCIDENT!NDERmDUIRECESRISQUESLASTARTUP$IATmLICPROPOSEUNSYSTnMEDETmLmMmDECINEBASmSURLESTECHNOLOGIESDmVELOPPmESAU,ORIA,ESPATIENTSRELnVENTLEURSPARAMnTRESMmDICAUXTENSIONVOLUMEETNATUREDESPOCHESDEDIALYSEETLESENVOIENTgLEURMmDECINGRhCEgUNECONNEXIONgUNEBASEDEDONNmES,ESYSTnMEANALYSECESCHIFFRESETPEUTDIRECTEMENTALERTERLEMmDECINENCASDEPROBLnME,ESYSTnMEESTENCOURSDEDmPLOIEMENTgGRANDEmCHELLEEN,ORRAINE5NEPREMInREMONDIALE

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0 our rechercher des repor tages sur un mme sujet ou retrou-ver une squence vido dans laquelle apparat quelquun de particulier, TF1 utilise les techno-logies dveloppes par lquipe de recherche IMEDIA de lINRIA Roc-quencourt, prs de Versailles. La po lice les emploie galement pour trier cer-taines images ou recouper des scnes de crime. En fait, nous travaillons avec tous ceux qui exploitent des col-lections dimages, explique Nozha Boujemaa, la responsable de lquipe. Avec le dveloppement du num-rique, la masse de contenus visuels a explos, la quantit darchives devient trs importante et il faut des outils pour lexploiter. Nous aidons trou-ver la bonne image en se basant sur le

contenu et non pas en effectuant une recherche uniquement textuelle. Cest lexemple de linterrogation dun moteur de recherche pour trouver une image partir du mot avocat : les rsultats comprendront des photos de fruits et de juristes. Les rsultats non pertinents forment ce que lon appelle le bruit , et tous les documents per-tinents qui ne sont pas indexs, donc pas affichs dans les rsultats, corres-pondent au si lence. Nous cherchons rduire la fois le bruit et le silence.

AVIS DE RECHERCHERechercher une image partir de son nom ou dannotations ne suffi-sant pas, les chercheurs de lquipe IMEDIA sintressent limage elle-mme. Ainsi le logiciel utilis par

TF1 permet aux journalistes de retrouver des squences comportant une personne en particulier, mme sans annotation et sans quelle soit signale. Le programme compare les archives avec une photo de rfrence et reconnat la bonne personne. Dans le cas de la police, les techno-logies ont dj t utilises pour trai-ter de grandes quantits de photos pdophiles afin deffec tuer des re -cou pements entre les lieux photo-graphis : reconnatre un dtail du mobilier, par exemple. Car les ou tils dvelopps concernent tous types dimages, pas seulement les visages. Les gnticiens peuvent notam ment sen servir pour com parer des images de plantes et les regrouper en catgo-rie selon leur morphologie : grandes

feuilles, taches, feuilles claires, etc. Autre exemple : sur une base de don-nes photographiques de la flore du Laos, le logiciel est capable de recon-natre de quelle plante il sagit uni-quement partir de sa photo ! Les applications semblent infinies. Tout lart consiste en fait analyser les images pour en extraire des signa-tures . Une signature correspond une caractristique de limage, expli-que Nozha Boujemaa. Nous avons fait le choix de travailler sur un nom-bre limit de signatures : cinq ou six au maximum, ce qui permet de traiter rapidement de trs grandes quantits de photos. Les principales signatures sont la couleur, la forme et la tex-ture. Pour comprendre comment fonctionne le logiciel, il faut avoir lesprit que limage numrique cor-respond un tableau de nombres. Chaque case du tableau comprend des nombres qui codent la couleur de chaque pixel. Lordinateur calcule la frquence dapparition de chaque

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couleur, il diff rencie les contours en fonction des variations afin de dter-miner des formes, et il retrouve des tex tures en satta chant la granula-rit. Au final, il forme des catgories dimages et propose celles qui res-semblent limage de rfrence. Ain-si Ikona, un prototype de logiciel dvelopp par lquipe IMEDIA, en dmonstration sur leur site web*, permet de rechercher dans une base dimages toutes celles qui sapparen-tent visuellement une image en par-ticulier. En slectionnant une photo de citrons sur un citronnier, une recherche avec ce logiciel propose comme rsultats des images de fruits jaunes ou orangs sur un feuillage vert et des photographies de fleurs jaunes dans des prairies vertes.

