Inria - Plan stratégique 2008-2012

INRIA

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2008 - 2012

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Document édité par la direction générale de l’INRIA

Maquette :

Crédits photos : © INRIA / J. Wallace, C. Lebedinsky,

J.M. Ramès, A.S. Douard - © CNES / Distribution Spot

Image / 1998 - © Airbus S.A.S. / 2008 - © Frédéric Cirou -

© DigitalVision

ISBN 2-7261-1296 8

Janvier 2008


Sommaire

1L’INRIA : Un bref historique1.1 Delacréationàlafindesannées90 page6

1.2 Lapériode1999-2003: Undéveloppementsansprécédent page8

1.3 Lapériode2004-2007:Consolidationetreprisedudéveloppement page10

2 Enjeux et contexte de la recherche en STIC2.1 Desenjeuxdesociété page28

2.2 Desdéfisscientifiquesettechnologiques page31

2.3 LecadreinternationaletnationaldesrecherchesenSTIC page33

3Priorités stratégiques et ambitions de l’INRIA3.1 Modéliser,programmer,communiqueretinteragir page41

3.1.1 Modélisation,simulationetoptimisationdesystèmesdynamiquescomplexes page42

3.1.2 Programmation:Sécuritéetfiabilitédessystèmesinformatiques page48

3.1.3 Communication,informationetcalculubiquitaires page56

3.1.4 Interactionavecdesmondesréelsetvirtuels page64

3.2 Aucœurdudéveloppementdessciences etdestechnologies page71

3.2.1 Ingénierienumérique page72

3.2.2Sciencesnumériques page78

3.2.3Médecinenumérique page88

3.3 Défissociétauxcouvertsparcespriorités page93

3.4 Thématiquesémergentes page95

4Actions et stratégie pour atteindre les objectifs4.1 L’INRIAauseindudispositifnational page98

4.2 Renforcerl’attractivitédel’institut page100

4.3 Recherche,développementettransfert page110

4.4 Relationseuropéennesetinternationales page120

4.5 Organisationetfonctionnementinternes page123

Glossaire page128

�Plan stratégique 2008-2012

L’INRIA : Un bref historique

H istoire

1.1 Delacréationàlafindesannées90 page6

1.2 Lapériode1999-2003: Undéveloppementsansprécédent page8

1.3 Lapériode2004-2007:Consolidationetreprisedudéveloppement page10

Danscettepartie:

L’INRIA : Un bref historique

H istoire

� Plan stratégique 2008-2012

La stratégie de l’INRIA pour les prochaines années se nourrit de son histoire, et en particulier de la forte dynamique de développement amorcée au début des années 2000.

L’IRIA, Institut de recherche en informa-tique et en automatique, est fondé en 19�7 à Rocquencourt, près de Versailles, dans le cadre du « Plan Calcul » qui vise à renforcer la recherche et l’industrie française en infor-matique. Devenu INRIA en 1979, il prend en 1985 le statut d’EPST¨*.Pour l’essentiel, ses fondations sont l’œuvre de Jacques-Louis Lions, qui développe la recherche en mathématiques appliquées à l’IRIA à partir de 19�7, et devient le premier président de l’INRIA de 1979 à 1984. Il est l’un

des plus grands mathématiciens appliqués de son siècle, mais il est aussi un visionnaire qui comprend dès les années 50 que l’ap-parition des ordinateurs va permettre des développements scientifiques très profonds en mathématiques appliquées et en informa-tique. On voit encore à l’INRIA aujourd’hui plusieurs aspects du riche héritage laissé par Jacques-Louis Lions :• un institut de recherche où l’informatique,

l’automatique et les mathématiques appli-quées sont simultanément présentes et interagissent en profondeur ;

• une vision positive des relations indus-trielles, source de problèmes de recherche nouveaux et intéressants ;

• une organisation fondée sur des équipes de 10 à 20 chercheurs, appelées « projets de recherche », dont les membres partagent des objectifs communs, sans structures intermédiaires de type départements ;

• une grande attention apportée à la formation, et notamment à la formation doctorale, en coopération étroite avec les universités et les écoles ;

• une très forte implication dans des coopé-rations internationales.

Alain Bensoussan, automaticien, professeur à l’Université Paris-Dauphine et ancien colla-borateur de Jacques-Louis Lions, lui succède à la présidence de l’INRIA de 1984 à 199�. Alain Bensoussan s’inscrit dans la droite ligne de son prédécesseur, et l’INRIA accroît sa notoriété en Europe et dans le monde. L’institut joue un rôle de pionnier, comme l’attestent son action pour introduire Internet en France et son implication dès 1984 dans le soutien à la création d’entreprises : 25 sociétés issues de l’INRIA sont créées entre 1984 et 1994, dont ILOG, leader mondial dans les composants logiciels pour l’optimi-sation. Il s’implique fortement dans l’espace européen de la recherche, notamment par la création du groupement ERCIM fondé en 1989 avec le GMD en Allemagne et le CWI aux Pays-Bas. En 1995, l’INRIA est choisi par le MIT et la commission européenne pour être l’hôte européen du World Wide Web Consortium (W�C), l’organisation de standardisation des technologies du Web.

De la création à la fin des années 90

1.1

Jacques-LouisLions-1980. * Une table des sigles est donnée en annexe.

1.1 De la création à la fin des années 90

Histoire

7Plan stratégique 2008-2012

Dans la même période, l’INRIA développe des partenariats importants au sein du dispositif national de recherche et d’enseignement supérieur. Il crée successivement des unités de recherche sur le campus universitaire de Rennes en 1980, puis en 198� dans la toute jeune technopole de Sophia Antipolis près de Nice, et enfin en 198� en Lorraine sur le campus universitaire de Nancy. La cinquième unité de recherche, appelée Rhône-Alpes, est ouverte à Grenoble en 1992, avec une antenne à Lyon.1994 est l’année du premier plan stratégique de l’INRIA, qui met en avant le caractère diffusant des STIC, l’importance des applica-tions et des relations industrielles et énonce la devise qui résume les objectifs stratégi-ques de l’institut : excellence scientifique et transfert technologique. Il est à l’origine d’une très forte mobilisation de l’institut et de ses personnels pour développer les acti-vités de valorisation de la recherche, ce qui se traduit par un doublement des ressources contractuelles entre 1994 et 1999 alors que les effectifs permanents de l’institut progres-sent à peine de 10 %. Cette période voit aussi de profonds changements externes : la « convergence » de l’informatique, des télécommunications et de l’audiovisuel, la dérégulation des télécommunications, et le fantastique développement d’Internet et des technologies de l’information et de la commu-nication. En lien avec ces changements, l’ins-titut infléchit sensiblement ses thèmes de recherche pour s’impliquer davantage dans le domaine des communications, dans les technologies d’Internet et du Web et dans la modélisation des réseaux. Dans le même temps, l’institut poursuit activement ses inves-tigations dans le domaine des technologies médicales, commencées progressivement à partir du début des années 90.En interne, la période 1984-199� voit aussi le renforcement de plusieurs aspects de la politique d’établissement de l’INRIA :• l’institut accroît la qualité et la rigueur du

processus d’évaluation des projets de recherche, et amplifie le renouvellement des projets de recherche et celui de leurs responsables ;

• il renforce son action en faveur de la création d’entreprises ;

• il augmente son ouverture en encou-rageant résolument la mobilité de ses chercheurs et ingénieurs et en ouvrant plus largement son recrutement à des candidats extérieurs ;

• il amplifie ses partenariats au sein du dispo-sitif national de recherche en augmen-tant le nombre de projets de recherche communs avec d’autres établissements et en lançant la formule très appréciée des « actions de recherche coopérative », ouvertes à des équipes extérieures pour développer de nouvelles coopérations et attaquer des thèmes de recherche originaux.

Durant cette période, l’institut traverse néanmoins quelques difficultés sérieuses. Elles sont liées pour une part à la mauvaise conjoncture économique et aux contraintes sévères qui s’exercent sur le budget de l’État et rendent très difficile le développement des deux unités de recherche les plus récentes, en Lorraine et Rhône-Alpes. Toute l’action de l’institut souffre du manque de personnels ITA (ingénieurs, techniciens et administratifs) pour maintenir à un bon niveau les activités d’ac-compagnement de la recherche. Sur un autre plan, la contractualisation des laboratoires de recherche des universités et du CNRS, vers 1995-199�, crée quelques tensions entre l’INRIA et ces établissements du fait des difficultés à accommoder cette structuration en laboratoires avec l’organisation de l’INRIA en équipes-projets de plus petite taille.

8 Plan stratégique 2008-2012

Bernard Larrouturou, mathématicien appliqué, professeur à l’École polytechnique, est nommé président de l’INRIA en 199�. Dès 1997, l’INRIA amplifie ses actions pour insister, en France et en Europe, sur l’importance stratégique du domaine des sciences et technologies de l’information et de la communication (STIC). L’institut se donne en 1999 un nouveau plan stratégique ambitieux, qui plaide avec vigueur pour que le domaine des STIC bénéficie d’une priorité affirmée dans le cadre de la politique nationale de recherche. Il affirme aussi la volonté de l’INRIA d’amplifier son effet d’entraînement au sein du dispositif national, et son ambition de participer plus activement à l’intense compétition internationale du secteur des STIC avec l’objectif de devenir, en quelques années, un institut reconnu comme le leader européen et l’un des meilleurs centres mondiaux dans son domaine.

Une très forte priorité des pouvoirs publics2000 est une année charnière : le Conseil inter-ministériel pour la société de l’information, réuni le 10 juillet 2000 sous la présidence du Premier ministre, souligne que le plan stratégique élaboré l’année précédente par l’INRIA constitue un élément déterminant dans la définition d’une poli-tique nationale ambitieuse dans le domaine des STIC et annonce un accroissement important de l’effort de recherche public dans ce domaine.

Le Premier ministre affirme la nécessité de doubler en dix ans les moyens de l’institut, et annonce la signature du Contrat quadriennal 2000-200� qui prévoit que les emplois financés par l’État au sein de l’INRIA seront portés à 1 180 − 1 100 emplois permanents et 80 postes contractuels − en 200�, à comparer à 7�� emplois permanents en 2000. Cette priorité accordée à l’INRIA, malgré les contraintes s’exerçant sur les budgets de la recherche des années suivantes, permettra à l’INRIA de disposer, en 200�, de 1 148 emplois financés par l’État − 10�1 emplois permanents et 117 postes contractuels.

Un institut fortement engagé dans la compétition internationaleL’institut augmente considérablement ses efforts pour attirer davantage de chercheurs étrangers et devient un institut beaucoup plus interna-tional : un tiers des chercheurs permanents recrutés par l’INRIA entre 2001 et 200� ne sont pas de nationalité française. De plus, l’institut amplifie fortement sa politique d’accueil, en réservant environ un tiers des emplois créés pour l’accueil d’enseignants-chercheurs ou de fonc-tionnaires des corps techniques de l’État, et en accueillant sur des contrats à durée déterminée des jeunes ingénieurs en sortie d’école pour un premier emploi à fort contenu technologique. En lien avec les écoles et universités dont il est partenaire, l’INRIA est aussi très attentif à la croissance du nombre des doctorants présents dans ses projets de recherche. Ce nombre s’élève de 5�0 à 750 entre le premier semestre 2000 et le premier semestre 200�, dont un tiers d’étrangers.De nombreux signes témoignent de la forte augmentation du rayonnement international de l’INRIA : la croissance du nombre des arti-cles de revues internationales et de leur facteur d’impact, supérieure à celle des effectifs, l’aug-mentation du nombre des visiteurs étrangers, notamment en provenance de l’Asie et de toute l’Europe, la participation importante de l’institut au cinquième PCRD de l’Union européenne, en progression très nette par rapport au quatrième PCRD, la visibilité croissante du groupement ERCIM dont l’INRIA assure la direction et auquel est confié en 200�, à l’initiative de l’institut, le rôle d’hôte européen du W�C. Aux yeux de nombreux observateurs, l’institut figure parmi les premiers centres de recherche européens de son domaine.

La période 1999-2003 :

Un développement sans précédent

1.2

1.2 La période 1999-200� : Un développement sans précédent

Suivid’objetparlacouleur—MAIA.

Histoire


Un comité d’évaluation stratégique − Visiting Committee − constitué presque exclusivement de personnalités étrangères est réuni pour la première fois en 2002 afin d’évaluer l’action de la direction de l’institut et porter une appréciation globale sur l’INRIA*. Enfin, le renouvellement du conseil scientifique de l’INRIA en 200� permet de donner à ce conseil une composition réso-lument européenne.

Des partenariats et un effet d’entraînement renforcés dans le dispositif nationalEn France, l’INRIA amplifie ses partena-riats avec les établissements d’enseigne-ment supérieur. En 200�, près des deux tiers des projets de recherche de l’institut sont communs avec ces établissements, alors que cette proportion était proche de la moitié en 1999. Le schéma de développement approuvé par le conseil d’administration prévoit l’ouver-ture, à terme, de trois nouvelles unités de recherche dans le Sud Ouest, dans le Nord et sur le plateau de Saclay. Pour les incuber et les intégrer au mieux dans son organisation interne, l’institut décide de créer au 1er janvier 2002 une sixième unité de recherche « sans murs », appelée Futurs, localisée sur les trois sites de Bordeaux, Lille et Saclay. Dans le même temps, l’institut met en œuvre, autour de chacune des cinq unités de recherche plus anciennes, une politique d’élargissement géographique : en 200�, l’INRIA compte ainsi une quinzaine de projets « hors-sites » situés à Besançon, Cachan, Lannion, Marne-la-Vallée, Marseille, Metz, Nantes, Paris et plus particu-lièrement à Lyon.

Une politique scientifique affirméeEn regard de la priorité fixée par le gouverne-ment, l’institut s’engage à mobiliser particu-lièrement ses efforts sur quelques thèmes prioritaires, plus précisément sur cinq « défis scientifiques » :• maîtriser l’infrastructure numérique en

sachant programmer, calculer et commu-niquer sur Internet et sur des réseaux hétérogènes ;

• concevoir les nouvelles applications exploitant le Web et les bases de données multimédia ;

• savoir produire des logiciels sûrs ;• concevoir et maîtriser l’automatique des

systèmes complexes ;• combiner simulation et réalité virtuelle ;et deux grands domaines d’application :• télécommunications et multimédia ;• santé et biologie.L’influence de cette focalisation thématique dans la dynamique de la vie scientifique de l’INRIA est très sensible. En particulier, en lien avec les deux premiers défis scientifiques et le premier domaine d’application, l’institut amplifie beaucoup ses recherches sur les réseaux de télécommunications (réseaux haut débit, mobiles, sans fil, ad hoc), le transport et le traitement de données multimédia, le déve-loppement « d’intergiciels » (middleware) pour le calcul distribué et le « grid computing ». De plus, les domaines de la santé et de la biologie connaissent un succès supérieur aux attentes, avec des progressions très nettes concernant la bioinformatique, les technologies médicales et les neurosciences.L’engagement de l’INRIA à mobiliser ses efforts sur les thèmes prioritaires porte aussi sur les activités de transfert technologique. Malgré ses difficultés économiques, le secteur des télécommunications devient clairement le premier domaine industriel auquel contri-buent les recherches de l’INRIA, et l’institut y développe des partenariats étroits avec des entreprises qui sont des leaders européens ou mondiaux comme Alcatel, France Telecom, Hitachi ou Philips. En France, les relations industrielles de l’institut, notamment avec les PME, sont amplifiées par son implication dans les réseaux nationaux de recherche et d’innovation technologique, mis en place par le gouvernement. L’INRIA et sa filiale INRIA-Transfert, créée en 1998 pour jouer un rôle d’incubateur et mettre en place les tout premiers fonds d’amorçage, poursuivent résolument leurs activités de soutien à la création d’entreprises et le nombre de créa-tions de sociétés issues de l’INRIA dépasse �0. En s’appuyant sur l’expérience du W�C, l’institut favorise la constitution de consor-tiums avec des partenaires académiques et industriels pour partager les efforts de développement et accroître les chances de succès de plusieurs logiciels libres issus de ses recherches, comme par exemple Scilab ou ObjectWeb.

* Les recommandations de ce Visiting Committee ont joué un rôle important dans l’élaboration du plan stra-tégique suivant.

L’engagement de l’INRIA à mobiliser ses efforts sur les thèmes prioritaires porte aussi sur les activités de transfert technologique.


En interne, des sources de fragilitéUne croissance aussi rapide − environ 50 % en trois ans − s’accompagne inévitablement de nombreuses évolutions internes, parfois difficiles à maîtriser. L’INRIA est confronté à de nombreuses questions nouvelles concernant son organisation, sa politique de ressources humaines, ses pratiques managériales et sa gestion administrative. Le domaine dans lequel les progrès les plus nets ont été réalisés est celui de la politique

des ressources humaines. La plus grande difficulté concerne la gestion administrative et financière, difficulté qui s’explique princi-palement par un accroissement du nombre d’emplois d’ITA inférieur à celui des actes de gestion, par l’inadaptation des outils d’in-formatique de gestion et le retard du projet démarré en 2001 pour les remplacer par un système d’information intégré, et enfin par une culture de contrôle de gestion insuffi-samment développée.

La période 2004-2007 :

Consolidation et reprise du

développement

1.3Fin 200�, Michel Cosnard, informaticien, professeur à l’Université de Nice - Sophia Antipolis est nommé président de l’institut, puis, de 2004 à 200�, c’est Gilles Kahn, informaticien, directeur de recherche à l’INRIA, qui assure la présidence jusqu’à son décès début 200�. Michel Cosnard, lui succède à la mi-200�.Le plan stratégique 2004-2007 approuvé par le conseil d’administration en juillet 200�, confirme la volonté de l’institut d’être reconnu comme le meilleur centre de recherche euro-péen et l’un des tout meilleurs mondiaux dans les domaines de l’informatique, de l’automa-tique et des mathématiques appliquées. Pour réaliser cette ambition, l’institut définit une politique d’établissement reposant sur des choix clairement affirmés.

Les sept défis scientifiques et technologiques de l’INRIAL’innovation dans le domaine des STIC s’ap-puie de façon essentielle sur la recherche scientifique, parfois la plus fondamentale. Le plan stratégique 2004-2007 réaffirme cette priorité en combinant intimement l’excel-lence scientifique et le transfert techno-logique. Cependant l’INRIA a pleinement conscience qu’il ne peut couvrir tous les sujets de recherche de ce domaine vaste et majeur de la science et de la technologie, dont l’étendue des applications et la profondeur des interactions avec d’autres domaines ne cessent de croître. Il est donc nécessaire de faire des choix de politique scientifique et technologique. Ces priorités ont été définies en fonction des compétences présentes à l’INRIA et de la vision de l’institut sur les enjeux

scientifiques et technologiques, économiques et sociétaux. L’objectif essentiel de l’INRIA sur la durée du plan stratégique 2004-2007 est de réaliser des percées scientifiques et technologiques majeures dans le cadre des sept grands défis prioritaires suivants :• concevoir et maîtriser les futures infras-

tructures des réseaux et des services de communication ;

• développer le traitement des informations et données multimédia ;

• garantir la fiabilité et la sécurité des systèmes à logiciel prépondérant ;

• coupler modèles et données pour simuler et contrôler les systèmes complexes ;

• combiner simulation, visualisation et interaction ;

• modéliser le vivant ;• intégrer pleinement les STIC dans les

technologies médicales.Fin 200�, l’ensemble de ces défis mobilise plus de 75 % des activités des projets de recherche, les deux derniers dépassant les 15 %. L’orientation vers les sciences du vivant et de la santé et les technologies médicales a été très largement suivie par les projets de recherche, puisqu’au total ce sont plus de 500 chercheurs qui sont aujourd’hui mobilisés sur ces thèmes.

Former des pôles d’excellenceAu sein du dispositif de recherche français, l’INRIA est le seul établissement exclusivement dédié au domaine de l’informatique, de l’auto-matique et des mathématiques appliquées. La qualité de ses chercheurs, son implication dans la formation par la recherche et ses

1.� La période 2004-2007 : Consolidation et reprise du développement

Histoire


résultats en matière de recherche comme en matière de transfert technologique, mais aussi son engagement résolu dans la construction de l’espace européen de la recherche et dans la compétition internationale, font de l’INRIA, parmi les acteurs français de la recherche dans ce domaine, celui qui jouit de la plus grande visibilité internationale.Dans une dynamique de relations étroites avec l’enseignement supérieur, l’INRIA poursuit le développement de ses unités de recherche jouant un rôle de leader dans les sites où elles sont implantées, avec l’objectif qu’ils soient reconnus comme des pôles d’ex-cellence de niveau européen et international. Le nombre de projets INRIA communs avec des établissements d’enseignement supérieur ou des organismes de recherche passe de 80 au 1er janvier 2004 à 111 au 1er janvier 2007. Dans cette optique, la politique d’accueil de l’INRIA joue un rôle important. En 200� et 2007, plus de 50 postes de chercheurs sont réservés pour accueillir en détachement des enseignants-chercheurs ou des chercheurs d’autres organismes, en particulier d’autres domaines scientifiques, avec une priorité pour le domaine des sciences du vivant. Sur la même période, le nombre d’accueils d’enseignants-chercheurs en délégation est de l’ordre de 55.Pour préparer la création au 1er janvier 2008 des unités de recherche INRIA de Bordeaux, Lille et Saclay, une part très importante des moyens supplémentaires ou en redéploie-ment, est affectée à Futurs, dont le nombre de personnes passe de 2�� au 1er janvier 2004 à �12 au 1er janvier 2007.

L’organisation de la rechercheDurant cette période et pour mieux se posi-tionner dans le cadre de la politique nationale de recherche en STIC, l’INRIA revoit entière-ment son organisation : création des postes de délégué général à la recherche et au transfert pour l’innovation et de délégué général à l’ad-ministration des ressources et des services, restructuration des directions scientifiques et des directions fonctionnelles, créations des fonctions de directeurs scientifiques adjoints et de conseillers scientifiques, changement de dénominations des unités de recherche en « centres de recherche INRIA », et des projets de recherche en « équipes-projets

INRIA », en grande majorité communes avec d’autres partenaires, définition précise des fonctions de direction dans les centres de recherche, changement de dénomination du président du comité des projets en délégué scientifique. L’organisation de la recherche à l’INRIA, basée principalement sur les équipes-projets de recherche, est réaffirmée. En promouvant la dimension collective de la recherche et en regroupant les chercheurs au sein d’équipes dont les objectifs sont bien identifiés, elle accroît la visibilité et l’impact des travaux menés au sein de l’institut. En veillant à limiter la durée des équipes-projets tout en facilitant leur évolution et leur réorientation, cette orga-nisation permet une grande souplesse et une bonne réactivité. Le nombre d’équipes-projets INRIA passe de 85 au 1er janvier 200� à 1�7 au 1er janvier 2007. A cette date, l’âge moyen des projets est de 4,� ans, celui des chefs de projet de 4�,4 ans.

Le transfert technologiqueUne priorité de la stratégie de l’institut est le transfert technologique. L’INRIA continue d’investir, en moyens humains et financiers, pour en améliorer la qualité et l’efficacité, en particulier via l’augmentation du nombre des CDRI, le renforcement de la DirDRI, ou la création des SED (services d’expérimentation et de développement). L’organisation conjugue les actions des CDRI dans chaque centre, au plus près des équipes et des partenaires et un renforcement d’actions de coordination et de support confiées à la DirDRI : animation des partenariats stratégiques, service spécialisé pour gérer les aspects PI, déploiement et promotion de licences pour le logiciel libre. L’institut met notamment l’accent sur des partenariats forts avec des grandes entreprises leaders sur leur marché, françaises ou étran-gères. Ces partenariats, qui s’inscrivent dans une perspective de moyen ou long terme, sont un outil privilégié de travail coopératif avec des grands industriels qui cherchent à mutualiser leurs coûts de recherche et de développement. FT R&D, EDF, Alcatel Lucent et Thalès comp-tent parmi ces grands partenaires.La professionnalisation des activités de développement logiciel et l’amélioration de la qualité de ces développements est aussi une priorité déterminante pour obtenir des

Dans une dynamique de relations étroites avec l’enseignement supérieur, l’INRIA poursuit le développement de ses unités de recherche vers des pôles d’excellence de niveau européen et international.


succès significatifs, pour continuer à encou-rager les chercheurs à optimiser le mode de transfert dans l’éventail des diverses licences de logiciels commerciaux et de logiciels libres. Chaque année, �0 à 70 logiciels sont déposés par les équipes de l’institut. La création ou le renforcement des SED vise à soutenir les efforts des EPI, en particulier pour profession-naliser et pérenniser leurs développements logiciels. La création d’entreprises reste un moyen privi-légié de transfert de technologie, comme l’at-teste la création de 2� start-up sur la période 200� à 200�.

La formation et le transfert des connaissancesL’INRIA voit la contribution qu’il apporte à la formation par la recherche de jeunes doctorants en informatique et en mathémati-ques appliquées comme l’une de ses tâches essentielles, menée en relation étroite avec les écoles doctorales dont il est partenaire. Il poursuit son implication très active dans les activités de formation doctorale, en étant très attentif à la qualité des thèses préparées au sein de ses équipes-projets de recherche et, plus généralement, à la qualité de la formation reçue par ces doctorants et à la préparation de leur insertion professionnelle après la thèse. Le nombre de doctorants dans les équipes-projets de recherche est passé de 7�0 au 1er

janvier 200� à 1070 au 1er janvier 2007. Le nombre de thèses soutenues est passé de 150 en 200� à 291 en 200�. Pour réaliser cette croissance du nombre des doctorants, tout en conservant une très grande qualité de recrute-ment, l’INRIA a mis en place un programme d’accueil doctoral financé sur crédits d’État mettant l’accent sur la mobilité et sur l’accueil de doctorants étrangers. En 200�, 25 contrats de recherche doctorale INRIA sur subvention (CORDI-S) ont été ouverts au recrutement conduisant à plus de 1500 candidatures. Les doctorants recrutés sont tous extérieurs à l’école doctorale d’accueil et sont à 85 % de nationalité étrangère. En 2007, 40 nouveaux CORDI-S ont été ouverts au recrutement. En complément de son implication dans la forma-tion doctorale, l’INRIA a amplifié également son programme d’accueil de post-doctorants sur subvention : leur nombre passe de �7 en 200� à 80 en 2007.

L’accueil de jeunes ingénieurs, bénéficiant à l’INRIA d’une formation complémentaire technologique au contact de la recherche, suivie le plus souvent d’un recrutement dans l’industrie augmente : leur nombre passe de 80 en 200� à 1�� en 2007.

Partenariats européens La création de la direction des partenariats européens traduit le fait que la construction et le développement de l’espace européen de la recherche est une grande priorité de la politique de l’institut. A la suite du cinquième PCRD dans le cadre duquel l’institut a participé à 110 projets, le sixième PCRD a constitué un enjeu pour l’INRIA qui a conforté sa place de leader dans la recherche en STIC en Europe, en particulier dans le domaine du logiciel. Dans le cadre de ce programme, l’INRIA est impliqué dans 119 projets européens dont 21 réseaux d’ex-cellence, �2 projets intégrés et 45 projets de recherche, en liaison avec des partenaires industriels. Il assure la coordination scienti-fique de 15 d’entre eux.Sous l’impulsion de l’institut, le consortium ERCIM (European Research Consortium on Informatics and Mathematics, regroupant aujourd’hui 18 organismes nationaux) a progressivement construit sa représentati-vité au sein de la communauté scientifique et technologique du domaine des STIC. Sa visi-bilité internationale a été consolidée lorsque l’INRIA lui a transféré sa responsabilité « d’hôte européen » du W�C. L’institut poursuit ses efforts pour développer ses relations avec les grands industriels euro-péens : participation au programme Eurêka, notamment dans le cadre du programme ITEA, création du laboratoire AIR&D, commun avec Philips, Thomson et le Fraunhofer Institute.Dans tous les grands pays, l’importance des régions dans les coopérations internationales est croissante, et les centres de recherche INRIA participent aux relations internatio-nales des régions où elles sont implantées. La signature de conventions de partenariat avec le Luxembourg et l’Allemagne, notamment avec les établissements situés à Sarrebruck et Kaiserslautern (universités, Institut Max Planck et DFKI), ou celle avec le CWI à Amsterdam sont des exemples prometteurs de cette politique.

LeCAT(ContrôleActionTable),périphériqueà6degrésdelibertépourenvironnementvirtuel—IPARLA.


Histoire

1�Plan stratégique 2008-2012

Relations internationalesDans un contexte où les STIC sont partout une priorité des politiques de recherche natio-nales, l’INRIA continue de développer ses coopérations internationales en ciblant de manière privilégiée ses efforts sur quelques grands partenariats et sur certaines zones géographiques.L’Asie est la première priorité géogra-phique en dehors de l’Europe. Le labora-toire franco-chinois LIAMA installé à Pékin, qui a fortement contribué à développer les coopérations avec la Chine dans le domaine des STIC, est renforcé grâce à la possibilité pour l’INRIA d’accorder le statut d’expatriés à certains de ses chercheurs : 4 directeurs de recherche sont responsables d’équipes communes avec l’Institut d’automatique de l’Académie des sciences de Chine ou avec l’université Tsinghua. Le LIAMA parti-cipe notamment à un ambitieux projet de développement logiciel open source dans le cadre du consortium Scilab lancé par l’INRIA. L’institut continue aussi de développer des programmes de coopération mis en place avec Hong Kong, Singapour, Taiwan, la Corée et le Japon, notamment avec les grands industriels comme Hitachi. Le programme d’accueil d’étu-diants se développe également avec l’Inde. Le nombre de stagiaires asiatiques dans le programme INRIA International Interships passe de 24 en 2004 à 49 en 2007.Les relations de l’INRIA avec les États-Unis et le Canada sont bien sûr très dynamiques, et des coopérations sont actives avec une centaine d’universités ou d’entreprises. Le leadership incontestable que détiennent les États-Unis dans le domaine des STIC rend indispensable un partenariat fort avec l’Amérique du Nord. En particulier, l’institut poursuit le dialogue régulier avec la NSF et met en place des relations avec le NIH dans les domaines de la modélisation du vivant et des technologies médicales.Les partenariats avec les pays du Sud sont également renforcés. En particulier, l’INRIA maintient son soutien à l’Afrique grâce au colloque bisannuel CARI et au groupement d’intérêt scientifique SARIMA.Le programme des équipes associées qui permet d’associer à un projet de recherche de l’INRIA une équipe de chercheurs dans une institution étrangère se développe avec

succès. Le nombre des équipes associées est passé de 2� en 2004 à 71 en 2008.Enfin, le personnel scientifique de l’institut continue de s’internationaliser, la proportion d’étrangers parmi les chercheurs, les post-doctorants et les ingénieurs rémunérés par l’INRIA dépassant les 15 % en 200�.

Des structures d’appui et de gestion au service de la rechercheÀ côté des critères d’excellence et de pertinence des actions de recherche et de transfert technologique, c’est aussi à l’aune du critère d’efficience de son fonctionnement interne que s’évalue l’action de l’institut. L’accroissement de la qualité et de l’effica-cité des activités de support et d’accompa-gnement de la recherche est une priorité de cette période :• le développement et le déploiement d’un

système d’information plus performant, adapté à l’évolution programmée du cadre de gestion budgétaire et comp-table des EPST, progressivement étendu à l’ensemble des registres d’action de l’institut ;

• la poursuite de la politique de déconcentra-tion et le développement d’une « démarche qualité » s’appuyant sur la responsabilisa-tion de tous les acteurs de la gestion ; la décentralisation d’une partie des respon-sabilités administratives et financières, réalisée en confiant aux directeurs d’unités de recherche la fonction d’ordonnateurs délégués ; l’acquisition et le déploiement dans tous les centres de recherche d’un nouveau système de gestion informatisée de bibliothèque permettant l’accès à un catalogue mutualisé des différents fonds documentaires ;

• la mise en place du serveur d’archive ouverte Hal-INRIA pour un accès direct par les chercheurs à la communication scientifique ;

• la mise en place, notamment dans le cadre du protocole de modernisation et de simplification signé avec la direction générale de la comptabilité publique, de méthodes et d’outils de pilotage et de contrôle de gestion plus performants, le développement des pratiques de « contrôle partenarial » avec l’agence comptable, la diffusion d’une culture de gestion au sein

Les STIC sont partout une priorité des politiques de recherche nationales.


de l’institut par un effort de formation soutenu, l’accroissement de la réactivité et de la capacité d’anticipation, notamment pour les achats.

L’institut a défini et mis en œuvre une politique ambitieuse en matière d’équipements infor-matiques et de communications, au meilleur niveau international, avec des réseaux à très haute performance, des moyens de calcul et de visualisation et des grilles permettant de mettre en œuvre des expérimentations et des développements technologiques de très grande ampleur. Le développement d’une politique de ressources humaines dynamique constitue une priorité majeure. Une mobilisation très active des personnels de l’INRIA a permis d’organiser avec succès des campagnes de recrutement de grande ampleur. La publica-

tion de nouvelles dispositions réglementaires et le fort engagement en ce sens de la direc-tion de l’institut ont permis de résorber toutes les situations de précarité dans lesquelles se trouvaient, depuis plusieurs années, plusieurs dizaines de personnels de l’INRIA. L’institut a conçu et rédigé un Guide du responsable dans le but de mettre en place une formation à l’encadrement et au management. Les actions de formation continue des personnels ont été considérablement renforcées. Les mobilités internes et externes des personnels ont été particulièrement encouragées. La généralisation des campagnes de mobilité ouvertes sur toutes les fonctions publiques a permis de pourvoir un grand nombre de postes ITA par voie de déta-chement. Enfin, la mise en place d’un dispositif pour entretenir davantage ses relations avec les anciens de l’INRIA a été initiée.

Comme dans les autres grands domaines scientifiques, les recherches en STIC incluent un travail de production et d’organisation des connaissances, d’extraction et de mise au point d’idées générales et profondes qui sont ensuite analysées, développées et appliquées. Elles visent à résoudre de nombreux problèmes nouveaux, parfois inat-tendus, dont l’émergence est souvent une conséquence de l’évolution extrêmement rapide des technologies, notamment de l’aug-mentation exponentielle de la puissance des microprocesseurs, de la capacité de communication des fibres optiques et de la densité des mémoires ou des disques magné-tiques, ainsi que de l’impact considérable du déploiement du Web. La miniaturisation des capteurs et les quantités croissantes de données disponibles sont aussi à l’origine de nouveaux développements scientifiques pour mettre au point de nouveaux algorithmes visant à analyser ces données et à réguler, contrôler ou simuler des systèmes de plus en plus complexes. Enfin, les interactions avec les autres sciences sont des éléments essentiels de la vitalité de l’informatique, de l’automatique et des mathématiques appli-quées. Elles fonctionnent à double sens : les autres sciences apportent de nouveaux

problèmes pour le traitement de l’information et la modélisation, et, inversement, l’exis-tence de nouveaux outils de conception et de simulation modifie, parfois en profon-deur, les problématiques et même certains paradigmes dans ces sciences. Dans ce secteur plus que dans beaucoup d’autres, le « cercle vertueux » liant recherche de base et applications joue à plein. Les recherches, parfois les plus fondamentales, sont utili-sées pour développer de nouveaux produits selon un rythme extraordinairement accéléré tandis que les perspectives ouvertes par les nouvelles technologies renouvellent, très souvent en profondeur, les problématiques de recherche. Partout, derrière les succès brillants de la technologie, derrière les déve-loppements qui conduisent à la création de nouvelles entreprises innovantes, il y a des recherches fondamentales qui débou-chent sur de nouvelles théories, de nouveaux modèles, de nouveaux outils logiciels et alimentent des domaines scientifiques d’une grande vitalité.Il est important d’insister ici sur les rela-tions avec les autres sciences, qui jouent un rôle majeur dans la politique scientifique de l’INRIA. Tout d’abord, c’est un très grand avantage de regrouper dans un même institut

L’INRIA aujourd’hui :

Des domaines scientifiques

en pleine vitalité


Histoire


des spécialistes de disciplines − informatique, automatique, traitement du signal et calcul scientifique − qui sont souvent séparées dans des structures différentes, en France comme à l’étranger. Les contributions scientifiques et technologiques que pourrait apporter l’INRIA seraient beaucoup plus restreintes et étroites s’il était seulement un institut de recherche en informatique, car les interactions entre informatique et mathématiques appliquées ne cessent de se renforcer et sont essentielles pour relever les nouveaux défis du secteur des STIC et de ses interactions avec d’autres domaines. En conséquence, c’est une préoc-cupation constante de la direction de l’INRIA que les recherches soient menées et évaluées au sein de l’institut en évitant les frontières entre disciplines et les effets de cloisonne-ment liés à l’organisation. Avec ces atouts, les interactions avec les mathématiques, avec la physique, la chimie et la mécanique ont

été explorées dès les débuts de l’IRIA, mais elles se sont développées récemment dans des directions nouvelles, comme le montrent par exemple les contributions apportées ces dernières années en géométrie algorith-mique ou stochastique et en chimie compu-tationnelle. La dernière décennie a vu aussi un grand accroissement de l’interaction de l’INRIA avec les sciences de l’environne-ment, et surtout avec les sciences du vivant, dans des directions variées : bioinforma-tique, biologie moléculaire, neurobiologie, biomécanique, modélisation d’organes ou de fonctions physiologiques, modélisation et simulation de la croissance des plantes, robo-tique médicale, modélisation des ressources renouvelables, etc. L’INRIA considère que l’interaction entre les STIC et les sciences du vivant et les appli-cations dans les technologies médicales ou dans le domaine de l’environnement joueront un rôle majeur et profond dans la science des prochaines décennies, de même que la profonde interaction et le grand enrichis-sement mutuel des mathématiques et de la physique ont tenu une grande place dans l’aventure scientifique au cours des derniers siècles. Enfin, les questions transversales liées à la sécurité, à l’évolution de la société de l’information, à l’éducation, à l’économie ou au développement durable bénéficient des progrès de la recherche en STIC. On peut conclure cette rapide présenta-tion globale en soulignant encore un aspect important. L’INRIA considère que ses recher-ches sont soumises à une « tension » parti-culière : du fait de la compétition très vive liée aux applications des recherches, du fait aussi de la rapidité de l’évolution des technologies, les STIC sont un domaine de recherche où le temps compte. Tout en consi-dérant que cette tension est très stimulante et fructueuse, l’INRIA estime que, dans ce contexte où les sollicitations visant à cibler les efforts sur des problèmes de court terme sont de plus en plus nombreuses, il doit veiller à poursuivre avec détermination son implication dans la recherche fondamentale, clé de sa capacité à mieux comprendre ses domaines scientifiques et à anticiper leurs évolutions et les innovations technologiques à moyen et long terme.