DTECTION AUTOMATIQUEDE COPIES DE VIDOSLquipe a mis au point des mthodes de dtection automatique des copies de documents visuels, quil sagisse dimages fixes ou mme de vidos, qui se dploient en local ou sur Inter-net. Lidentification du contenu visuel original doit tre robuste des trans formations de postproduction, de com pression svre ou encore toutes les dgradations dues la gn-ration de copies illgales. Les appro-ches dveloppes ont t valides dans le cadre dune collaboration de recherche avec lINA (Institut natio-nal de laudiovisuel). Ces mthodes


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permettent ainsi de lutter contre la copie illicite duvres. Nous tra-vaillons galement sur le contrle de perti nence, poursuit Nozha Bouje-maa. Lide est dinter agir avec luti-lisateur en lui demandant de choisir, parmi les images qui lui sont pro-poses, celles qui correspondent le mieux sa cible. Le programme effec-tue alors une nouvelle recherche plus personnalise. Une autre ide est dexploiter aussi les informations tex-tuelles prsentes. Il faut pour cela dvelopper des solutions permettant de combiner les deux systmes. Avec ou sans texte, en demandant plus ou moins lutilisateur de participer, la recherche et lindexation dimages intressent tout le monde. On peut imaginer de laide la dcision pour inter prter une radiographie mdi-cale : le mdecin se verrait proposer des cas similaires. Plus proche de nous, il y a aussi tous les appareils qui stockent des images : aujourdhui il existe des magnto scopes num-riques, et les tlphones permettent de prendre des photos et de raliser de petits films, autant dimages nu-m riques que lon veut exploiter au mieux. Pensez aux nombreuses pho-tos numriques qui saccumulent sur le disque dur de votre ordinateur*http://www-rocq.inria.fr/imediaPour en savoir plus : Description et indexation automatiques des documents multimdias : du fantasme la ralit .http://interstices. info/indexation

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5NEMoMEMmTHODEMATHmMATIQUEPOURSIMULERLAPOUSSEDUBLmLESCOURANTSMARINSETLASTRUCTUREDUPLASMA1UIADITQUELESMATHSNESERVAIENTgRIEN

pouvons utiliser lquivalent de la puis-sance dune cinquantaine de PC du commerce. La simulation de validation se fait ensuite sur des supercalculateurs mis disposition de la recherche pu-blique. Elle ncessite souvent quelques centaines dheures de calcul !

PLUS ON ESTDE MODLESLa collaboration avec les physiciens est trs pousse : Nous leur fournis-sons des outils logiciels et mathma-tiques pour amliorer leurs modles, et en contrepartie nous bnficions dune validation de nos travaux sur des cas rels , reprend Franois-Xavier Le Dimet, pour qui le prin-cipal dfi est de parvenir coupler des modles diffrents. Faire de la climatologie en ne considrant que latmosphre na pas de sens. Il faut aussi considrer et donc modliser locan, les eaux continentales et la vgtation, dont linfluence sur le climat est grande. Cependant les constantes de temps et despace sont trs diffrentes entre ces milieux. De plus, les mtorologues, ocanogra-phes et hydrologues nont pas les mmes langages ou cultures. Cest un des rles des mathmaticiens dtre un dnominateur commun, de btir des ponts entre les disci-plines , souligne Franois-Xavier Le Dimet. Les ouragans dAmrique du Nord sont un exemple typique de couplage atmosphre-ocan . Le comportement relativement prcis dun ouragan est prvisible avec 48 heures davance en utilisant un modle atmosphrique, un modle ocanique et des donnes de ces deux milieux. Cela laisse le temps dva-cuer les populations. Lexemple tra-gique de louragan Katrina, qui a tou ch les tats-Unis en 2005, lil-lustre : sans prvision mtorolo-gique, le bilan des pertes humaines aurait malheureusement t encore plus lourd. Il est vraisemblable que le cot des recherches mtoro lo-giques, ocanographiques et math-matiques est faible par rapport aux dommages causs par de telles catas-trophes. Travailler amliorer les prvisions prend tout son sens.Pour en savoir plus : Mieux prvoirles phnomnes mtorologiques .http://interstices.info/meteo ; http://interstices. info/prevision-environnement