Sallederéalitévirtuelle.Visualisationdesurfacesgéologiques—ALICE.

1� Plan stratégique 2008-2012

Le thème Systèmes cognitifs est centré sur l’interaction entre l’homme et la machine. La psychologie cognitive et l’ergonomie permettent de mieux adapter les systèmes informati-ques à leurs utilisateurs. La manipulation et l’exploitation de bases de données multimédia impliquent des recherches sur la fouille de données, l’interopérabilité entre ces bases, l’intermédiation des données, les interfaces en langue naturelle, mais aussi l’indexation, la représentation des connaissances, la modélisation statistique, l’apprentissage et le raison-nement. Des applications nombreuses et nouvelles donnent un rôle grandissant à l’image. L’analyse d’images couvre des domaines aussi variés que les images satellitaires, les nouvelles modalités d’imagerie médicale, l’indexation de documents vidéo ou le pilotage de systèmes robotisés. La synthèse d’images vise à la réalité augmentée et virtuelle, et devient, couplée avec la simulation, un mode d’interaction homme-machine particulièrement riche pour des activités comme la conception, la chirurgie et les applications du calcul scientifique. Le développement des réseaux fournit des contraintes nouvelles pour la transmission et le codage des documents multimédia.

Systèmes cognitifs

Cog-A 7 EPIModélisation statisti-que et apprentissage

Cog-B 8 EPIImages et vidéo : perception, indexation, communication

Cog-C 8 EPIDonnées multimédia : interpréta-tion et interaction homme-machine

Cog-D 7 EPISynthèse d’images et réalité virtuelle

2

Le thème Systèmes communicants est centré sur les problèmes que soulèvent la conception et la mise en œuvre des outils informatiques nécessaires aux systèmes d’information actuels et futurs. Ceux-ci font appel à des systèmes informatiques où de multiples unités de traitement sont réparties autour de réseaux de communication, avec des contraintes particulières de fiabilité, de disponibilité et de performance telles que le temps réel. Ceci concerne d’abord l’architecture et les systèmes : outils de conception de processeurs spécialisés, compilation et optimisation de codes, en particulier pour les systèmes embarqués. La distribution et la mobilité des calculs, le temps-réel et l’interopérabilité font intervenir la programmation synchrone, la programmation réactive et les processus communicants. Le dimensionnement et la métrologie des réseaux font appel à la modélisation probabiliste, à la simulation et à la théorie des graphes. La conception et l’étude de protocoles adaptés au haut débit et aux caractéristiques des nouveaux réseaux ubiquitaires (sans-fil, mobiles, hétérogènes, etc.) est un sujet très actif.

Systèmes communicants

Com-A 12 EPI Systèmes distribués et architectures réparties

Com-B 10 EPI Réseaux et télécommunications

Com-C 10 EPI Systèmes embarqués et mobilité

Com-D 3 EPI Architecture et compilation

1

Les grands domaines de recherche

abordés à l’INRIA

Les 150 équipes-projets de recherche de l’INRIA sont rattachées à cinq grands thèmes de recherche, plus précisément à 16 sous-thèmes. Cette répartition permet d’iden-tifier les forces de l’INRIA selon ces cinq grandes thématiques d’une part et surtout permet d’organiser son processus d’évaluation. Les équipes d’un même sous-thème (en moyenne une dizaine d’équipes) sont, quel que soit leur centre de rattachement, évaluées simultanément par un collège d’experts internationaux (voir pour plus de détail sur le processus d’évaluation le paragraphe 4.3.6). On trouvera ci-contre une description sommaire de chacune de ces cinq grandes thé-matiques et la liste des seize sous-thèmes, avec pour chacun le nombre d’équipes-projets correspondant (EPI en décembre 2007).


Histoire


Le thème Systèmes symboliques est centré sur la conception et l’expérimentation de nou-veaux outils de programmation pour maîtriser la complexité croissante des logiciels, leur assurer une meilleure fiabilité et garantir la sécurité de leur mise en œuvre. Cette maîtrise passe par des langages de haut niveau intégrant des concepts génériques tels les objets ou les contraintes, et des principes de composition incluant la programmation par composants et la programmation par aspects. Les recherches portent aussi sur la compilation, les outils automatiques ou interactifs de preuve de programmes ou de propriétés des programmes, en incluant la vérification de l’arithmétique des ordinateurs. De nouvelles applications font appel à des algorithmes plus complexes pour la cryptographie, la géométrie algorithmique, la robotique et la bioinformatique. La conception et l’analyse de ces algorithmes recourent à des structures algébriques et géométriques et à des méthodes mathématiques nouvelles et au calcul symbolique. Sont aussi concernées les recherches sur l’organisation des contenus et de la langue.

Systèmes symboliques

Sym-A 12 EPISécurité et fiabilité du logiciel

Sym-B 10 EPIStructures algébriques et géométriques, algorithmes

Sym-C 10 EPIOrganisation des conte-nus et de la langue

3

Bio-A 12 EPIModélisation et simulation pour la biologie et la médecine

Le thème Systèmes biologiques est centré sur la modélisation et simulation pour la biologie et la médecine : l’analyse et la simulation d’images médicales et de phénomènes biologiques, la compréhension de la vision biologique, la bioinformatique, la robotique médicale et le mouvement artificiel. La modélisation de la croissance des plantes, la modélisation et le contrôle de ressources renouvelables sont des sujets d’étude actifs.

Systèmes biologiques5

Systèmes numériques

Num-A 7 EPIAutomatique et systèmes complexes

Num-B 11 EPIGrilles et calcul haute-performance

Num-C 9 EPIModèles déterministes ou stochastiques : identification et optimisation

Num-D 14 EPISimulation et analyse numérique pour les modèles physiques

Le thème Systèmes numériques porte sur de nouvelles méthodes, de modélisation, de simulation, d’optimisation et de résolution de problèmes à grande échelle issus de l’in-génierie, l’économie, la médecine, la biologie ou l’environnement, ou plus généralement de problèmes inverses en stochastique ou en grande dimension. La théorie des systèmes complexes et de leur commande, le traitement du signal et l’analyse de données s’appliquent ici en robotique, dans la conduite de systèmes industriels, le transport routier ou aérien, le contrôle non destructif, les télécommunications, mais aussi en biologie et dans les problè-mes d’environnement. La simulation de phénomènes complexes relevant des sciences de l’ingénieur (mécanique des fluides et des structures, semi-conducteurs et électrotechnique, météorologie, matériaux nouveaux), des modèles financiers, ou encore d’organes vivants, conduit à la recherche de modèles mathématiques qui font souvent intervenir des coupla-ges entre différentes échelles et différents phénomènes physiques, et à la mise au point de méthodes numériques précises et performantes pour réaliser des simulations numériques de grande ampleur. Les applications numériques à grande échelle font appel, avec le calcul sur la grille, à la programmation parallèle ou distribuée, à la transformation de programmes et à la gestion d’applications réparties.

4


Les centres de recherche

de l’INRIA

Les centres de recherche de l’INRIA, au nombre de huit au 1er janvier 2008, sont très suc-cinctement décrits dans les encarts des pages suivantes. Leurs orientations scientifiques dans le cadre du présent plan stratégique sont décrites dans le chapitre 4 (cf. 4.2).

INRIA

Bor

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SudO

uest

Le centre de recherche INRIA Bordeaux - Sud Ouest est, avec Lille et Saclay, un des trois centres incubés au sein de l’unité de recherche INRIA Futurs, entre janvier 2002 et décembre 2007. Il est créé comme centre de plein exercice au

1er janvier 2008.Ses 13 équipes de recherche (7 EPI) ont été construites en s’appuyant sur des partenariats forts avec les universités de Bordeaux et de Pau et le CNRS, et plus précisément avec leurs laboratoires : le LABRI, l’IMB, le LMA et le MIGP. Grâce au dynamisme de ces collaborations, à l’apport de personnels ayant effectué une mobilité depuis d’autres sites de l’INRIA et en s’appuyant sur une politique de recrutement de chercheurs et de personnels de soutien à la recherche de haute qualité, le centre de recherche rassemble, début 2008, 273 personnes dont 111 sont rémunérées par l’INRIA, parmi lesquelles 27 chercheurs et 21 ITA fonctionnaires.


Histoire


INRIA

Gre

noble

Rhône

-Alpes

Le centre de recherche INRIA Grenoble - Rhône-Alpes a été créé en 1992 ; il rassemble environ 500 personnes dont 260 sont rémunérées par l’INRIA, parmi lesquelles 75 chercheurs et 66 ITA.

La localisation principale du centre est à Montbonnot, près de Grenoble. Près d’un quart de ses effectifs se trouve à Lyon sur les sites de l’ENS à Gerland et du campus universitaire de la Doua. Le centre, qui dispose de huit services de support à la recherche, rassemble fin 2007 26 équipes de recherche (23 EPI) qui sont pour la plupart communes avec le CNRS et/ou les établissements universitaires locaux : elles ont été construites en s’appuyant sur des partenariats forts avec les universités de Grenoble et Lyon (Université Joseph Fourier, Institut national polytechnique de Grenoble, Université Claude Bernard), l’École normale supérieure de Lyon et l’INSA de Lyon, ainsi que le CNRS, et plus précisément avec leurs laboratoires dont le LIG, le LJK, et le LIP ou le CITI.Sur le plan du transfert technologique, le centre a privilégié la création d’entreprises, avec 14 sociétés créées depuis 1999 et 3 en incubation, et les partenariats avec les grands acteurs locaux comme ST Microelectronics, France Telecom et Xerox.


INRIA

Lille

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dEu

rope

Le centre de recherche INRIA Lille - Nord Europe est, avec Bordeaux et Saclay, un des trois centres « incubés » au sein de l’unité de recherche INRIA Futurs, entre janvier 2002 et décembre 2007. Il est créé comme centre de plein exercice

au 1er janvier 2008. A cette date, il rassemble environ 200 personnes dont 80 sont rémunérées par l’INRIA, parmi lesquelles 18 chercheurs et 15 ITA. Ses 10 équipes-projets de recherche ont été construites en s’appuyant sur des partenariats avec l’Université des sciences et technologies de Lille (Lille 1), l’Université Charles de Gaulle (Lille 3), l’École centrale de Lille et le CNRS. Sept EPI sont communes avec le LIFL, deux avec le LAGIS et une avec le laboratoire Paul Painlevé (laboratoire de mathématiques UMR 8524 CNRS et USTL). Le centre s’est installé depuis le printemps 2007 dans un bâtiment de 4000 m2 acquis avec l’aide des collectivités et des fonds européens, situé sur le parc scientifique de la Haute Borne, en lisière du campus de l’USTL et de l’École Centrale de Lille.


Histoire


INRIA

Nan

cy

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st

L e centre de recherche INRIA Nancy - Grand Est a été créé en 1986 ; il compte 480 personnes dont 210 sont rému-nérées par l’INRIA, parmi lesquelles 63 chercheurs et 65 ITA.

Ses 22 équipes de recherche (21 EPI) ont été construites en s’appuyant sur des partenariats avec l’Université Henri Poincaré à Nancy, les Universités de Metz, Nancy 2 et Strasbourg, l’INP de Nancy et le CNRS, et principalement avec leurs laboratoires LORIA (Laboratoire lorrain de recherche en informatique et ses applications) et IECN (Institut Elie Cartan). L’INRIA est également présent, par des équipes-projets bi-localisées avec Nancy, sur les sites de Metz, Besançon et Strasbourg. Le centre de recherche INRIA Nancy - Grand Est développe de nombreux projets internationaux et une collabora-tion transfrontalière privilégiée avec la Sarre. En termes de transfert technologique, il est à l’origine de la création de 9 entreprises depuis 2000, et diffuse une quarantaine de logiciels.


INRIA

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C réé en 1967 en même temps que l’institut, le centre de recherche INRIA Paris-Rocquencourt compte aujourd’hui environ 600 personnes dont 370 sont rémunérées par l’INRIA, parmi lesquelles 128 chercheurs et 130 ITA.

Il regroupe 9 services et 35 équipes de recherche (31 EPI), dont 17 communes avec les universités Pierre et Marie Curie (Paris 6), Denis Diderot (Paris 7), Marne-la-Vallée et Versailles - Saint-Quentin, l’École nationale des Ponts et chaussées, l’École normale supérieure de Paris, l’École nationale supérieure de techniques avancées et le CNRS.La qualité de ses équipes a permis au centre de créer 25 entreprises et de diffuser près de 50 logiciels de haute qualité, dont la moitié en logiciels libres.


Histoire


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L e centre de recherche INRIA Rennes - Bretagne Atlantique a été créé en 1979 en même temps que l’IRIA deve-nait « INRIA ». Sur Rennes et Lannion, il est partenaire du CNRS, de l’université de Rennes 1, de l’INSA de Rennes,

regroupés dans l’IRISA, UMR 6074, et de l’ENS Cachan (antenne de Bretagne). Deux équipes-projets, situées à Nantes, sont communes avec le LINA (rattaché à l’Université de Nantes, à l’École des Mines de Nantes et au CNRS). Le centre de recherche compte environ 580 personnes, dont 67 chercheurs INRIA, 82 enseignants-chercheurs, 15 cher-cheurs CNRS, 80 ITA INRIA, 21 personnels techniques et administratifs d’autres établissements, environ 180 doctorants et 25 post-doctorants. Il inclut 7 services de support à la recherche et 26 équipes-projets communes avec l’un ou plusieurs des partenaires mentionnés plus haut. Une large partie des travaux de recherche est réalisée dans le cadre de partenariats bilatéraux (partenaires académiques internationaux, partenaires applicatifs, grands groupes industriels, PME, organismes publics) ou de programmes multila-téraux (Agence nationale de la recherche, pôles de compétitivité, programmes européens avec la participation à plus de 40 projets du 6e programme-cadre). Le centre est en particulier très impliqué dans le pôle de compétitivité Images & réseaux. La création d’entreprises innovantes et la valorisation des logiciels et des brevets complète le transfert technologique.


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L e centre de recherche INRIA Saclay - Île-de-France est, avec Lille et Bordeaux, un des trois centres « incubés » au sein de l’unité de recherche INRIA Futurs, entre janvier 2002 et décembre 2007. Il est créé comme centre de plein

exercice au 1er janvier 2008. Le centre de recherche INRIA Saclay - Île-de-France compte environ 350 personnes dont 180 sont rémunérées par l’INRIA, parmi lesquelles 50 chercheurs et 38 ITA.Ses 21 équipes de recherche (15 EPI) ont été construites en s’appuyant sur des partenariats forts avec l’Université Paris-Sud, l’École polytechnique, l’École normale supérieure de Cachan, le CNRS, et plus précisément avec leurs labo-ratoires : le LRI, le LIX, le LSV, le CMAP et le département de mathématiques de l’Université Paris-Sud.


Histoire


INRIA

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Le centre de recherche INRIA Sophia Antipolis - Méditerranée a été créé en 1983 ; il compte environ 460 personnes dont 340 sont rémunérées par l’INRIA, parmi lesquelles 119 chercheurs et 80 ITA.

Ses 30 équipes de recherche (28 EPI) ont été construites, pour une moitié d’entre elles, en s’appuyant sur des partenariats étroits avec les Universités de Nice-Sophia Antipolis et de Montpellier, avec le CNRS, l’INRA et le CIRAD, et en particulier avec les laboratoires I3S, JAD et LIRMM.Le centre entretient des collaborations très fortes avec les entreprises présentes dans sa zone géographique mais aussi sur d’autres territoires, et ses équipes participent à plus de 40 projets européens. Il participe aux travaux de huit pôles de compétitivité et il est membre fondateur du pôle mondial SCS (Solutions communicantes sécurisées). Il participe activement au rayonnement de la technopole de Sophia Antipolis à travers sa participation active aux associations comme Telecom Valley, mais aussi à travers les 15 spin-off issues du centre. Il s’inscrit dans le développement du pôle de Montpellier, notamment à travers sa participation à la Fondation Montpellier Agronomie et développement durable. Enfin, le centre héberge le siège d’ERCIM et l’équipe européenne de développement du W3C.