effets dune mare noire en prvoyant la trajectoire des hydrocar bures. Ils servent galement pour la navi ga tion, pour la pche ou encore pour lam -na gement du littoral, en simulant lrosion de la cte. Les fluides go-physiques possdent des pro prits communes, ce qui permet demployer des mthodologies comparables en ocano graphie, en mto rologie ou en hydrologie , gn ra lise ric Blayo, qui dirige lquipe MOISE, successeur de lquipe IDOPT de Franois-Xavier Le Dimet. La difficult pour effectuer des prvisions en mto rologie, par exem-ple, est de dterminer ltat initial : qualifier le temps quil fait aujourdhui pour prvoir comment il va voluer. Pour cela, nous avons, dune part, des mesures, dautre part des modles construits partir des lois physiques, prcise Franois-Xavier Le Dimet. Cela donne des quations trs complexes. Certains modles mto rologiques tiennent compte en effet de plusieurs centaines de millions de variables chaque instant ! Les chercheurs dIDOPT dveloppent des mthodes mathmatiques qui permettent dop-timiser la modli sation et de prendre en compte un maximum de donnes. Des mthodes qui ont besoin dtre valides sur des cas rels, ce qui deman-de une grande puissance informatique. La phase de mise au point requiert des calculs de quelques dizaines de minutes une heure, environ. Ici, nous

0 our optimiser la pousse du bl, les agriculteurs ont la possibilit dexprimenter en plein champ : ajouter de leau, uti liser un nouvel engrais, etc. Mais ils devront attendre la rcolte pour savoir si la stratgie tait bonne, et la saison suivante pour lamlio-rer Les scienti fiques ont la solu-tion : ils font pousser des plants virtuels sur leur ordinateur, o cha-que caractristique est valide par les donnes biologiques. Ils peuvent ainsi faire tourner des algorithmes en modifiant les fertilisants, lapport deau Et obtenir, sans se salir les mains, des rcoltes idales ! Impli-quant plusieurs quipes de recherche de lINRIA mais aussi dautres insti-tuts de recherche franais et chinois, ce programme de modlisation en agronomie fait appel des mthodes mathmatiques dveloppes par lquipe IDOPT du centre de recher-che INRIA Gre noble. Il sagit dune mthode dassimilation des don-nes propose il y a une vingtaine dannes par Franois-Xavier Le Dimet, qui dirige lquipe. Elle est employe, notamment, par de grands centres de mto rologie comme Mto France, et sera prochaine-ment utilise par le programme de recherche Mercator Ocan, qui dli-vre des analyses et des prvisions ocanographiques. Celui-l mme qui fournissait Maud Fontenoy une prcieuse description en temps rel des courants de surface, lors de sa traverse du Pacifique.

UN OCAN DE POSSIBILITSLes modles ocaniques font jus-tement partie des spcialits des scienti fiques de lquipe IDOPT. Ces modles permettent danticiper les

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% t si des capteurs rpartis sur la surface de locan signa-laient automatiquement toute variation anormale du niveau de la mer ? Les tsunamis nchapperaient plus au contrle humain. Imaginez un systme iden-tique la surface des volcans, afin de prvoir les ruptions. Le savoir pour-rait progresser. Ce sont quelques-unes des applications que lon peut envisager grce aux Pops (petits objets portables scuriss). David Simplot-Ryl dirige lquipe POPS de lINRIA Lille. Dans son bureau, sur le campus de luniversit scien-tifique de Lille, trois crans lui font face. a fait Matrix , plaisante-t-il, en prcisant que cest uniquement parce quil transfre des donnes sur un ordinateur portable . Sur lun des crans tourne une simula-tion de rseau de type ad hoc. Cest une ide trs sduisante de rseau sans oprateur , explique David Simplot-Ryl. Pas de serveur central, mais un relais entre utilisateurs. On pourrait, par exemple, distri-buer un PDA [ndlr : assistant per-sonnel de type Palm] chacun des tu diants sur le campus, et on ferait transiter de la voix de lun lautre, jusquau destinataire, sans passer par aucune antenne relais. Sur son cran, on distingue des points re-lis entre eux. Certains sont bleus, dautres rouges. Ce sont ceux qui nont plus de batterie, car ils sont situs au centre et supportent la majorit des communications, donc ils consomment plus. Nous tra-vaillons notamment rpartir la charge pour viter ce problme. La consommation dnergie est lune des trois principales contraintes cres par la petite taille des Pops, les deux autres tant la mmoire et la

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puissance de calcul. Le travail de lquipe est de permettre dexploiter au mieux ces capacits limites.

DES PUCES PLUS SAVANTES Les cartes puces contiennent 27 mm2 de silicium cest peu prs 50 fois plus petit quun proces-seur dordinateur et les tiquettes lectroniques peine 3 mm2 soit 500 fois moins ! Les programmer pour les utiliser au mieux demande une grande expertise. Nous cher-chons fournir des logiciels de base et des outils aux programmeurs qui travaillent dessus. Parmi les dfis relever : la communication sans fil, avec le dveloppement de systmes dchange de donnes qui peuvent sadapter des environnements dif-frents, par exemple trs haute temprature, prs dun volcan. Mais il faut aussi prendre en compte le type de donnes transmettre, la ncessit de les obtenir en temps rel ou pas, plus ou moins longue dis-tance, etc. Il faut galement optimi-ser la gestion de lespace mmoire en dveloppant des algorithmes adap-ts : Windows, par exemple, utilise prs de 200 Mo au dmarrage, expli-que David Simplot-Ryl. Ce nest pas adaptable aux petits objets, il faut utiliser dautres systmes. Le der-nier verrou est celui de lefficacit : Quand votre tlphone portable met cinq secondes dmarrer, cest parce que la carte puce est lente. Or, ce nest pas parce quon est petit quon doit forcment tre lent ! Nous travail lons des langages interm-diaires entre le matriel et le langage des pro grammeurs, pour gnrer des instruc tions plus efficaces. Cest pourquoi lquipe POPS re-groupe une vingtaine de personnes aux comptences complmentaires.

Certains sont spcialistes en mat-riel, dautres en protocoles de com-munication ou encore en logiciels de base Ceux qui font la recherche sont avant tout les doctorants.

OUVRIR LE MARCH lINRIA, lquipe POPS collabore beaucoup avec les industriels qui viennent lui soumettre des pro bl-mes rsoudre. Cela nous permet de centrer notre recherche sur les

applications, mme si, en parallle, nous faisons de la recherche fonda-mentale. Au final, on se rend compte que cela converge , se flicite David Simplot-Ryl. Lune des plus grandes fierts du jeune patron de lquipe est sans doute la mise au point dun pro-tocole danticollision pour les ti-quettes lectro niques, ces petites puces qui font leur apparition sur le march. Remplaant les tiquettes de prix tradi-tionnelles, elles peuvent tre lues dis-

tance car elles transmettent leurs informations sans fil, par la seule voie des airs. Cela permet, par exemple, de retrouver un animal de compagnie perdu, de classer trs facilement les ouvrages dans les bibliothques, de suivre les bagages dans les aroports ou encore de mieux grer les stocks en magasins (on peut savoir immdiate-ment quand le produit est pass en caisse et nest plus en rayon). Lide est apparue en 1998. Nous avons dpos le brevet en 1999, et les premires vri-tables applications sont arrives trois ans plus tard. David Simplot-Ryl et ses collgues ont russi mettre au point une technologie permettant une lecture trs rapide des informations contenues dans un grand nombre dtiquettes lectroniques : jusqu 200 la seconde. Un succs comme celui-l, on en a un tous les cinq ans , relati-vise le chercheur. Pour connatre dautres succs, son objectif est de met-tre dsormais disposition en open source (cest--dire avec le code du programme accessible tout le mon-de) une plate-forme de rfrence, sorte de bote outils pour les pro-

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grammeurs et les fabricants de puces. Cette plate-forme regrouperait toutes les der nires avances en termes de gestion de mmoire, defficacit, de communication, afin de leur permet-tre de raliser au mieux leurs projets.

LES POPSBIENTT AU TOPQuil sagisse des cartes puces, des tiquettes lectroniques ou des cap-teurs autonomes, lutilisation des Pops est en plein essor. Ce sont les performances ralises dans la minia-turisation qui ont permis cela, expli-que David Simplot-Ryl. Faire du pair pair a du sens, contrairement aux rseaux centraliss autour dun chef dorchestre, une station de base. On le voit bien avec la tlphonie mobile : aujourdhui, on a atteint les limites de la technologie GSM, le rseau est saturation. Pour moi, lavenir se trouve dans les rseaux ad hoc. Pour en savoir plus sur les tiquettes com-municantes et les rseaux de capteurs :http://interstices.info/rfid ;http://interstices.info/reseaux-capteurs [quipe ASAP].

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er.

LInstitut national de recherche en informatique et en automatique (INRIA) nous a ouvert ses portes. Nous sommes alls rencontrer des chercheurs qui inventent des interfaces pour que lhomme et la machine apprennent mieux communiquer, des scientifi ques qui crent des mondes virtuels, des spcialistes qui tudient la scurit des rseaux informatiques

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HISTORIQUE

Le numrique, une r v

3500 AV. J.-C. Le boulier, premire machine calculer. Calcul vient du latin calculus qui signifie caillou. Avant les pre-mires inventions, les hommes utilisaient des osselets ou des cailloux pour compter. La premire machine est le boulier dont chaque boule reprsente une unit, une dizaine ou une centaine. Il permet deffec-tuer des additions, des soustractions, des multiplications et des divisions.