Enjeux et contexte de la recherche en STIC

2.1 Desenjeuxdesociété page28

2.2 Desdéfisscientifiquesettechnologiques page31

2.3 LecadreinternationaletnationaldesrecherchesenSTIC page33

2.3.1 Contexteinternational page33

2.3.2Contexteeuropéen page33

2.3.3Contextenational page34

Danscettepartie:

E njeux

Enjeux et contexte de la recherche en STIC

E njeux

28 Plan stratégique 2008-2012 28 Plan stratégique 2008-2012

Des enjeux de société

2.1Les sciences et technologies de l’informa-tion sont présentes dans pratiquement tous les secteurs d’activité. Elles contribuent de façon essentielle à l’accélération des progrès scientifiques et technologiques, aux gains de productivité et à la croissance. L’économie, au sens large de l’ensemble des échanges entre les hommes, et la société toute entière sont profondément modifiées par les nouvelles infrastructures et modalités pour communi-quer, interagir et produire.Les STIC transforment radicalement les méthodes et les outils du scientifique et de l’ingénieur pour observer, pour synthétiser à partir de grandes masses de données, pour représenter et abstraire, pour modéliser, visua-liser, concevoir et décider. On les retrouve au cœur des sciences numériques et de l’ingé-nierie numérique*. L’INRIA a élaboré ses choix stratégiques pour répondre aux défis sociétaux et aux enjeux économiques que les STIC contribuent à résoudre.Le grand défi sociétal est l’amélioration des conditions de vie de l’ensemble de l’humanité, avec réduction du déséquilibre Nord/Sud, conjuguée à la préservation de l’environnement de la planète. Ce défi se décline en particu-lier en termes de développement durable, d’amélioration de la santé, de prise en compte du vieillissement qui en est la résultante, et d’accès généralisé à la connaissance. Concernant les questions environnemen-tales, la modélisation et la simulation, conju-guées aux possibilités d’observation et de détection, permettent d’étudier avec de plus en plus de précision les phénomènes naturels complexes en jeu. Elles peuvent conduire à des outils pour prédire, concevoir des straté-gies de prévention ou d’adaptation, analyser des scénarios et évaluer les risques de telle ou telle politique environnementale ou de l’absence d’action. Elles fournissent des outils essentiels face aux risques vitaux liés à l’accumulation des gaz à effet de serre et aux profondes perturbations climatiques et océaniques. Les possibilités de visualisation

démonstratives des prédictions permettront de mobiliser les opinions publiques pour des actions préventives, nécessairement à long terme, qui réclament des ressources et de forts engagements politiques et sociaux.En ce qui concerne le développement durable, il faudra trouver des réponses pérennes aux besoins d’une humanité qui comportera près de 9,5 milliards de personnes au milieu du siècle. En termes de besoins alimentaires, il faudra maitriser l’érosion des sols, leur appau-vrissement et leur pollution par surexploita-tion et par utilisation abusive d’engrais et de pesticides. Les réponses aux demandes de production agronomique sont possibles, dans le respect du développement durable, si on sait prendre en compte conjointement les besoins des plantes et ceux de leur envi-ronnement. Les techniques de modélisation et de calcul peuvent contribuer significati-vement à la résolution de ces problèmes et d’autres relatifs, par exemple, aux ressources halieutiques.Ces techniques, ajoutées à celles de la conception, de l’optimisation et du contrôle automatique, peuvent également contribuer aux besoins en matière d’énergie. L’aide à la conception de bâtiments HQE (haute qualité énergétique), la gestion intelligente des besoins prenant en compte diverses sources énergétiques, en particulier renouvelables, peut être effectuée en ligne par des systèmes de contrôle/commande mis en œuvre à l’échelle d’une maison, d’un immeuble ou d’une ville. On retrouve le contrôle actif partout où l’énergie doit être économisée, en particulier dans les transports, où les actionneurs électriques s’imposent progressivement. Enfin, les STIC peuvent également contribuer à la gestion de nouvelles sources d’énergie : biocarburants, solaire, géothermique, éolien, jusqu’aux géné-rateurs futurs du projet ITER.La santé est l’un des domaines où l’apport des STIC a été déterminant ces dernières décennies, et où les besoins et les possibilités de progrès scientifiques et technologiques sont considérables. On pense par exemple aux grandes maladies virales, au cancer, ou aux maladies neuro-dégénératives. L’INRIA se mobilisera largement sur ce sujet. On peut citer également l’intégration de divers modes d’imagerie médicale et de mesure avec une modélisation multi-physique en vue d’obtenir

2.1 Des enjeux de société

* Le terme numérique est utilisé dans ce document au sens large de calculatoire (ou computationnel), faisant référence à l’ensemble des méthodes et algorithmes des mathématiques appliquées et des STIC qui permettent l’élaboration et l’identification de modèles et leur mise en œuvre en programmes effectifs.

29Plan stratégique 2008-2012 29Plan stratégique 2008-2012

Enjeux

une représentation fine et personnalisée des organes, la modélisation en épidémiologie, la modélisation des effets des médicaments, la bioinformatique – à l’origine de progrès spec-taculaires en génomique et post-génomique –, la conception et le contrôle d’organes et de systèmes palliatifs des déficiences sensorielles ou motrices, ou encore l’assistance robotisée à la chirurgie. Au-delà de ces technologies poin-tues, le patient reste au cœur de tout dispositif de santé, avec la mise en place de systèmes d’information adaptés et le développement du maintien à domicile par télésurveillance, télémédecine, voire même télé-chirurgie dans certaines situations.L’évolution démographique, caractérisée en particulier par le vieillissement et la concentra-tion urbaine des populations, ouvre d’autres grands champs d’intervention, par exemple liés à l’autonomie des personnes âgées, aux problèmes de sécurité, aux problèmes d’organisation urbaine et aux problèmes de transports.La sécurité et la protection des personnes, des biens et des institutions deviennent des enjeux majeurs pour les sociétés avancées ; les technologies de l’information sont encore au premier plan, à la fois en tant que facteurs de risque et outils de protection. Les techni-ques de surveillance intelligente, de biométrie ou de traçage visent à améliorer la sécurité, à condition de prendre les précautions néces-saires pour qu’elles ne conduisent pas à des dérives en matière de libertés individuelles, ce qui renvoie au lien nécessaire entre STIC et société. La cryptographie est une technique de protection des échanges, mais d’autres aspects de la sécurité et de la confidentialité sont tout aussi importants : détection des fraudes et intrusions, lutte contre l’intelligence économique ou contre la délinquance élec-tronique à travers les réseaux, protection de la vie privée.Concernant le transport individuel, les fonc-tions d’assistance informatisée à la conduite et les fonctions de sécurisation se complexifient et se généralisent. La conception architec-turale globale, l’optimisation et la fiabilisa-tion du véhicule et du système de transport restent cependant largement à améliorer. Plus généralement, les STIC peuvent contri-buer en termes d’optimisation en temps réel ou différé : déplacements multimodaux des

particuliers, logistique, ferroutage, transports en commun modulables, nouveaux modes de déplacement. Les techniques de géo-localisation, d’information spatiale individua-lisée et d’intelligence ambiante ouvrent de nouvelles modalités d’organisation urbaine et de nouvelles libertés de déplacement, en parti-culier pour les personnes handicapées.L’éducation, l’apprentissage, et la formation correspondent à des enjeux majeurs pour la société de la connaissance. Les outils de communication, de visualisation, de réalité virtuelle et d’interaction peuvent y répondre, en particulier en permettant un accès à l’infor-mation au niveau de son contenu sémantique, et selon des modalités et des langages natu-rels d’interaction (parole, vision, gestes).Une composante importante des enjeux des technologies de l’information et de la commu-nication est leur fort potentiel de développe-ment économique et industriel. Leur impact est d’ores et déjà considérable. On estime que près de la moitié de la croissance économique mondiale est aujourd’hui due aux STIC. La production de biens a considérablement gagné en efficacité et en flexibilité, donnant lieu à de larges différenciations des offres, voire à des produits personnalisés, avec une forte valeur ajoutée. Les STIC sont un facteur essentiel de l’innovation industrielle, grâce aux nouvelles possibilités d’ingénierie et de production, mais aussi grâce à l’intégration dans les objets les plus divers de capteurs, d’actionneurs, de circuits de communication et de traitement de l’information qui ouvrent des fonctionnalités inédites. La part des STIC dans tous les produits, et en particulier dans les produits grand public, est en forte croissance. Dans les services, la croissance des STIC est encore plus impor-tante. Ainsi, le commerce électronique entre entreprises, et de plus en plus entre indi-vidus, connaît un essor spectaculaire. Il en va de même des échanges électroniques de services, qui s’appuient sur les possibi-lités technologiques du web, sur les accès ubiquitaires et la manipulation des contenus sémantiques. La mise en réseau des entre-prises et des personnes a donné lieu à des mutations dans l’organisation du travail, avec par exemple une plus grande polyvalence, davantage d’autonomie et de délégation de responsabilité.

Les STIC transforment radicalement les méthodes et les outils du scientifique et de l’ingénieur pour observer, modéliser, visualiser, concevoir et décider.

�0 Plan stratégique 2008-2012 �0 Plan stratégique 2008-2012

Cette mutation se poursuit avec le développe-ment des technologies de travail collaboratif. La notion d’intelligence collective prend aujourd’hui des dimensions concrètes dans tous les secteurs, allant de la mobilisation d’in-ternautes dans des études d’épidémiologie, à leur implication dans des services d’expertise et de résolution de problèmes techniques, des services d’ingénierie, de conception, de test de nouveaux produits, de marketing, d’études économiques, politiques ou sociales à vaste échelle. Les entreprises qui organisent ces services s’appuient sur des communautés virtuelles et mouvantes de plus en plus vastes; elles créent de nouvelles relations au travail. Les possibilités croissantes de partage et de capitalisation d’informations, de modèles, et de logiciels libres pour le traitement de ces informations, sont génératrices de plus values économiques importantes. La société de l’information conduit à des mutations profondes de l’entreprise, mais aussi de la ville, des services publics et de l’organisation sociale. Les technologies numé-riques sont de plus en plus intégrées dans notre vie quotidienne, politique et sociale, par exemple dans l’ensemble des outils d’adminis-tration électronique, ou dans le débat politique. L’informatisation des administrations et de l’ensemble des échanges se poursuivra, avec les impératifs associés de sécurité et de protec-tion des droits de l’individu et de l’entreprise. Il reste certainement beaucoup à faire dans ce domaine pour que la société de l’informa-tion soit réellement au service de l’homme, en particulier avec l’apparition permanente de nouveaux usages. Paradoxalement, c’est aussi aux STIC elles-mêmes de permettre d’atteindre cet équilibre. D’abord, l’accès de tous à la société de l’information et de la connaissance nécessite des efforts considéra-bles en matière de disponibilité d’équipements (réseaux, ordinateurs, logiciels), de leur facilité de programmation, d’adaptation aisée, et d’uti-lisation naturelle par le non spécialiste, efforts qui requièrent des recherches spécifiques. De manière plus générale, les progrès consi-dérables effectués dans tous les domaines des STIC (miniaturisation, recherche intelli-gente d’informations, traitement d’images) vont rendre possibles des scénarios considérés, il y a peu, comme relevant de la science-fiction, voire menaçants (Internet des objets,

prothèses mémoire, multiplication des puces RFID implantées dans le corps humain, traça-bilité des objets et des individus). Il va sans dire que ces types d’utilisation auront des incidences considérables sur l’évolution de la société et qu’ils susciteront de nombreuses questions de fond, entre droit, éthique et technologie. L’adoption à grande échelle de technologies comme Internet ou de nouveaux modes de création et de diffusion de connais-sances et de biens numériques pose déjà de nombreuses questions de droit : protection de la vie privée, responsabilité légale, propriété intellectuelle, non-discrimination. Se posent également les questions de preuves formelles, de certification, de responsabilité et d’assu-rance légales des logiciels, ainsi, bien entendu, que les problèmes d’acception sociale et d’er-gonomie. Par ailleurs, les questions éthiques prennent de plus en plus d’importance, par exemple sur les micro et nanotechnologies. Tout ceci nécessite la mise en place de débats citoyens qui seront d’autant plus fructueux que la connaissance et la culture scientifiques auront été diffusées. Ces enjeux requièrent également d’amplifier les relations entre STIC et sciences humaines et sociales, sur les volets évoqués, mais également sur d’autres touchant en particulier à la sociologie, à l’ergonomie ou à l’économie.Ces collaborations multidisciplinaires sont nécessaires à l’institut pour comprendre et affirmer son positionnement au sein de la société de l’information. Elles peuvent égale-ment être très fécondes sur le plan de la recherche, amener à renouveler une problé-matique scientifique ou à susciter de nouvelles pistes de réflexion. L’INRIA renforcera ses efforts dans ce sens et prendra des initia-tives pour créer des projets multidisciplinaires permettant d’établir sur le long terme des relations étroites avec des partenaires des sciences humaines et sociales.Ces défis montrent que l’INRIA est présent sur un front essentiel au développement économique et industriel du pays. L’institut est fortement engagé sur ces enjeux sociaux et économiques avec une longue tradition de partenariats industriels et d’essaimage. Il entend accroître ses actions de développe-ment technologique, augmenter ses actions de transfert et amplifier l’impact économique et social de ses technologies.

2.1 Des enjeux de société

�1Plan stratégique 2008-2012 �1Plan stratégique 2008-2012

Enjeux

L’INRIA, institut de recherche de réputation mondiale, doit continuer à tenir une place de choix dans la recherche fondamentale en mathématiques appliquées, en informatique et en automatique pour faire progresser le savoir, préparer les innovations technologi-ques de demain et répondre aux défis socié-taux évoqués ci-dessus. L’institut doit relever les grands défis scientifiques auxquels les STIC seront confrontées dans les années à venir, en particulier, au cours de l’exécution de ce plan stratégique.Lorsqu’on analyse l’environnement numérique dans lequel on se situe aujourd’hui, force est de constater un changement drastique d’échelle dans la taille et la complexité des systèmes de référence. Dans le domaine des réseaux, Internet interconnecte aujourd’hui 2 milliards de dispositifs. Ce chiffre sera en forte croissance, en particulier avec les projets d’ordinateurs individuels à très bas coût. La tendance est celle d’un Internet des objets permettant de connecter un nombre considérable d’artefacts. Avec l’arrivée des nanotechnologies, il est question de pous-sières intelligentes, petits dispositifs dotés de capteurs, de capacités de calcul et de communication.L’arrivée des nouvelles architectures de réseaux soulève des questions de distri-bution et de communication très large et flexible, d’hétérogénéité, d’interopérabilité, d’évolutivité, d’adaptation au contexte et d’in-teraction intelligente au niveau opérationnel avec l’utilisateur. Elle soulève également des questions d’autonomie énergétique, fonction-nelle et décisionnelle. L’invisibilité d’une technologie, dans son usage quotidien, est une preuve de sa très grande maturité. Il apparaît clairement que de très nombreux défis scientifiques restent à relever pour atteindre un tel stade de maturité technologique. Ainsi, l’interaction avec une machine doit être transparente en utilisant, dans les deux sens, nos modalités naturelles : vision, langage naturel parlé, geste et touché. L’interaction intelligente entre machines, au-delà de l’interopérabilité, requiert par exemple que chaque composante en réseau soit en mesure d’exporter un modèle intelligible et relativement complet des services qu’elle peut offrir ainsi que de son fonctionnement et de ses contraintes, et qu’elle soit également en

mesure d’interpréter correctement les modèles d’autres composantes avec lesquelles elle pourrait s’interfacer. Cet échange doit pouvoir se faire relativement à un ensemble ouvert de modèles, ainsi qu’à divers niveaux de granularité entre composantes d’un sous-système, entre sous-systèmes, etc. Par ailleurs, l’autonomie fonctionnelle d’une machine nécessite des capacités sensorielles, de perception et d’interprétation de l’environ-nement, des capacités de supervision et de diagnostic, de prédiction, de planification, voire d’apprentissage.Le changement d’échelle est également consi-dérable pour le volume et la complexité des données à traiter. On estime à 1�0 milliards de Giga octets la masse de données créées en 200� ; ce chiffre atteindra les 1000 milliards de Giga en 2010, dont une bonne part sera acces-sible sur le réseau. Au-delà des quantités, les nouveaux moteurs de recherche devront s’adresser à des contenus sémantiques de plus en plus divers, riches et complexes, et permettre de chercher efficacement et intelligemment l’information pertinente pour l’utilisateur. L’algorithmique classique de ces domaines devra être revue pour faire face au changement d’échelle, à la qualité et l’intelligence des traitements attendus, mais également à la réactivité et l’interac-tivité, à l’adaptation à l’utilisateur, souvent manquantes à l’heure actuelle.Il est également important d’évoquer la question de l’ordinateur du futur qui sera amené à prendre le relais de nos calculateurs actuels, dont les performances commencent à atteindre leurs limites. Même si on peut concevoir que des améliorations techno-logiques telles que les architectures multi-cœurs puissent permettre d’aller plus loin, on pressent que l’avenir sera à des machines de conception totalement révolutionnaire, peut-être fondées sur des mécanismes optiques, quantiques ou biologiques. De tels progrès révolutionneront la vision que l’on peut avoir sur l’avenir des STIC dans de nombreux domaines, celui de la cryptographie n’étant pas le moindre.Par ailleurs, les STIC sont au cœur de la plupart des grands défis interdisciplinaires de notre époque, qui couvrent les sciences de la matière, de la vie, de la terre et de l’univers, mais aussi les sciences humaines et sociales.