1801 La machine cartes perfores de Jacquard. Joseph Marie Jacquard construit un mtier tisser automatique command par un systme de cartes perfores changes en fonction des motifs dsirs. Cest le tout premier systme de traitement automa-tique de linformation utilisant des cartes perfores qui sera la base de nombreuses inventions. Sa machine suscite la mfiance des ouvriers qui se rvoltent en laccusant de prendre leur travail.

1840 Ada Lovelace dfinit le principe des algorithmes, itrations successives dans lexcution dune opration.

1854 George Boole dfinit la logique binaire. La logique boolenne dmontre que tout processus logique peut tre dcom-pos en une suite doprations logiques (et, ou, non) appliques sur deux tats (zro-un, oui-non, vrai-faux, ouvert-ferm).

1874 Brevet pour le tlphone dAlexan-der Graham Bell. Un saut immense est fran-chi dans lhistoire des tlcommunications avec linvention du tlphone, attribue

Alexander Graham Bell. Auparavant les signaux ou les pigeons voyageurs avaient t supplants par le tlgraphe, mais la voix ntait pas transporte distance.

1937 La machine de Turing, dAlan M. Turing. Sorte dordinateur logique trs simple, cette machine rsout des problmes mathmatiques. Cest un modle abstrait du fonctionnement dun ordinateur et de sa mmoire. Cette machine idale na jamais t construite.

1946 Eniac (Electronic Numerator Inte-grator Analyser and Computer). LEniac est le premier ordinateur. Il pse prs de 30 t, mesure 24 m de long pour 5,5 m de haut et occupe une surface au sol de 160 m2 ! Utilis par larme, il permettait de calculer la trajectoire dun projectile en 20 secondes (un homme la calculait aupa-ravant en trois jours).

1971 Premier e-mail envoy via le rseau exprimental Arpanet, de larme amri-caine, cr en 1969.

1971 Le microprocesseur dIntel. Intel construit son premier microprocesseur (processeur tenant sur un circuit intgr), le 4004, avec une frquence de base de 108 kHz. Aujourdhui, les derniers micro-processeurs grand public dpassent les 3 GHz (3 millions de kHz).

1976 Steve Wozniak et Steve Jobs fa briquent lApple 1. Dot dun processeur de 1 MHz, lanctre du Mac voit le jour

Apparu dans les annes 1980, lordinateur grand public quipe aujourdhui plus dun foyer sur deux en France ! Chaque anne dans lHexagone, il sen vend quelque 10 millions, dont plus de la moiti sont des portables. Linformatique est de plus en plus accessible et mobile ! Et larrive des mini-PC renforce une tendance dj bien engage avec les baladeurs sur lesquels on peut regarder un fi lm, la tlphonie 3G qui permet de recevoir la tl sur son tlphone, lexplosion des GPS Quels bouleversements : la rvolution du numrique, dbute il y a peine plus de 50 ans, est bien en marche ! Communications, accs aux connaissances, cartographie, mdecine, mtorologie, industrie, entreprises, loisirs Lensemble de la socit volue avec les nouvelles technologies, toutes issues des recherches sur les sciences du numrique. FV4 > Les sciences du numrique INRIA PHOSPHORE

1946 Eniac

1971 Le microprocesseur dIntel

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1801 La machine cartes perfores de Jacquard

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volution en marche

diffusion des informations internes au Cern (Centre europen pour la recherche nuclaire). Le World Wide Web est n.

1991 Linux, mis au point par Linus Torvalds. Linux est un systme dexploi-tation dvelopp avec laide de nombreux bnvoles. Aujourdhui, le noyau est dispo-nible sur PC et sur Mac, ainsi que sur les stations de travail Sun, Silicon Graphics et autres, accompagn de logiciels libres de droits de copie. La majorit des serveurs Web fonctionnent sous Linux.

1993 Mosaic. Mosaic est le premier navi-gateur web avoir une large diffusion sur tous les systmes informatiques. Suivra Netscape, sa version commerciale.

1997 Le format DVD. Aprs la cassette audio, cest au tour de la cassette vido de progressivement disparatre avec larrive du format DVD.

1998 Le MPman, premier lecteur MP3. Quasiment devenu synonyme de piratage, le format de fichier MP3 permet denregis-trer du son, donc de la musique, en utili-sant peu de mmoire. Les fichiers peuvent fa cilement tre changs sur Internet. Le premier lecteur MP3 commercialis par MPman avait une capacit de 32 Mo (soit environ huit chansons).

1998 Lappareil photo numrique. La rvolution numrique sempare galement de la photographie. Les ventes connaissent une vritable explosion, avec un total de

dans un garage, fabriqu par deux infor-maticiens gs de 21 et 26 ans. Le botier est en bois et lApple I se branche sur un cran de tlvision.

1979 Philips et Sony sortent le CD audio. Cest la fin annonce de la cassette audio. Le nouveau support denregistrement offre une qualit audio indite.

1980 Dmarrage dInternet. Vinton Cerf propose un plan dinterconnexion entre les rseaux universitaires dj existants (CSNET et Arpanet), en utilisant le proto-cole TCP/IP. Ce protocole (rgles dfinis-sant un langage afin de faire communiquer plusieurs ordinateurs) est toujours utilis aujourdhui.

1981 Le PC (Personnal Computer) dIBM. Le premier micro-ordinateur grand public est commercialis avec le systme dexploi-tation MS-DOS de Microsoft. Baptis IBM PC, il marque le passage du terme PC dans le vocabulaire commun. Une version haut de gamme seize couleurs est disponible.

1984 Apple lance le Macintosh, ordina-teur avec une interface graphique. Le Macintosh embarque un processeur caden-c 8 MHz, 128 Ko de Ram, 64 Ko de Rom. Il est quip dune souris et dun cran noir et blanc intgr de neuf pouces dune rso-lution de 512 x 384 pixels.

1989 Le Web, cr par Tim Berners-Lee au Cern. Tim Berners-Lee propose un sys-tme hypertexte destin amliorer la

131 millions dappareils photo numriques vendus en 2007 (source IDC).

2001 Le tlphone mobile - appareil photo numrique. On assiste une conver-gence entre les appareils. Les premiers tl-phones portables capables de prendre des photos apparaissent en 2001. Aujourdhui, les tlphones mobiles lisent les MP3 et permettent de surfer sur Internet.

2002 Les crans plats grand public. Petite rvolution sur les bureaux : lcran se fait plus discret et moins encombrant grce larrive des crans cristaux liquides. Lordinateur gagne progressivement les autres pices du logement.

2005 Lancement de la TNT en France. La tlvision, en passant au numrique, offre une amlioration du son et de limage. Elle permet aussi de multiplier le nombre de chanes.

2006 Wii : le succs des consoles de jeu vido nest plus dmontrer. Avec la Wii de Nintendo, la console franchit un cap en devenant plus interactive, et toute la famille sy met.

2008 LiPhone 3G. Apple lance une nou-velle version (la premire est sortie en 2007) de son tlphone mobile avec cran tactile et interface multidigitale. Lecteur MP3 et vido, il supporte la tlphonie troisime gnration qui facilite le surf sur Internet et embarque aussi un GPS. La concurrence sorganise

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1989 Le Web, cr par Tim Berners-Lee

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1991 Linux




Phosphore : Quel message voulez-vous transmettre avec ce projet de tour du monde en avion solaire ?Bertrand Piccard : Le message de Solar Impulse est simple : ou bien notre monde continue consommer un million de tonnes de ptrole par heure sans compter les autres ner-gies fossiles changer le climat, laisser de ct la moiti de lhumanit, et nous courons la catastrophe, ou nous prenons conscience quil faut conomiser lnergie, nous dvelop-pons des technologies qui rendent plus efficace notre consommation, nous trouvons de nouvelles sources dnergie, nous raisonnons en terme de dveloppement durable et alors, lavenir devient intressant. Or, la plus

grande entrave un avenir meilleur nest pas le manque dides nouvelles, mais la peur du changement. Ainsi Solar Impulse est une manire de montrer que lexploration, lesprit de pionnier, dentrepreneur, de pair avec une vision durable, est enthousias-mante, rentable et valorisante.

Quel lien faites-vous entre Solar Impulse et le numrique ?Andr Borschberg : Il faut trouver des moyens de transport, des ner-gies, qui permettent de rduire notre impact sur lenvironnement, tout en maintenant lextraordinaire mo bilit laquelle on peut accder aujourdhui. Le numrique intervient ici de ma-nire dterminante. Afin de limiter

RENCONTRE

Solar Impulse daux nergies reno uLe projet est fou et gnial : faire voler, de nuit comme de jour, un avion propuls exclusivement lnergie solaire, jusqu effectuer un tour du monde sans aucun carburant ni missions polluantes. Aux commandes, Bertrand Piccard et Andr Borschberg, la tte dans les toiles mais les pieds bien sur terre, nous ont reus pour voquer leur dmarche. Leur succs ne sera possible quavec des performances encore ingales ce jour, combinant exprimentations et simulations numriques complexes.