Des défis scientifiques et technologiques

2.2


Pour ces défis des sciences numériques, il s’agit de développer des représentations et des modèles hétérogènes complexes, intégrés aux capteurs et aux données, et de les mettre en œuvre dans des processus efficaces de calcul, d’organisation et de recherche de l’information, de synthèse et d’optimisation, de vérification et de preuve, de prédiction, de simulation et de visualisation précises. Ainsi, les problèmes interdiscipli-naires de l’environnement, de l’écologie et du développement durable, déjà évoqués, ouvrent dans ce sens de vastes perspec-tives de recherche. Des défis scientifiques et technologiques essentiels sont à relever pour appréhender le vivant, pour observer, analyser et modéliser le fonctionnement biologique, à tous les niveaux – celui de la molécule, de la cellule, de l’organe et d’organismes complets. Les enjeux pour les STIC vont des nano-biotechnologies, des laboratoires sur puces, de la bioinformatique et de l’imagerie multimodale, à la modélisation d’un organe aussi complexe que le cerveau.Notre cerveau est l’organe par lequel nous explorons et communiquons avec notre envi-ronnement et grâce auquel nous construisons les représentations mentales nécessaires

pour planifier et agir. Sa compréhension est l’une des grandes aventures de la science. Ce qui est en jeu, ce sont non seulement les réponses à de très anciennes questions que l’homme se pose sur sa singularité, sa conscience au monde, mais aussi une demande sociale pressante, multiforme et légitime de santé publique concernant les maladies mentales et dégénératives, la dépendance, les handicaps physiques et sensoriels, les démences. Les aspects médi-caux concernent notamment le traitement et l’analyse de données d’imagerie au sens large, afin de développer des modèles, des algorithmes, des simulations pour aider au traitement des maladies du système nerveux central. D’une façon complémentaire, les neurosciences computationnelles appréhen-dent le système nerveux central comme un système de traitement de l’information parmi les plus sophistiqués qui soient et dont on est très loin de comprendre les principes de fonctionnement. Les questions de savoir comment l’information y est représentée (les codes neuronaux), stockée (les types de mémoire, leur redondance), mise à jour (l’apprentissage, la plasticité), et traitée sont absolument fondamentales. C’est un défi scientifique majeur que l’INRIA doit contribuer à relever, avec d’autres. Au delà de l’acqui-sition de connaissances fondamentales, évidemment très importantes, les retombées applicatives potentielles sont innombrables, citons la mise au point de nouveaux types de machines de traitement de l’information, des ordinateurs neuro-inspirées, des nouvelles interfaces cerveau - machine, de nouvelles prothèses pour les malentendants et les malvoyants, de nouveaux traitements plus efficaces pour les personnes atteintes de maladies neuro-dégénératives.Les problèmes évoqués ci-dessus feront appel à des domaines scientifiques divers dans le champ des sciences et technolo-gies de l’information. Les sections �.1 et �.2 décrivent les sept axes sur lesquels l’INRIA fait le choix de porter prioritairement ses efforts. L’institut maintiendra cependant une ouverture sur d’autres thèmes exploratoires et encouragera des initiatives telles que celles présentées en section �.4 autour des techno-logies émergentes ou, dans un cadre euro-péen, par une participation à l’ERC.

2.2 Des défis scientifiques et technologiques

Carte,entransparence,delavariabilitéanatomiqueducerveau(vueducôtédroit)—ASCLEPIOS.

��Plan stratégique 2008-2012 ��Plan stratégique 2008-2012

Enjeux

2.3.1 Contexteinternational

Les STIC sont perçues comme un des facteurs premiers de la croissance et du développe-ment. Elles sont donc une des priorités de la R&D mondiale. Rappelons quelques ordres de grandeur :• le montant de l’investissement total en

R&D STIC aux États-Unis en 200� est de 71 milliards de dollars (G$) en parité de pouvoir d’achat, ce chiffre est le double de celui constaté au Japon et dans l’Europe des 25) ;

• la Chine, avec �8,7 G$ d’investissement en R&D, a pris en 2005 la deuxième place mondiale pour la R&D industrielle en STIC. Ce montant est légèrement supérieur à celui du Japon (�4,1 G$), lequel est supérieur à celui de l’Europe des 25 (22,1 G$) ;

• après les quatre grands, États-Unis, Chine, Japon, et Europe, d’autres acteurs se posi-tionnent dans ce classement, dans l’ordre (et situant les principaux pays européens indépendamment de la communauté) : Corée, Inde, Brésil, Allemagne, France, Royaume-Uni, Taïwan, Canada, Russie, Suède, Finlande, Israël, Singapour.

Aux États-Unis, le financement des STIC est caractérisé par l’influence des programmes militaires, principalement dans le soutien à l’industrie. Le financement des STIC au Japon et dans le reste de l’Asie est caractérisé par un fort investissement du secteur industriel privé. En Europe et notamment en France, les budgets publics et la recherche publique jouent un rôle important, avec un investisse-ment privé comparativement plus faible.Les thématiques privilégiées aux États-Unis portent en particulier, selon la coordination assurée par le NITRD, sur le calcul à haute performance, les réseaux, les interactions homme-machine et l’exploitation des masses de données, le génie logiciel, la sécurité et la fiabilité des logiciels et des systèmes, les aspects socio-économiques (formation, éducation, usages sociétaux). Le secteur des télécommunications fait l’objet d’ac-tions significatives de la DARPA ou de la NSF. Par ailleurs, dans le cadre de l’American Competitiveness Initiative, on retrouve, parmi les grandes priorités nationales, le calcul à haute performance, les réseaux avancés et

la cyber-infrastructure, la modélisation et la simulation complexes pour l’ingénierie, ainsi que la cyber-sécurité.En Chine, la recherche en STIC est pilotée par un programme du ministère de la science et technologie (MOST, programme de dévelop-pement de hautes technologies). Les grandes lignes portent sur la perception intelligente et les technologies de calcul avancé, les réseaux intelligents et les technologies de communi-cation, les technologies de réalité virtuelle et la sécurité de l’information.Au Japon, les grandes tendances de l’action gouvernementale sur les STIC mettent en avant l’informatique ubiquitaire, avec le plan u-Japan (liaisons par fibre optique FTTH, réseaux sans fils, IPv�, Internet des objets, RFID), les supercalculateurs, (développe-ment d’un supercalculateur d’une dizaine de petaflops, destiné à être le plus puissant du monde en 2011), et la robotique. Le ministère de l’industrie japonais voit en la robotique une industrie d’avenir, en particulier la robotique domestique et de service, dont le marché est estimé à 50 G$ en 2025.

2.3.2 Contexteeuropéen

La Commission européenne a lancé en 2000 le concept « d’Espace européen de la recherche » dont l’objectif est de coordonner les activités de recherche et d’innovation, tant au niveau des États membres qu’au niveau de l’Union. Jusqu’alors, la recherche au niveau européen devait faire face à de nombreuses difficultés : la fragmentation des efforts, l’iso-lement des systèmes nationaux de recherche, la disparité des régimes réglementaires et administratifs s’ajoutant à un investissement faible en matière de recherche, très en deçà des objectifs de Lisbonne.Sur la période 2007-201�, l’investissement de la Commission en matière de recherche se situera dans le cadre du 7e PCRD dont les grandes lignes d’action sont regroupées en quatre grands programmes : Coopération, Idées, Personnes et Capacités. Le programme Coopération, relativement classique, permet la mise en place d’actions de R&D coopéra-tives incluant industriels et établissements de recherche. Le programme Idées, beaucoup plus ambitieux sur le plan de la recherche fondamentale, va permettre à des chercheurs

Le cadre international

et national des recherches

en STIC

2.3


de s’investir pleinement sur des actions de recherche très amont avec des soutiens finan-ciers conséquents sur une durée de cinq ans. A cet effet, a été créé le Conseil européen de la recherche, destiné à gérer ce programme sur le plan scientifique. Le programme Personnes est relatif à la mobilité des personnels de recherche, notamment au sein de l’Union européenne, et à l’élaboration d’un « statut de chercheur européen » considéré comme nécessaire pour rendre viable la construction d’équipes et de laboratoires européens. Enfin, le Programme Capacités est principalement concerné par les grandes infrastructures de recherche. Le 7e PCRD est doté d’un budget de 50.5 G€ pour les années 2007 à 201�, dont environ 1G€ consacré au Conseil de la Recherche Européen. Au delà de ce financement pure-ment communautaire, tous les pays de l’Union consentent des efforts de recherche (publics et privés) importants sur les STIC, efforts qui visent à atteindre en 2010 l’objectif de Lisbonne de � % du PIB consacré à la R&D.L’action de l’INRIA, s’inscrit évidemment dans ce cadre ambitieux de la construction de l’Espace européen de la recherche.La participation à des projets soutenus par le Conseil européen de la recherche de certains chercheurs de l’institut – ou de chercheurs exté-rieurs intéressés à le rejoindre pour un séjour long dans l’une de ses équipes – constitue un objectif essentiel pour ce qui est de la recon-naissance de l’excellence des recherches de l’INRIA. Sur un autre plan, dans le cadre du programme Coopération, la Commission promeut la création de « Plates-formes tech-nologiques européennes » autour de sujets stratégiques tels que les systèmes enfouis, les logiciels et les services, les communications satellitaires, etc. L’INRIA est très présent dans la mise en place de ces actions d’envergure qui structureront l’effort européen en matière de R&D à vocation industrielle.Au-delà de l’action de la Commission, mais dans le même esprit, des initiatives prendront corps pour mener, à terme, à des labora-toires d’envergure européenne. Dans cette perspective, et comme indiqué par ailleurs, l’INRIA s’efforcera ainsi de constituer des équipes-projets communes avec de grands acteurs de la recherche de plusieurs pays européens.

2.3.3 Contextenational

Pour tous les domaines porteurs de croissance, la recherche est source d’innovation et moteur de développement économique et de progrès social. Cette recherche est mondiale, et les compétiteurs sont de poids. La population de la France représente moins de 1 % de la population mondiale, son produit intérieur brut moins de 4 % du PIB mondial. Une mesure du poids international de sa recherche est sa production scientifique, évaluée à 4,7 % (poids des publications françaises au plan mondial, toutes disciplines confondues). La France n’est pas le pays avec le plus fort PIB, elle n’est pas le pays le plus peuplé, et elle n’est pas excellente dans tous les domaines. Il convient donc de réaffirmer les priorités nationales sur les domaines où l’on dispose d’atouts forts et qui sont par ailleurs les plus productifs de croissance. Ceci est le cas des STIC, doublement peut-on dire, puisque les recherches en STIC sont porteuses d’innova-tion en elles-mêmes (Internet, infrastructures numériques, systèmes embarqués, etc.), mais également parce qu’elles sont essentielles pour le développement de la R&D dans les domaines de la biologie, de la santé, de l’énergie et de l’environnement, autres priorités affichées par notre pays. La plupart des pays développés mettent en avant des politiques particulièrement volontaristes sur les STIC.Les STIC sont, de fait, une des priorités nationales comme en témoignent les moyens affectés à ces domaines en 200� par l’ANR (155 M€, soit 20 % de son budget), par l’AII (�25 M€ soit 45 % des soutiens alloués) ou par la DGE (�8 M€ soit 45 % des soutiens du FCE apportés aux projets des pôles de compétitivité, auxquels se rajoutent les soutiens importants des collectivités). Ces priorités doivent, à tout le moins, être confirmées.Les instruments pour la recherche s’articulent en France autour des établissements d’en-seignement supérieur, des organismes de recherche, des entreprises et des agences de moyens. Les universités et écoles ont vocation à conduire leurs missions de formation, recherche et innovation au sein de grands départements thématiques pérennes. Les organismes ont vocation à élaborer et conduire une stratégie de recherche, à se focaliser sur des thématiques et des projets d’excellence en partenariat avec les

2.� Le cadre international et national des recherches en STIC

�5Plan stratégique 2008-2012 �5Plan stratégique 2008-2012

Enjeux

universités et les acteurs socio-économiques et à assurer la cohérence entre recherche et valorisation, jouant ainsi plus largement un rôle d’entraînement pour la communauté nationale. Les agences de financement apportent des ressources sur des programmes compétitifs mettant en œuvre une politique nationale. Ce modèle est en train de se mettre en place avec des organismes de recherche spécialisés, qui figurent aujourd’hui parmi les meilleurs au monde dans leur domaine, et des universités qui disposent dorénavant des outils pour renforcer leur gouvernance, pour se regrouper et amplifier leur visibilité et attractivité internationales.Par ailleurs, la loi sur la recherche, en créant les Pôles de recherche et d’enseignement supérieur (PRES) – qui peuvent concrétiser la volonté des universités de se regrouper sur un site en une entité visible et attractive au plan mondial – et les Réseaux thématiques de recherche avancée (RTRA) – qui, comme leur nom ne l’indique pas clairement, offrent un cadre de regroupement sur un site d’équipes de niveau international dans un domaine de recherche bien identifié –, permet des regroupe-ments universitaires et fournit le cadre structurel d’une meilleure dynamique entre universités, grandes écoles et organismes de recherche, permettant ainsi de développer des pôles d’excellence de niveau mondial. Le couplage, dans le domaine industriel, avec les pôles de compétitivité – qui organisent sur une base territoriale une rencontre synergétique entre tous les acteurs de l’innovation, l’industrie et les PME, l’enseignement supérieur et la recherche – devient ainsi naturel et très fécond, en favori-sant l’innovation issue des laboratoires.L’INRIA s’est engagé dans le cadre de son contrat quadriennal 200�-2009 à poursuivre sa stratégie de développement en créant des centres de recherche de taille significative, capables de jouer un rôle moteur au cœur de sites visibles au plan international, tant par la qualité des recherches menées que par leur impact sur le développement industriel. Cette stratégie était déjà la sienne au moment où le gouvernement a lancé un appel à candidature pour constituer des pôles de compétitivité puis des RTRA. Elle le reste alors que les universités sont dotées d’une nouvelle gouvernance et que se constituent les premiers PRES.Tous les centres de recherche INRIA jouent un rôle important dans les pôles de compétitivité

concernés par les thématiques de l’institut (modélisation, logiciels complexes, infras-tructure numérique, traitement des données, recherche aux confins des sciences de l’infor-matique et du vivant), qu’ils soient de dimension mondiale (Aerospace Valley en Aquitaine et Midi-Pyrénées, System@tic en Île-de-France, Minalogic en Rhône-Alpes et SCS en PACA) ou à vocation mondiale (par exemple en Bretagne, Île-de-France, ou Nord Pas-de-Calais les pôles Images et réseaux, Véhicule du futur, Cap Digital ou Industrie du commerce). Les équipes de l’institut sont présentes aujourd’hui dans près de soixante projets des pôles. Cette politique de partenariat se prolonge également dans le cadre des actions de l’ANR : l’institut participe à plus de 240 projets ANR en cours fin 2007, dont la majorité implique des partenaires indus-triels. C’est la qualité des recherches menées qui a permis cette implication. En ce qui concerne les RTRA, l’INRIA est membre fondateur des RTRA Digiteo à Saclay et Infectiologie à Lyon. Il devrait être prochai-nement associé, par l’intermédiaire de ses centres de recherche aux RTRA Sciences mathématiques à Paris, Sciences agronomiques à Montpellier et Nanosciences à Grenoble. L’institut vise par ailleurs à constituer, sur les sites de Rennes, de Sophia Antipolis et de Paris, des pôles d’excellences sur le domaine des Sciences pour les télécommunications, avec le GET et les membres du PRES Université européenne de Bretagne, de l’Université de Nice - Sophia Antipolis et d’Eurecom ainsi qu’avec le PRES en cours de constitution autour de Paris �. Ces trois sites auraient vocation à être associés dans une initiative originale sur le sujet. Neuf PRES ont vu le jour en 2007, dont quatre concernent les centres de recherche INRIA à Bordeaux, Lyon, Rennes et Nancy. D’autres sont en préparation, comme à Grenoble, à Lille (qui prépare un PRES transfrontalier), à Nice et en région parisienne. Dans la droite ligne de sa politique de sites, l’institut souhaite être associé à ces PRES sous une forme qui reste à préciser.Ainsi, l’INRIA entend se positionner fortement au cœur de huit sites d’excellence nationaux regroupant recherche, enseignement supérieur et innovation, et contribuer à accompagner ces pôles vers le meilleur niveau international en STIC.

L’INRIA entend se positionner fortement au cœur de huit sites d’excellence nationaux et contribuer à accompagner ces pôles vers le meilleur niveau international en STIC.

Priorités stratégiques et ambitions de l’INRIA

Pr i o r i t é s

3.1 Modéliser,programmer,communiqueretinteragir page41

3.1.1 Modélisation,simulationetoptimisationdesystèmesdynamiquescomplexes page42

3.1.2 Programmation:Sécuritéetfiabilitédessystèmesinformatiques page48

3.1.3 Communication,informationetcalculubiquitaires page56

3.1.4 Interactionavecdesmondesréelsetvirtuels page64

3.2 Aucœurdudéveloppementdessciences etdestechnologies page71

3.2.1 Ingénierienumérique page72

3.2.2Sciencesnumériques page78

3.2.3Médecinenumérique page88

3.3 Défissociétauxcouvertsparcespriorités page93

3.4 Thématiquesémergentes page95

Danscettepartie:

Pr i o r i t é s


L’INRIA bénéficie d’un positionnement scien-tifique et d’une visibilité de premier plan inter-national en informatique et mathématiques appliquées. La modélisation et la program-mation figurent naturellement parmi ses prio-rités. La communication et l’interaction en sont deux prolongements logiques, motivés aussi bien par les évolutions et les besoins scientifiques et technologiques que par les enjeux socio-économiques. A l’intérieur de ces quatre domaines, l’INRIA fonde son plan stra-tégique sur les axes prioritaires suivants :• modéliser : cet axe est focalisé sur la

modélisation, la simulation et l’opti-misation de systèmes dynamiques complexes, appréhendées par des représentations mathématiques hétéro-gènes, multi-physiques et multi-échelles, associées à des méthodes de résolution, d’assimilation de données et des outils de calcul très performants ;

• programmer : cet axe est focalisé sur la sécurité et la fiabilité des systèmes informatiques, en particulier en vue de garantir le comportement correct de logi-ciels complexes et d’assurer la sécurité des données, des communications et des échanges ;

• communiquer : cet axe est focalisé sur les systèmes d’information, de commu-nication et de calcul ubiquitaires, pour le développement des nouveaux réseaux,

des infrastructures de communication et de calcul, du web sémantique, des services et systèmes d’intelligence ambiante ;

• interagir : cet axe est focalisé sur l’in-teraction avec des mondes réels et virtuels, exploitant plusieurs modalités sensorielles dans des tâches d’analyse, de reconstruction, de compréhension de l’environnement, de décision, d’action et d’interaction en robotique et en réalité virtuelle.

Ces quatre axes prioritaires concourent bien entendu à d’autres fonctions importantes telles que contrôler, optimiser et décider, dont les problématiques sont prises en compte trans-versalement, en particulier dans le premier et quatrième axe.Les STIC sont au cœur d’une révolution dans les méthodes et les outils d’investigation, d’abstraction, de modélisation, d’expérimen-tation et de conception des sciences et de l’ingénierie. La collecte et l’exploitation de gigantesques masses de données, la simu-lation, la visualisation, l’expérimentation in silico et le prototypage virtuel transforment profondément tous les secteurs des sciences et des technologies. L’INRIA veut jouer un rôle important dans cette révolution qui recouvre des enjeux économiques et sociaux consi-dérables. Trois axes prioritaires découlent naturellement de cette volonté autour de l’ingénierie numérique, des sciences numé-

� Priorités stratégiques et ambitions de l’INRIA

Les STIC sont au cœur d’une révolution dans les méthodes et les outils d’investigation, d’abstraction, de modélisation, d’expérimentation et de conception des sciences et de l’ingénierie.

Lesseptprioritésduplanstratégique.

�9�9Plan stratégique 2008-2012

riques, de la médecine numérique avec les focalisations suivantes :• ingénierie numérique : cet axe est foca-

lisé sur la conception de logiciels et de systèmes embarqués à bord d’un objet physique, soumis à de fortes exigences de dynamique et de sûreté ;

• sciences numériques : cet axe est foca-lisé sur la contribution des STIC à quel-ques sujets interdisciplinaires essentiels des sciences de la matière, de la vie, et de l’environnement ;

• médecine numérique : cet axe est foca-lisé sur l’élaboration de modèles et algo-rithmes pour la médecine et la biologie médicale. L’objectif est de parvenir à un couplage étroit entre observation, modélisation et assimilation de données biomédicales avec l’ambition de situer les

STIC à la jonction de la biologie et de la médecine.

Ces sept axes prioritaires tracent la voie pour plusieurs années. Ils fixent des caps à long terme. Pour concrétiser ces orienta-tions en étapes intermédiaires atteignables à l’horizon de ce plan, on introduit la notion de jalon. Les 2� jalons retenus ici instancient les priorités stratégiques en quelques objec-tifs que les équipes de l’INRIA poursuivront avec leurs partenaires. L’institut engagera les efforts nécessaires pour la réalisation de ces objectifs, en particulier sous forme d’actions incitatives, de projets fédérateurs ou de plates-formes de recherche (cf. § 4.�). Ces jalons sont associés à des obligations de moyens, plutôt qu’à des obligations de résultats ou à des objets délivrables, étant entendu qu’il s’agit de domaines de recherche à haut risque. Les jalons proposés sont là pour éclairer l’action de l’institut, illustrer ses priorités, et proposer des points de rendez-vous à ses équipes. Leur contenu exact sera affiné au fur et à mesure du déroulement du plan et du lancement des actions de recherche correspondantes. Enfin, les efforts de l’INRIA sur ses thématiques prioritaires prendront en compte l’ensemble des objectifs et pas uniquement les seuls jalons retenus pour les illustrer.Les problématiques scientifiques que recou-vrent ces sept axes prioritaires exigent de plus en plus de développements et d’expé-rimentations de grandes ampleurs. L’institut affiche aujourd’hui une forte ambition de création de plates-formes de recherche et d’appui aux activités de développement de ses équipes. Cette ambition se concrétise en particulier via des actions de développement technologique, et par le renforcement des compétences et des ressources spécifiques au développement (cf. § 4.�). Les domaines scientifiques couverts par les sept priorités énoncées ci-dessus ne sont pas disjoints. Ainsi, interagir s’appuie sur communiquer : gérer les contenus et la sémantique des échanges doit commencer dès la communication et se retrouver plei-nement dans l’interaction. Les problèmes de sûreté sont naturellement en program-mation et en ingénierie numérique. Par ailleurs, modéliser est une constante de toute activité de recherche et se retrouve dans tous les axes prioritaires, en particulier dans

Plateformedevisionetrobotiqueéchographique3D—LAGADIC.


ceux de l’ingénierie, de la médecine et des sciences numériques. En conséquence, les jalons, présentés par commodité dans l’une des priorités, relèvent souvent de plusieurs axes. Ces recouvrements entre les axes prio-ritaires sont potentiellement fructueux au sens des collaborations qu’ils ouvrent entre les équipes-projets selon leur orientation, à dominante méthodologique ou vers un champ d’application des STIC.Ces sept axes prioritaires sont détaillés dans les sections suivantes, avec des encadrés sur les jalons associés et sur le positionnement de l’INRIA, actuel ou désiré pour chacune de ces thématiques. On revient brièvement sur les enjeux sociétaux effectivement couverts par les priorités de ce plan (§ �.�). Enfin, l’institut restera très attentif à faire émerger au sein de ses équipes de nouvelles thématiques de recherche, en rupture relativement aux para-digmes actuels des sciences et technologies de l’information et de la communication. La dernière section de ce chapitre est consacrée à ces thématiques émergentes et aux actions de l’INRIA qui leur seront associées.

Visualisationdesgrandesvoiesdeconnexionentrelesdifférentesairesducortex(àpartird’imagesIRM)—ODYSSEE.

� Priorités stratégiques et ambitions de l’INRIA


3.1Modéliser, programmer,

communiquer et interagir

42 Plan stratégique 2008-2012 424242424242

3.1.1

Modélisation,simulationetoptimisationdesystèmesdynamiquescomplexes

�.1.1 Modélisation, simulation et optimisation de systèmes dynamiques complexes

4�4�Plan stratégique 2008-2012 4�4�4�Plan stratégique 2008-2012 4�Plan stratégique 2008-2012 4�4�4�

L’un des défis scientifiques majeurs de notre temps réside dans l’amélioration de la compréhension des systèmes complexes qui nous entourent, qu’ils soient naturels ou issus de développements technologi-ques. Ainsi, la modélisation des phénomènes météorologiques à grande échelle, des effets de pollution, des inondations, des séismes ou du climat représente-t-elle un enjeu majeur pour la société. Il en va de même pour la modélisation des nano-systèmes, que ce soit dans un contexte bio-logique ou pour la réalisation de circuits basés sur de nouveaux types de nano-composants. On citera également, comme exemples majeurs de grands champs d’investigation scientifique en modélisation, la cellule complète, le cerveau humain, l’épidémiologie, l’Internet, ou les grands logiciels communicants. Autant de grands défis pour les mathématiques appliquées et l’informatique sur le front de la modélisation, la simulation et l’optimisation de systèmes dynamiques complexes.

44 Plan stratégique 2008-2012 44 Plan stratégique 2008-2012 44444444

Tous les systèmes complexes partagent un certain nombre de caractéristiques. Leur étude requiert la collaboration de plusieurs disci-plines : ils sont multi-modèles, multi-échelles en temps et/ou en espace, continus/discrets ou non-réguliers en état. Les données qui y sont associées sont de nature et de qualité très variables : hétérogènes, bruitées, éparses ou au contraire en très grand nombre, parfois peu fiables. Ceci rend critique le problème de couplage données–modèles, et justifie l’atten-tion extrême portée aux questions d’identifica-tion, d’étalonnage, d’assimilation de données. La simulation de ces systèmes requiert des efforts de recherche, en particulier en algo-rithmique numérique. La généralisation des processeurs multi-cœurs et des GPU néces-site la prise en compte conjointe des aspects numériques et informatiques. La qualité des prédictions associées aux simulations doit être soigneusement évaluée par rapport aux incer-

titudes sur les données et les modèles. Enfin, l’optimisation, l’identification et le contrôle de ces systèmes sont des problèmes scientifi-quement difficiles. D’un point de vue mathé-matique, ils peuvent être modélisés par des systèmes de dimension infinie (EDP) ou finie (systèmes hybrides, inclusions différentielles, inéquations variationnelles), déterministes et/ou stochastiques.Pluridisciplinaire, la modélisation de systèmes dynamiques complexes résulte de l’interac-tion entre les mathématiques, l’informatique, l’automatique et les disciplines portant les défis applicatifs ou les techniques contributrices. Les principaux champs concernés sont : • les sciences de la matière, chimie et

physique : mécanique des fluides, physique des plasmas, matériaux, propa-gation d’ondes acoustiques, électroma-gnétiques, sismiques, physique atomique et quantique ;

Le calcul scientifique est l’un des domaines traditionnels d’excellence de l’INRIA, tant du point de vue des mathématiques appliquées et de l’algorithmique numérique que de celui du calcul parallèle haute performance. Une quarantaine d’équipes travaillent dans le domaine, avec une expertise internationale-ment reconnue dans les champs concernés. On peut citer en particulier l’analyse mathé-matique de systèmes d’équations aux dérivées partielles et différentielles, qui modélisent des phénomènes physiques complexes (dynami-que des fluides, des structures, des molécules, des circuits, propagation des ondes) ; les méthodes de discrétisation et les schémas numériques (maillages dynamiques, irrégu-liers, prise en compte de singularités, d’uni-latéralité, d’hétérogénéité) ; la modélisation stochastique ; les méthodes d’optimisation (gradients, combinatoire/mixte, contrôle optimal) ; la dérivation automatique ; les solveurs à haute performance ; les méthodes de distribution et d’ordonnancement ; les

exécutifs et intergiciels pour le calcul parallèle et distribué à grande échelle. De nombreux codes et supports exécutifs pro-duits par les équipes de l’INRIA sont utilisés de façon opérationnelle en interne comme en externe, par exemple : les boîtes à outils pour le calcul scientifique proprement dit, les outils de support pour la parallélisation ou l’implémentation sur des grappes ou des grilles, les logiciels dédiés pour la différentiation automatique ou les maillages.Les équipes de l’INRIA ont su établir un réseau de collaborations étroites avec les scientifiques des autres disciplines. Au-delà des universités, des grandes écoles et du CNRS, de grands organis-mes comme le CEA, l’IFREMER, l’ONERA, et la DGA sont bien évidemment des partenaires de premier plan sur de nombreux sujets. Il faut également citer les liens forts qui ont pu être tissés dans certains secteurs applicatifs : avec l’ENPC à travers le CERMICS, en océanogra-phie avec MERCATOR, en météorologie avec le LMD, avec l’IRSN sur la surveillance de la qualité

de l’air (logiciel Polyphemus) ou avec un ensemble de laboratoires européens autour de la plateforme SICONOS pour l’étude des systèmes dynamiques irréguliers. Enfin, des collaborations industrielles d’une certaine ampleur viennent compléter ce panorama : Airbus, Alcatel-Lucent, EADS, EDF, FT R&D, STM, ou Thalès, Total, Turbomeca.Pour l’avenir, les efforts porteront en particu-lier sur le renforcement des problématiques de l’assimilation de données et des problè-mes inverses, et sur le calcul multi-échelles. La participation active au programme de simulation accompagnant ITER fera l’objet d’une action spécifique.

Positionnement INRIA


4545Plan stratégique 2008-2012 Plan stratégique 2008-2012

Modélisation : Le défi de la

complexité


Les objectifs de l’INRIA en modélisation sont d’une part de poursuivre les recher-ches sur les sujets les plus critiques, d’autre part d’ouvrir de nouveaux champs jugés importants pour le domaine. Le couplage de modèles d’échelles ou de nature différentes est également une nécessité qui s’amplifie. Une autre tendance est la place de plus en plus grande des approches stochas-tiques, aussi bien dans la modélisation qu’en tant qu’outil d’analyse de systèmes déterministes. Déjà, le filtrage stochastique s’avère un outil efficace pour l’assimilation de données. Plus généralement, des appro-ches mixtes stochastiques/déterministes sont à développer. Plusieurs domaines sont très concernés par de telles méthodes, par exemple la géophysique et les neurosciences. Enfin, bien que la poursuite d’études théo-riques permette d’étendre régulièrement les champs des approches actuelles de modélisation, celles-ci ont néanmoins des limites, par exemple lorsque les simplifica-tions introduites dans les modèles à une certaine échelle risquent de masquer des effets significatifs se propageant à d’autres échelles ou lorsque les modèles classiques s’avèrent inappropriés pour décrire une archi-tecture particulière de système. Dans ce cas,

la distinction entre modélisation et simulation s’estompe, et il est nécessaire de considérer des modèles calculatoires qui impliquent de grandes quantités d’éléments, souvent simples, en interaction, comme les réseaux de neurones, les populations d’automates, les systèmes multi-agents, les grands systèmes hybrides. Parmi les problèmes de recherche associés à ces modèles, de nombreuses questions spécifiques d’identification para-métrique, d’assimilation de données, d’opti-misation (en lien avec l’apprentissage) restent ouvertes. Plus globalement, une méthodo-logie complète permettant la construction de modèles complexes sur la base de compo-sants élémentaires, leur analyse théorique et leur calcul, reste à élaborer. Un dernier point concerne la spécificité de la modélisation pour l’automatique : en effet, par rapport à la nécessité de mettre au point des modèles numériques permettant de reproduire et simuler fidèlement les phéno-mènes physiques et naturels dans toute leur complexité, l’objectif de commande implique une démarche souvent inverse : il s’agit de simplifier, d’extraire les mécanismes d’interaction principaux intervenant dans l’évolution d’un processus, de modéliser l’essentiel en gommant ce qui n’intervient

• les sciences de la vie : dynamique molé-culaire, réseaux métaboliques, interac-tions géniques, cancérologie, biochimie pour la prédiction des effets des médica-ments, biomécanique des tissus vivants, neurosciences ;

• les sciences de l’environnement et de la terre : météorologie, climatologie, sismologie, hydrologie, glaciologie, océanographie, énergie, agronomie et pollution ;

• les sciences humaines et sociales : systèmes économiques et financiers, études liées aux populations, démogra-phie, épidémiologie, réseaux de distri-bution, transports ;

• l’ingénierie : conception et contrôle de systèmes embarqués ; conception mécanique, électronique et informa-tique de grands systèmes en avionique, espace, énergie.

L’informatique pose également des défis applica-tifs dans ce domaine, par exemple pour appré-hender des classes de systèmes distribués communicant de manière asynchrone via un réseau complexe. Un premier défi pour la recherche est d’aller au-delà des découpages disciplinaires et d’ins-taurer de nouvelles interactions, à l’exemple de l’assimilation d’images qui associe spécialistes de l’imagerie satellitaire et numériciens pour le couplage de modèles en météorologie. Un autre élément à considérer est l’émergence de nouveaux et nombreux domaines applicatifs comme le développement de circuits basés sur les nanotechnologies, enjeu économique majeur des années à venir, qui nécessite la prise en compte d’une hiérarchie de modèles, allant de la physique atomique (nanosciences), jusqu’au modèle comportemental du cœur de processeur, et pouvant inclure de la mécanique non standard dans le cas des MEMS.

4� Plan stratégique 2008-2012 4� Plan stratégique 2008-2012

En optimisation, dans le cas des systèmes à très grande échelle, la robustesse des résultats par rapport aux incertitudes ou aux petites variations a encore besoin d’être améliorée, en particulier pour les EDP. Par ailleurs, le calcul des dérivées successives en optimisation reste encore une difficulté dans beaucoup de cas et les méthodes de dériva-tion automatique qui ont fait leurs preuves pour certaines classes d’équations doivent être étendues aux très grands systèmes, tout

en garantissant de bonnes performances en temps et en précision. Plus généralement, l’optimisation portant simultanément sur des entités issues de disciplines différentes reste un problème difficile. L’optimisation elle-même soulève des défis pluri-thémati-ques, par exemple lorsque l’on doit consi-dérer simultanément des aspects continus et discrets, qui impliquent des méthodes et façons de penser très diverses. Le dévelop-pement de méthodologies mixtes est alors

qu’au second ordre, pour faciliter la concep-tion de stratégies d’action efficaces dans un but donné. Cette nécessité de réduction, d’extraction de la partie significative des

modèles, crée de vrais challenges scientifi-ques dès lors que les systèmes concernés sont de forte complexité, dimensionnelle et/ou structurelle.

Optimisation : Vers le

multidisciplinaire

Simulation : Un changement

d’échelle

Concernant la simulation, le développement de nouveaux schémas numériques est une nécessité permanente, tant pour faire face à la complexité croissante des modèles multi-échelles que pour simuler efficacement et contrôler des systèmes dynamiques non-réguliers. Ces schémas doivent être perfor-mants aussi bien au niveau de leur précision et des temps de calcul que de leur capacité à s’exécuter efficacement sur des plates-formes de calcul à haute performance : systèmes multiprocesseurs, grands clusters et systèmes répartis à grande échelle. Le gain global en performance dans la simulation des grands systèmes complexes résultera en effet à la fois de l’efficacité de l’algorithmique et de la capa-cité à programmer et exploiter efficacement des plates-formes fortement hétérogènes en ressources mémoire et de calcul. Ces sujets sont donc centraux dans les recherches à mener par l’INRIA. La nécessaire coopération à ce niveau entre informaticiens, automaticiens et mathématiciens doit également permettre de prendre en compte les problèmes d’asyn-chronisme des calculs ou de défaillance de nœuds ou de liaisons. Le couplage d’outils de maillage et de calcul divers est également une nécessité, pour rendre effectif le traitement multi-modèles, ou pour capitaliser les déve-loppements logiciels effectués. Concernant la discrétisation, le problème incontournable du maillage doit être revisité, par exemple à

l’aide de techniques adaptatives. La certifica-tion des qualités d’approximation, la robus-tesse des algorithmes, la capacité à traiter des données et des objets de très grande taille, à des niveaux de résolutions variables, sont quelques uns des défis à relever dans ce domaine. D’un point de vue géométrique, la représentation d’objets déformables, la prise en compte d’espaces non euclidiens ou de dimension supérieure à � sont également des problèmes à considérer.Par ailleurs, les simulations produisent des flux de données de grande dimension dont l’exploitation peut s’avérer difficile : hors ligne, des techniques de fouille de données dédiées sont nécessaires ; en ligne, les techniques de réalité virtuelle ou d’immersion dédiées à la visualisation scientifique doivent être orientées vers la simulation temps réel interactive. Enfin, la simulation, comme outil de prédiction, doit aussi aider à gérer la prévention des risques à travers, d’une part la prédiction des événe-ments rares, ce qui constitue un défi majeur, et d’autre part la gestion des incertitudes. Il est notamment indispensable de s’intéresser à la quantification des incertitudes de prédiction et d’étudier la sensibilité des résultats aux varia-tions de l’environnement. D’une façon générale, ces préoccupations d’incertitudes doivent être prises en compte dès l’assimilation de données (problème inverse) et se refléter le cas échéant dans les modèles eux-mêmes.