Propos recueillis par frdric vladyslav


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Le premier prototype Solar Impulse, le HB-SIA, dune envergure de 61 m,vole, de jour comme de nuit, sans aucun carburant grce lnergie solaire.




DEUX PILOTES AUX COMMANDESBERTRAND PICCARD est linitiateur du projet et son prsident. Mdecin psychiatre, spcialis en hypnothrapie, cest un pionnier du vol libre et de lULM en Europe. Passionn par ltude

du comportement humain en situations extrmes, il se lance dans le vol en montgolfi re et sera vainqueur de la premire course transatlantique en ballon. En 1999, avec Brian Jones, il ralise le premier tour du monde en ballon sans escale, vol le plus long en distance et en dure de toute lhistoire de laviation. Bertrand Piccard, qui porte le titre dambassadeur itinrant des Nations unies, a de qui tenir : son grand-pre, Auguste Piccard, a ouvert la voie laviation moderne et la conqute spatiale en inventant le principe de la cabine pressurise et du ballon stratosphrique. Cest lui qui inspira Herg le personnage du professeur Tournesol ! En 1931, il effectue la premire ascension dans la stratosphre 15 780 m daltitude. Appliquant le principe de son ballon stratosphrique lexploration des abysses, il construit ensuite le bathyscaphe avec lequel il plonge, en compagnie de son fi ls Jacques, 3 150 m de profondeur en 1953. Jacques Piccard, pre de Bertrand, tablit plus tard un record en atteignant - 10 916 m dans la fosse des Mariannes, le point le plus profond des ocans. Il sera lauteur de dveloppements importants dans le monde de lexploration des fonds marins.

ANDR BORSCHBERG est le directeur gnral du projet Solar Impulse. Ingnieur de lcole polytechnique fdrale de Lausanne en mcanique, licenci du MIT en science

du management, Andr Borschberg possde une large exprience dadministrateur et de crateur dentreprises. Cest aussi un passionn daviation, pilote de chasse form lcole des Forces ariennes suisses, titulaire de licences de pilote professionnel davion et dhlicoptre. Pour Solar Impulse, il a mis sur pied et motiv une quipe de 55 personnes compose des meilleurs spcialistes venant dhorizons et dorigines trs divers, pauls par plus dune centaine dexperts et de conseillers. Les recherches portent en effet sur de nombreux secteurs touchant la conception, larodynamique, les rendements nergtiques, la structure, les matriaux composites et les procds de fabrication. Le budget est de 70 millions deuros sur cinq ans.

AB : Cest une rflexion trs juste : dun ct le numrique possde des avantages exceptionnels en matire doptimisation, notamment, de lautre il risque denfermer son utili-sateur dans un schma existant. Par ailleurs, notre but est de communi-quer sur ce que nous faisons. Nous voulons toucher un maximum de gens, sans quils soient toutefois obli-gs de se dplacer, ce que permettent Internet et le multimdia.

Comment procdez-vous pour la conception de cet avion novateur ?AB : Notre quipe se base sur son exprience, projette une extension de ce qui existe et cherche des solu-tions nouvelles. En mme temps, nous avons besoin de trouver des rponses ralistes. Nous avons ainsi men une rflexion autour de la question nergtique ; nous nous sommes particulirement interrogs sur la capacit nergtique du soleil, puisque cette nergie doit permettre lavion deffectuer un vol continu avec une alternance jour/nuit. Il y a lnergie solaire disponible, la quan-tit que lon peut collecter et la quan-tit que lon peut utiliser. On arrive ainsi un bilan qui nous permet de dfinir des objectifs, comme la per-formance arodynamique de lavion ou sa masse. On doit ensuite trouver des solutions par rapport ces objec-tifs, et cest l que les outils num-riques de simulation et de calcul permettent doptimiser la structure. Finalement, on arrive des gains de poids considrables par rapport aux solutions existantes.

Quelle place les outils numriques occupent-ils dans ce projet ?AB : Nous avons rapidement dcid de faire, dans un premier temps, un tour du monde par tapes, dun conti-nent lautre avec un avion prototype

notre impact, il faut notamment di-mi nuer la consommation nerg tique et, pour cela, crer des systmes plus performants. Nous devons mettre au point, par exemple, des voitures beau-coup plus lgres. Cest l quinter-viennent la simulation, les possibilits de calcul ou encore la conception assiste par ordinateur.

BP : Ltre humain doit tre capable de trouver par lui-mme de nouvelles solutions hors de son champ de connaissances, cest a la crativit. Et cest une chose que lordinateur ne remplacera jamais. Le numrique est un outil formidable, mais il nest pas l pour remplacer le raisonnement. Au final, la dcision reste humaine.

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RENCONTRE

quil est sensible un excs din-clinaison (lorsque lavion fait un virage, il sincline sur laile). On doit donc maintenir des inclinaisons de 10 maximum, cest--dire nette-ment infrieures celles que sup-porte un avion classique. LEPFL (cole polytechnique fdrale de Lausanne) a dvelopp une inter-face qui avertit le pilote ds que lavion sort de son domaine de vol, grce un systme de vibreur.

Comment ce systme de vibreurfonctionne-t-il ?BP : De manire trs simple. Quand le pilote ressent une vibration dans le bras droit, il doit appliquer une correction ct gauche, et inver-sement. Ainsi, lorsque le pilote se trouve en phase de repos, ou mme de sommeil, il est mme de ragir et dappliquer immdiatement la correction. Nous avons test cela en simulateur, en vol virtuel, durant des phases dendormissement et dans des situations de danger. Nous avons observ les ractions du pi lote et constat que ce systme tait dune grande efficacit. Ce sont, typique-ment, des technologies qui pourront galement tre appliques dautres situations. Cette interface homme-machine pourrait, par exemple, tre utilise dans lautomobile.

Des caractristiques qui donnent le vertige Lenvergure dun Airbus A340 pour le poids dune voiture

moyenne : 61 m pour 1 500 kg, telles sont les incroyables caractristiques du premier prototype de Solar Impulse ! taille gale, sa structure doit tre huit fois plus lgre que celle du meilleur planeur, autant dire que le dfi est immense en termes de rigidit, de lgret et de contrle en vol. Pour cela, lavion est construit autour dune ossature en matriaux composites : fi bres de carbone et nids-dabeilles assembls en sandwich.

Le revtement suprieur des ailes est constitu de 12 000 cellules photovoltaques en silicium monocristallin pais de 180 microns, formant comme une peau sur 200 m2. Slectionnes pour leur capacit combiner lgret et rendement, elles alimentent les lourdes batteries de 400 kg au total qui obligent rduire au maximum le poids du reste de lavion, optimiser toute la chane nergtique et maximiser le rendement arodynamique.

Chaque mtre carr de cellules photovoltaques ne peut fournir que 28 W en continu sur 24 heures, soit lquivalent dune ampoule lectrique. Sous les ailes sont disposes quatre nacelles contenant chacune un moteur et une batterie au lithium polymre constitue de 70 accumulateurs. Chaque moteur, dune puissance de pointe de 10 CV, est limit 200-400 tours/minute pour la rotation dune hlice bipale de 3,5 m de diamtre.

Lavion fi nal sera encore plus grand avec une envergure de 80 m, celle de lnorme Airbus A380, pour seulement 2 000 kg !

brut , sans lencombrement dune cabine pressurise et avec un tableau de bord rduit lessentiel. Cest une premire approche doptimisation entre la consommation dnergie, le poids, la performance et la contrla-bilit. Lobjectif est tout dabord de valider les rsultats des simulations numriques, les choix technologi-ques et les techniques de construc-tion, de tester le domaine de vol et de dmontrer lefficacit nergtique de lensemble. Voler dun continent lautre implique tout de mme des vols de quatre cinq jours et cinq nuits, ce qui impose des prvisions mtorologiques et des planifica-tions de vol suffisamment prcises pour maintenir lavion dans un environnement optimal. Pour ce faire, nous avons d crer avec notre partenaire Altran des outils informa-tiques permettant de simuler la per-formance de lavion, lnergie quil reoit, quil collecte, quil consomme, en fonction des donnes mtoro-logiques environnantes : tempra-ture, pression, vents, humidit, etc. Aujourdhui, nous sommes capables de calculer prcisment quel serait le comportement de lavion un ins-tant T, un endroit donn.

Do proviennent les donnes mtorologiques que vous voquez ? Sont-elles prcises ?AB : Elles sont issues de modles de prvisions ralises tout autour de la plante. Bien sr, les prvisions long terme restent peu prcises, mais trs court terme, les modles sont extrmement fiables, surtout entre les mains de notre mtorologue, Luc Trullemans. Au fur et mesure, on vrifie par image satellite la situa-tion relle, pour voir si la prvision est conforme aux conditions ren-contres. Lobjectif est que lavion se trouve dans une situation

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