Simulationnumériquedelacirculationocéanique:legolfedeGascogneetleplateauceltique—MOISE.



i Simulation et visualisation scientifique pour l’environnementOn vise ici à développer et à mettre en œuvre, en grandeur réelle, la simulation interactive couplée à la visualisation sur un problème complexe de l’environnement, par exemple en climatologie, ou océanologie (cf. § 3.2.2). On sélectionnera une application particulièrement apte à mettre en avant la nécessité de visualisation intelligente de grandes masses de données et le besoin d’interactivité, par exemple pour le posi-tionnement de capteurs ou le pilotage de simulations multi-algorithmes. Ce jalon, qui aboutira à un démonstrateur, nécessitera une coopération étroite entre spécialistes des sciences de l’environnement et chercheurs en modélisation, simulation, réalité virtuelle, infographie, et calcul intensif.

i Simulation des plasmas de fusion pour le programme ITERCe jalon a pour objectif le développement d’un ensemble de codes de simulation gyrocinétique 5D et magnéto-hydrodynamique pour des modèles de plasmas magnétisés, étudiés dans le programme ITER. L’étude fine d’un tokamak particulier comme ITER nécessite de prendre précisément en compte la configuration réelle d’équilibre du plasma et pour cela d’utiliser un système de coordonnées spécifiques appelées coordonnées de flux respectant les isosurfaces du champ magnétique et permettant en parti-culier de séparer la dynamique longitudinale et transverse et de prendre en compte une dynamique plus réaliste pour les électrons. Cette approche, qui nécessite des développements numériques spécifiques, permettra de mieux simuler la turbulence. De façon complémen-

taire, la simulation des modes localisés au bord du plasma est fondamentale pour comprendre et prédire les pertes d’éner-gie dans ITER ainsi que pour valider les approches proposées pour y remédier. Il n’existe actuellement aucun code permet-tant de simuler complètement l’instabilité de ces modes. L’objectif est de développer un code haute résolution permettant la simulation d’un cycle complet d’une ins-tabilité des modes localisés au bord (ELM), en utilisant des solveurs très efficaces pour les grands systèmes linéaires creux et des méthodes numériques haute-résolution sur des maillages non structurés.

Jalons

Domaines applicatifs

nécessaire. L’optimisation de systèmes dyna-miques doit prendre en compte la robustesse des solutions aux évolutions constantes des données du problème. Une amélioration significative de l’efficacité de l’optimisation reposera sur la conjonction de techniques capables de s’adapter continûment aux variations lentes et de méthodes de détec-

tion de ruptures, ces dernières permettant de rendre les algorithmes d’optimisation plus efficaces et d’améliorer l’estimation en ligne des dérivées. D’une façon géné-rale, l’importance de l’optimisation en tant qu’outil transversal étant en forte croissance, l’institut devra renforcer ses compétences sur ce thème.

Parmi les domaines actuellement ou poten-tiellement concernés par l’ensemble de ces recherches, certains feront l’objet d’efforts spécifiques de la part de l’INRIA en raison des enjeux qu’ils représentent (cf. § �.2). Ainsi les systèmes biologiques sont-ils concernés à diverses échelles, depuis la molécule (nano-moteurs biologiques) jusqu’aux organes, en passant par les réseaux d’interactions géni-ques. Typiquement, le côté multi-échelles et multi-modèles apparaît dès lors que l’on souhaite modéliser complètement des sous-systèmes complexes comme la cellule ou le cerveau. L’environnement reste également

un domaine d’investigation majeur, avec les problèmes de couplage océan-atmosphère à l’échelle globale, de prédiction des inondations ou d’étude du changement climatique. Là encore, les effets multi-échelles sont signifi-catifs lorsque l’on veut étudier précisément les écosystèmes. Dans le secteur de l’énergie, un sujet dans lequel les recherches seront ampli-fiées est celui de la fusion à grande échelle, où se combinent magnétisme et physique des plasmas. Toujours dans le secteur technolo-gique, la simulation de circuits complets basés sur les nanotechnologies représentera un vrai challenge dans les années à venir.

48 Plan stratégique 2008-2012 48484848484848484848

Programmation:Sécuritéetfiabilitédessystèmesinformatiques

3.1.2

�.1.2 Programmation : Sécurité et fiabilité des systèmes informatiques

4949Plan stratégique 2008-2012 49Plan stratégique 2008-2012 494949494949Plan stratégique 2008-2012 49Plan stratégique 2008-2012 494949

Avec les nouvelles technologies numériques, les logiciels entrent de plus en plus fortement dans des applications ayant un impact direct sur la vie des citoyens et le fonctionnement des sociétés et des états. Cette situation soulève de nombreuses questions dont celles liées à :

• la sûreté des infrastructures techniques (transports, énergie), des grands systèmes d’information, des réseaux bancaires, et des équipements médicaux ;

• la sécurité et la confidentialité des infrastructures ayant un caractère sensible (défense, données gouvernementales) ;

• la protection des données nominatives ou de la sphère privée (dossiers médicaux, vote, données privées diverses) ;

• la confiance mutuelle lors des communications entre entités, la garantie de la probité des échanges ;

• la disponibilité et la crédibilité d’applications diverses (traçabilité et garantie d’origine de produits, domotique).

Face à ces enjeux, le niveau de confiance que l’utilisateur attribue aux technologies numériques est un critère clé du développement et du déploie-ment d’applications nouvelles. Du point de vue de l’utilisateur, la confiance recouvre notamment l’aptitude des systèmes à résister à des attaques et à un usage malicieux (lasécurité), l’aptitude à fonctionner correctement dans des conditions données (lasûreté), ainsi que la possibilité de déterminer les responsabilités en cas de dysfonctionnement (dimensiontechnico-légale). Du point de vue des concepteurs de systèmes et d’applications, les enjeux technologiques sont la mise à disposition de dispositifs de sécurité robustes, corrects et prouvés, la vérification préalable de l’exécution correcte des applications, la mise à disposition d’environnements performants de programmation intégrant les aspects production de code et preuve.Parce que les technologies et services de confiance intègrent une forte com-posante logicielle, l’INRIA a clairement un rôle à jouer dans ce domaine. Un apport important sera de développer des technologies de sûreté et sécurité au service de la confiance, permettant de gérer les problèmes d’authenti-fication et d’identification, de confidentialité, de certification, de protection des contenus et des données personnelles, de traçabilité, de résilience des services. Une autre direction est d’explorer des voies nouvelles pour assurer la confiance, comme par exemple les domaines émergents de preuves

50 Plan stratégique 2008-2012 50 Plan stratégique 2008-2012 50 Plan stratégique 2008-2012 50 Plan stratégique 2008-2012

électroniques associées à un cadre juridique, les systèmes de confiance à base de réputation ou les plates-formes de confiance. Globalement, il s’agit d’étudier les bases d’une informatique décentralisée, mobile et sûre, organisant l’accès aux informations et aux applications autour d’une gestion maîtrisée des droits et de l’identité, ceci de la façon la plus transparente possible pour l’utilisateur.La profonde évolution des technologies implique aussi de nouvelles appro-ches pour la programmation et le génie logiciel : ainsi sont apparues les architectures orientées services en réponse aux problématiques que rencontrent les entreprises en termes de réutilisabilité, d’interopérabilité et de réduction de couplage entre les différentes composantes de leurs systèmes d’information. Le référencement, la coordination, la localisation de ces services font appel à l’établissement de standards, à des protocoles spécifiques pour gérer les transactions et la sécurité au sein de l’architecture, et sont encore largement à explorer.A la jonction de l’ingénierie logicielle, des systèmes d’information et de l’aide à la décision, le concept de système de systèmes est apparu en réponse à la problématique d’intégration à large échelle des systèmes formés d’un grand nombre de composantes hétérogènes, matérielles, logicielles, humaines, éventuellement géographiquement réparties, autonomes, et dont le fonctionnement résulte d’interactions entre ces composantes, en fonction de l’architecture du système, de son évolution dans le temps, de la variabilité de son environnement. De tels systèmes doivent faire l’objet d’une surveillance spécifique et d’une politique de maintenance dont les principes doivent aussi être définis dès la conception, et adaptés pendant tout le cycle de vie du système. Ceci suppose bien évidemment des techniques de modélisation et de simulation adaptées, associées à des méthodologies d’évaluation et de certification, permettant de donner des garanties de fonctionnement sûr.



Les priorités de l’INRIA pour cette thématique s’inscrivent dans deux grands défis : • garantir le comportement correct de

logiciels complexes dans leur environ-nement matériel. L’institut développe des méthodes de développement sûr, fondées sur les langages formels, les logiques mathématiques, la construction de preuve, de même que la vérification et la certification de code et de compo-sants logiciels. L’accent sera mis sur les problèmes majeurs que sont le passage à l’échelle, la reprise de code existant, la prise en compte des composants qu’ils soient

matériels, logiciels, services ou systèmes, l’intégration de ces techniques dans un contexte plus général d’ingénierie logi-cielle pour leur utilisation aisée et leur large diffusion ;

• assurer la sécurité des données, des communications et des échanges des systèmes informatisés. Dans ce cadre, les priorités seront la cryptographie, les politiques de sécurité, la protection contre les virus qui sont autant de réponses à construire face aux défaillances et aux vulnérabilités de systèmes de plus en plus ouverts, distribués et mobiles.

Environnements de preuve et de programmation

sûres

Les langages de programmation de haut niveau, les systèmes de type et l’analyse statique ont contribué de façon significa-tive à améliorer la sûreté et la fiabilité des logiciels. Toutefois un fossé subsiste entre le code source destiné à être exécuté et les modèles de ce code, utilisés a priori pour la conception, et a posteriori pour la véri-fication. Ce fossé devrait être réduit, d’une part par le développement de langages de programmation dédiés avec la génération de code et la technologie d’analyse statique associées, et d’autre part, par des langages généralistes offrant une grande puissance d’expression et des possibilités de généri-cité et de compositionnalité (programmation fonctionnelle, par aspects, par contrats, par contraintes, etc.). L’expérience acquise depuis plusieurs années dans le développement de preuves a fait apparaître des problématiques nouvelles liées à leur ingénierie. Concevoir des langages mathématiques généralistes permettant de décrire les théories et les preuves que l’or-dinateur est capable de vérifier, nécessite en particulier une intégration efficace du calcul et de la déduction (tous deux nécessaires dans les grands développements mathématiques) et la construction de bibliothèques réutili-sables dans des domaines importants des mathématiques et de l’informatique, comme le calcul numérique, la géométrie ou les proba-bilités. Il est nécessaire de développer, pour les assistants à la preuve, des facilités de description, d’animation et d’analyse, avec un degré d’automatisation important pour

passer le cap du passage à l’échelle et de l’adoption par les milieux industriels.Les méthodes formelles permettent aujour-d’hui aux programmeurs d’établir des garan-ties sur leurs codes source ou leurs modèles. Étendre ces garanties au code exécutable et à son exécution passe par deux voies complémentaires : la première est la certifi-cation des outils de production et de valida-tion de code (compilateurs, générateurs de code, analyseurs statiques, model-checkers, démonstrateurs de théorèmes). La seconde consiste à produire et attacher au code un certificat qui peut être vérifié a posteriori par les utilisateurs du code. Les deux approches nécessitent encore un effort de recherche significatif pour passer à l’échelle de produc-tion de logiciels réalistes.


La spécification et la conception de plates-formes de confiance met en jeu des méca-nismes de sécurité et de contrôle d’intégrité liant le matériel au logiciel de base, des mécanismes de sécurisation du système d’exploitation et des techniques garantis-sant le cloisonnement sûr des différentes classes d’application. Les solutions actuelles se fondent sur le développement de micro-noyaux de sécurité prouvés et sur différentes techniques comme la virtualisation. Les besoins en primitives cryptographi-ques, dont la robustesse et la conformité

sont assurées, sont un des points clé du développement de systèmes de confiance. Les difficultés de déploiement de solutions à clés publiques posent différentes questions sur la manière de construire et garantir des relations de confiance entre entités commu-nicantes dans des environnements distribués et ouverts. Il faut poursuivre l’amélioration des primitives cryptographiques et de leur validation, qu’il s’agisse de cryptographie symétrique ou asymétrique, construire des primitives nouvelles en matière de principes cryptographiques en assurant leur robustesse

Briques de base de la sécurité : Cryptographie,

protocoles, politiques

Plus de 40 équipes-projets sont concernées par les thèmes de recherche couverts par ce défi. Environ 20 équipes-projets en font leur cœur de métier. L’INRIA a une expertise reconnue au niveau international en crypto-logie, méthodes formelles, environnements de preuves, vérification formelle de proto-coles et systèmes critiques. L’institut est un leader mondial en ingénierie dirigée par les modèles. Cette expertise s’est traduite par la conception et la diffusion de logiciels à haute visibilité, qu’il s’agisse d’environnements de preuve, de programmation synchrone ou asynchrone, de vérification de protocoles cryptographiques, d’outils de preuves de

programme ou de langages fonctionnels. Ces atouts permettent à l’INRIA de se positionner favorablement avec ses partenaires académiques et industriels (Alcatel, Dassault, France Telecom R&D, ILOG, Microsoft, Thalès, Trusted Logic, Esterel Technologies...) pour aborder les défis liés à la sécurité et la sûreté qui tiennent une place majeure en Europe (cf. les deux thèmes du 7e PCRD Information and communication technologies et Security and space) mais qui sont aussi cruciaux, au plan mondial, pour l’indé-pendance et la souveraineté des nations. L’INRIA aura à cœur de renforcer ses relations industrielles, en particulier au sein des pôles de compétitivité AESE et System@tic, ainsi que

son partenariat avec la DGA. L’ambition est d’être capable de fournir expertise et conseil en matière de sécurité informati-que, ce qui lui impose d’être à l’écoute des attentes industrielles, juridiques et socia-les en matière de gestion des risques, de sécurité et respect de la vie privée dans le développement des services et des entre-prises, de plates-formes de confiance et de virtualisation. Face à ces questions, l’institut se positionne désormais sur une vision intégrative des aspects sûreté et sécurité des logiciels et des systèmes.


Malgré les développements remarquables des méthodes formelles et des techniques de vérification par exploration de modèles, la véri-fication formelle ne passe pas encore à l’échelle des systèmes critiques du monde réel.Les progrès viendront largement de l’utilisa-tion combinée de méthodes de tests et de preuves existantes (vérification de modèles, analyse statique, raffinement, preuve interac-tive, génération de tests) et de l’intégration de ces méthodes dans des environnements de conception de systèmes et de produc-tion de code, tant pour le logiciel que pour le matériel.

Un autre axe de progrès est la prise en compte des composants du commerce, des logiciels préalablement développés et des logiciels libres : la plupart des systèmes, y compris des systèmes à fortes contraintes de sûreté et de sécurité, intègrent des composants ou des logiciels externes. La vérification a poste-riori de codes existants, la rétro-ingénierie de codes destinés à être intégrés dans des systèmes sûrs afin de retrouver les propriétés de correction et de démontrer l’absence de risques résiduels sont des champs nouveaux d’expérimentation des techniques de vérifi-cation de code.

Méthodes performantes de

vérification de logiciels et systèmes


5�5�Plan stratégique 2008-2012

Avec le nombre croissant de données sensi-bles accumulées dans les bases de données actuelles, apparaît la nécessité impéra-tive d’assurer leur intégrité (authenticité, exhaustivité, actualisation), leur confidenti-alité (contrôle d’accès) ainsi que leur utili-sation appropriée (traçabilité). Les solutions actuelles basées sur des administrations centralisées peinent à être déployées et ne répondent pas aux enjeux de la confiance dans des environnements dynamiques et distribués. La coopération entre la recherche en bases de données et en cryptographie est une voie prometteuse en particulier pour établir des relations de confiance entre entités, de manière dynamique dans l’es-pace et le temps.

Les technologies numériques ainsi que l’ap-parition de systèmes ouverts ne sont pas sans susciter des dangers pour la propriété intellectuelle et les droits de diffusion. Les technologies actuelles permettent de faire des copies parfaites des contenus. La redistribu-tion est aisée et son traçage difficile. Il est ainsi nécessaire de développer de nouvelles technologies permettant de protéger les œuvres multimédia : identifier leur origine, protéger les droits d’auteurs, vérifier leur intégrité, ou encore tracer un usage illicite. Cela peut se faire par l’insertion dans le contenu d’une marque indécelable, infalsi-fiable et ineffaçable et dont l’extraction doit être robuste face à divers types d’attaques que le signal pourrait subir.

Intégrité des données,

confidentialité et vie privée

Analyse des vulnérabilités

et des virus

Face aux cyber-attaques, une première étape est d’analyser et de recenser les vulnérabilités et les faiblesses des logiciels et des systèmes vis-à-vis de la sécurité en se dotant d’outils d’analyse efficaces. Comme pour la vérifica-tion, la prise en compte de composants déjà développés est une problématique encore non résolue. Même si les modèles de défaillance utilisés en sûreté de fonctionnement sont une source d’inspiration importante, les modèles d’exploitation et de propagation des vulné-

rabilités sont plus complexes et nécessitent des investigations spécifiques.Le domaine émergent de la virologie infor-matique a pour objectif la détection de virus et l’étude de leur propagation, par exemple à partir d’une analyse statique des flots de données ou de contrôle, mais aussi la concep-tion et la construction de stratégie de défense, en particulier face à des virus métamorphes dont le programme mute chaque fois qu’il infecte un nouvel hôte.

d’implantation, concevoir des algorithmes cryptographiques prenant en compte l’effi-cacité (faible consommation, rapidité) mais aussi la résistance à la cryptanalyse et aux attaques par canaux cachés, pour lesquelles par ailleurs l’élaboration de mesure de résis-tance est souhaitable.Les protocoles de cryptographie pour de nouvelles applications telles que le vote, la délégation de signature, la négociation sûre de services de sécurité pour les applications multi-niveaux, la satisfaction de politiques de sécurité complexes, doivent être prouvés tant du point de vue de leur conception, que de leur implémentation matérielle et logicielle. Même si d’importants progrès à la fois théo-riques et applicatifs ont été réalisés dans les techniques de vérification de protocoles de sécurité, la plupart des résultats ne sont appli-

cables qu’à des protocoles simplifiés. Un défi majeur est de traiter des protocoles de sécurité complexes dans des environnements réalistes. Ceci nécessite de développer des techni-ques de preuves modulaires, de montrer que les abstractions considérées sont correctes vis-à-vis des modèles plus précis utilisés en cryptographie, et de formellement valider les primitives cryptographiques. Il apparaît aussi un besoin croissant de fournir de nouvelles propriétés de sécurité liées à l’anonymat et à la vie privée.Enfin, la conception de langages pour exprimer formellement les politiques de sécurité et leurs propriétés, ainsi que le développe-ment de méthodes et d’outils de vérifica-tion de ces propriétés constitue une autre direction de recherche largement ouverte et prometteuse.


Maîtrise des risques dans les

systèmes ouverts et distribués

i Cryptographie et sécurité des réseaux ambiantsCritique du point de vue des applications industrielles, la cryptographie dite légère, est destinée à des objets de faible coût et potentiellement volatils. Le développement d’applications de traçabilité et de localisation d’objets, par exemple par RFID, nécessite de développer des mécanismes d’authenti-fication simples à mettre en œuvre et d’un coût d’implémentation et de déploiement très faible, mais garantissant le niveau de sécurité adéquat.

i Vulnérabilités, attaques et défenseCe jalon porte sur l’étude des attaques et de leur prévention en conduisant des expéri-mentations significatives dans un cadre légal. Un premier objectif est de caractériser les faiblesses et vulnérabilités des logiciels vis-à-vis de la sécurité, d’analyser et recenser lesdites vulnérabilités, et de se doter d’outils d’analyse efficaces. Ces expérimentations

permettront aussi le déploiement de systèmes d’attaque et de défense contre des codes mal-veillants (virus, vers). Elles ouvriront la voie vers la détection de failles, l’audit sécurité et la certification de système..

i Vérification conjointe de propriétés de sûreté et sécuritéAlors que les domaines de la sûreté et de la sécurité étaient jusqu’à maintenant relativement disjoints, des approches intégrées sont à déve-lopper sur différents problèmes en particulier sur la vérification automatisée des politiques de sécurité (dans le cadre par exemple de services Web, de contrôles d’accès, de délégations de signature), et sur la conception de protocoles de vote électronique sécurisé, la formalisation et la vérification de leurs propriétés essentielles de sécurité.

i Développement certifié de composants logiciels industrielsPour augmenter le nombre de composants logiciels prouvés utilisés dans l’industrie (compilateurs, bibliothèques certifiées), une première étape est d’offrir une plateforme d’aide à la conception, à la modélisation et la vérification de systèmes et de logiciels, prenant en compte l’assemblage de com-posants et la reprise de codes existants, permettant à des sociétés ou des projets tiers d’utiliser ces outils sur des cas réels et de fournir un vrai retour d’expérience. Un premier objectif est de faire la démonstra-tion que le processus de certification de code critique peut s’appuyer sur une approche mathématique rigoureuse, en particulier en produisant un compilateur prouvé, utilisable dans le contexte industriel. Plus généralement, il s’agit d’augmenter le nombre de composants prouvés utilisés dans le monde industriel : compilateurs, outils de vérification, bibliothèques.

Jalons

La maîtrise des risques est partie prenante des processus de conception des systèmes à logiciel prépondérant, qu’il s’agisse de systèmes d’information ou de systèmes temps réel critiques, ou encore de systèmes à grande diffusion. Les risques sont souvent identifiés comme les manquements ou les entraves à la disponibilité, à la sécurité, à la robus-tesse aux pics de charge et aux changements d’échelles. La perception de ces risques est accrue avec la mise en œuvre de services en ligne, s’appuyant sur des systèmes ouverts et distribués.De nombreux systèmes critiques ou embar-qués sont aujourd’hui des systèmes ouverts qui cohabitent et inter-opèrent avec des systèmes d’information, et deviennent sensi-bles non seulement aux défaillances mais également aux attaques et malveillances, à des comportements inattendus des utilisa-teurs, à des interactions non ou incomplète-ment spécifiées entre composants.

Dans un contexte distribué, et plus géné-ralement dans un environnement complexe dont le comportement ne peut être décrit complètement, il devient nécessaire de forma-liser les interactions dysfonctionnelles et de les exprimer sous forme de contraintes propres à garantir la sûreté de comportement global du système. Ces modèles formels pourraient aussi servir de base pour l’établis-sement de responsabilités légales en cas de dysfonctionnement.Dans les réseaux mobiles ad hoc sans infras-tructure fixée, souvent spontanés et volatils, les réseaux de capteurs ubiquitaires permet-tant d’interfacer l’environnement physique avec les infrastructures de communica-tion et d’information, la sécurité doit être soigneusement comprise et garantie avant le déploiement. La distribution des données et des calculs sur la grille conduit aussi à de nouveaux défis pour la sécurité qui doit être garantie dans un environnement peu fiable.



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Communication,informationetcalculubiquitaires

3.1.3

�.1.� Communication, information et calcul ubiquitaires

57Plan stratégique 2008-2012 575757575757Plan stratégique 2008-2012 57Plan stratégique 2008-2012 575757

Les technologies et les infrastructures de communication ont constamment été au cœur de nombreux enjeux dans toutes les civilisa-tions. Les technologies de communication numériques ont apporté une rupture qualitative et un changement d’échelle drastique. Leurs enjeux économiques et sociaux concernent aujourd’hui tous les secteurs d’ac-tivité, allant de la production de biens et de services, à la santé et à la sécurité. Ils sont critiques pour le développement de la société de l’information (cf. § 2.1). Des besoins considérables expliquent la croissance et le déploiement pro-digieux de ces technologies : plus de 2 milliards de dispositifs connectés aujourd’hui à Internet, autant de téléphones cellulaires dont 20 % dispo-sent de capacités d’échange de données, un volume de données qui se chiffrera bientôt en moles* d’octets, données que l’on souhaite aisément lisibles par chacun et productibles par tous. À cela s’ajoute une autre révolution : dorénavant, nos objets communiquent entre eux de façon autonome pour nous offrir des fonctionnalités complémentaires et inté-grées, pour se configurer et s’adapter à leur environnement et à leurs utili-sateurs, pour couvrir un large espace d’observation (réseaux de capteurs) et d’objets adressables (Internet des objets).Le développement des technologies de communication est conditionné par la résolution de nombreux problèmes scientifiques relatifs aux pro-tocoles et réseaux de communication, au calcul distribué et au Web des connaissances et des services. Ces trois composantes participent ensem-ble à l’élaboration de systèmes autonomes d’intelligence ambiante, inté-grant des processeurs et des capteurs disséminés dans l’espace et dans de nombreux objets de la vie courante, réactifs à leur environnement, et donnant aux utilisateurs l’accès au bon moment et au bon endroit, à des informations individualisées, à des connaissances, à des moyens d’ex-pression et d’action radicalement nouveaux.L’INRIA a constamment mis en avant parmi ses objectifs prioritaires la maîtrise des infrastructures des réseaux et des services de communica-tion. L’institut dispose aujourd’hui de très fortes compétences et d’une grande visibilité internationale dans ce domaine, ce qui lui permet d’af-ficher des objectifs scientifiques ambitieux sur les réseaux, les grilles de calcul et le Web sémantique des connaissances et des services.

* Par analogie à l’unité chimique : une mole = 6,022 x 1023 atomes.


Les objectifs de l’INRIA sur cette priorité stra-tégique sont focalisés sur trois volets :• les réseaux du futur, leur modélisa-

tion, la conception de leurs architectures et protocoles, et leur évolution, malgré l’hétérogénéité des infrastructures de communication, vers un réseau continu dans l’espace (faire face au changement d’échelle dans le nombre de disposi-tifs mobiles ou fixes interconnectés) et dans le temps (assurer avec constance et transparence une qualité de service garantie à une grande diversité d’utilisa-teurs et d’usages) ;

• les grilles de calcul, un des grands défis de l’informatique distribuée pour offrir quasi-ment partout de vastes ressources ;

• le Web des connaissances et des services qui permet d’accéder au contenu sémantique des informations disponibles et d’apporter à des communautés d’utili-sateurs la possibilité d’utiliser, de déployer et d’intégrer un spectre d’applications de plus en plus large.

Ces trois volets partagent des problèmes

communs fondamentaux, en mathématiques et en algorithmique des communications et de l’information, problèmes sur lesquels l’institut restera très présent. Il poursuivra ses recherches sur plusieurs de ces questions fondamentales, par exemple en modélisation quantitative, sur les méthodes formelles pour la preuve de protocoles, sur les algorithmes distribués avec information partielle, ou sur les algorithmes de réplication et de consensus. Le codage et la théorie de l’information – en particulier pour la compression d’images et de vidéos ou pour accroître la capacité de réseaux mobiles ad hoc – restent également des sujets de recherche importants. De même que le sont dans le contexte abordé ici les questions de sécurité des réseaux et des données : confiance, preuves de sécurité, confidentialité et vie privée, protection de documents multimédia. Ces trois volets sont détaillés dans ce qui suit, ainsi que la problématique de l’auto-nomie des infrastructures de communi-cation, de calcul et d’information qui leur est transverse.

Communication ubiquitaire et

réseaux du futur

L’Internet du futur est aujourd’hui au cœur d’efforts considérables de recherche acadé-mique et industrielle, illustrés par de grandes initiatives internationales telles que celles de la NSF (FIND, GENI) ou de DARPA (sur le sans fil) aux États-Unis, de la Commission euro-péenne (EIFFEL, FIRE, ARCADIA, EUROFI), de la Corée (Future Internet Forum) ou du Japon. En France, le gouvernement a confié à l’INRIA en 2007 l’animation d’un groupe de réflexion sur ce sujet.Ces recherches visent l’élaboration des bases algorithmiques et architecturales nouvelles des réseaux et services de communication qui permettront de corriger les faiblesses structurelles d’Internet, notamment dans le domaine de la sécurité, de la qualité de service, de la mobilité, du temps réel, et de l’interconnexion avec le monde physique via des réseaux de capteurs. L’INRIA entend être actif dans la conception d’Internet du futur. L’institut s’attachera en particulier à améliorer la sécurité et la robustesse du réseau, à rendre plus simple l’intégration de nouvelles technologies comme celles des

réseaux sans fil hétérogènes, à améliorer la qualité de service, et à mettre en place des architectures de service de plus haut niveau. Pour y parvenir, de nouvelles théories pour l’architecture de réseaux doivent émerger. Les protocoles et les structures qui contrôlent cette architecture doivent être repensés de manière coordonnée et cohérente. Malgré les progrès importants faits pendant les dix dernières années, la couche réseau reste critique pour les applications forte-ment contraintes en termes de délai, de bande passante, de gigue et de fiabilité. Ces applications ne peuvent pas être déployées aujourd’hui sur Internet. L’INRIA développera des recherches tant théoriques qu’expéri-mentales sur la qualité de service et les accords de niveau de service, sur le routage différencié et sur le routage avec qualité de service.Nos travaux porteront également sur les réseaux d’overlay sur Internet qui permet-tent à un très grand nombre de pairs d’interagir de manière à contribuer à l’accomplissement



d’une activité commune, soit en tant que relais, soit en tant que contributeur direct. Les recherches se concentreront sur les structures qui peuvent se développer de manière autonome et auto-organisée, comme les systèmes pairs-à-pairs (P2P) de partage de documents multimédia pour lesquels la participation à un groupe est très fortement dynamique et volatile.Par ailleurs, une meilleure connaissance et un meilleur contrôle d’Internet, tel que nous le connaissons aujourd’hui, sont nécessaires pour concevoir l’Internet du futur. L’INRIA se concentrera sur la conception de nouvelles méthodes pour la supervision, la mesure et le contrôle du réseau, la tomographie d’In-ternet, l’inférence de matrices de trafic, et la détection automatique d’anomalies.À coté d’Internet proprement dit, nos travaux porteront également sur les réseaux d’opé-rateurs en se focalisant principalement sur les problématiques de l’accès sans fil et de la gestion du réseau.L’évolution des réseaux sans fil repose sur des avancées fondamentales en théorie de l’information et du codage, ainsi que sur

des algorithmes novateurs et de nouvelles idées d’architectures. L’INRIA continuera à contribuer à l’énorme effort algorithmique pour mieux contrôler ces réseaux (puissance, contrôle d’admission, contrôle d’accès aux ressources, contrôle de congestion, ordonnancement), en particulier par le biais d’optimisation inter-couche. Une meilleure compréhension du partage de bandes dans le contexte des réseaux sans fil, dont les réseaux hybrides, est également néces-saire. La conception de services de réseaux offrant un véritable soutien sans coupure à la mobilité et à la localisation soulève des problèmes importants. Il en va de même de la conception d’applications vidéo sans fil qui imposent des contraintes additionnelles aux techniques de codage de faible complexité ou de consommation d’énergie limitée.Par ailleurs, les évolutions récentes en termes de complexité, de dynamicité et d’hétéro-généité des réseaux en rendent la gestion de plus en plus difficile. Il est impératif de concevoir de nouveaux modèles architec-turaux et des algorithmes distribués qui permettent de mettre en œuvre de manière


Plus d’une trentaine d’équipes-projets sont focalisées sur les thématiques rele-vant de cette priorité. Dans les aspects réseaux et communication, la position de l’institut au niveau mondial en matière de modélisation et de métrologie est forte. Les efforts de standardisation en réseau sont coordonnés par l’Internet engineering task force (IETF) au sein de laquelle la plupart des sociétés et laboratoires travaillant sur l’Internet sont en compétition pour faire adopter de nouveaux protocoles. L’INRIA participe depuis longtemps de manière très active à l’IETF en présidant des groupes de travail, en apportant des contributions à MPG et en proposant des standards tels que UDLR et OLSR. L’INRIA a aussi participé à la standardi-sation de IEEE 802.11.

Dans le domaine des réseaux, la France bénéfi-cie d’un environnement industriel exception-nel, avec le siège et le laboratoire de recherche et innovation d’Alcatel-Lucent – un acteur clé dans le domaine des équipements réseau – et aussi le siège d’Orange, acteur majeur au niveau européen pour l’accès aux réseaux sans fil, dont elle héberge les principaux laboratoi-res de recherche et développement. Plusieurs laboratoires communs ont été mis en place : avec Orange-FT sous la forme de « Centre de recherche collaborative », avec Alcatel-Lucent sous la forme « d’Opérations stratégiques conjointes », avec Thomson et Philips, sous la forme du laboratoire commun AIR&D sur l’informatique ambiante.Autour du calcul distribué, des grilles de calcul et des systèmes pair-à-pair, l’INRIA joue un rôle moteur au sein de la communauté fran-

çaise, avec l’animation de plusieurs plates-formes, comme GRID-5000. L’activité autour de l’informatique diffuse connaît aussi un fort développement et a déjà donné lieu à des actions significatives de transfert, par exemple autour de UbiQ.Pour ce qui concerne les bases de données et de connaissance et le Web, plusieurs chercheurs et équipes de l’INRIA jouent un rôle influent au niveau mondial, en particulier autour de XML. Les collabo-rations sont actives avec les meilleures équipes mondiales (UCSD entre autres). Des activités de transfert viennent aug-menter cet impact.Ce positionnement autour des conte-nus, des services et des usages, mais aussi des communications, doit encore se renforcer.

ModélisationdelacouvertureduréseaupardesantennesutilisantleprotocoleCDMA(CodeDivisionMultipleAccess)—TREC.


i Conception et évaluation de nouvelles architectures d’InternetDepuis trente ans, Internet a suivi des évo-lutions incrémentales, compatibles avec l’existant. Cette approche, qui a permis d’incontestables succès, a atteint ses limites en bloquant la résolution de problèmes structurels majeurs de sécurité, de continuité de service sur des infrastructures hétérogè-nes, de robustesse à la montée en charge, ou d’outils d’observation et de diagnostic. Ce jalon porte sur l’exploration de nouvelles architectures de réseaux en rupture avec l’existant. Il s’agit de concevoir des compo-sants architecturaux pour supporter de façon native et sécurisée des services tels que la diffusion de données, le partage de données en pair-à-pair, et le diagnostic automatique. Par ailleurs, ces nouvelles architectures ont besoin d’être évaluées avant un déploiement à grande échelle. Ceci nécessite des plates-formes de simulation réalistes, facilement configurables, qui permettent un contrôle des conditions d’expérimentations et des analyses comparatives, et qui impliquent de vrais utilisateurs. Les simulations doivent intégrer de meilleurs modèles et du code

réel. Leurs limitations doivent être identifiées et bornées. Finalement, il est important d’in-tégrer plates-formes d’expérimentations et de simulations afin de simplifier la conception et l’évaluation des nouvelles architectures. On visera donc ici à développer une plateforme et des méthodes d’évaluation intégrant un simulateur tel que NS3 et une plateforme d’ex-périmentations telle que OneLab.

i Grilles d’expérimentationIl s’agit de démontrer un passage à l’échelle ambitieux des techniques de programma-tion des grilles informatiques en réalisant plusieurs expériences dimensionnantes sur l’infrastructure Grid’5000, développée par l’action ALADDIN. Ces expériences porteront en particulier sur des problèmes génériques d’optimisation combinatoire de grande taille, jamais résolus grâce à une infrastructure de grille. On expérimentera également sur des problèmes de biologie structurale tel que le problème d’arrimage de molécules de grande taille. Ces expériences et d’autres seront réalisées sur plusieurs milliers de pro-cesseurs, sur plusieurs sites, pour valider expérimentalement le passage à l’échelle avec

des gains en robustesse et en performance significatifs.

i Services et usagesOn veut pouvoir répondre intelligemment à des requêtes sur le Web à partir du contenu sémantique des données, par exemple dans le cadre d’un travail collaboratif au cours duquel les informations seront agrégées et présentées à l’utilisateur qui pourra interagir avec des résultats intermédiaires et participer ainsi à la construction de la réponse à la requête. Le développement de ces nouveaux services doit être conçu pour permettre l’analyse de leurs usages effectifs : émergence de communautés et de réseaux sociaux, construction dynamique de profils individuels et collectifs, détection de tendances, diagnostic de performance et de qualité de service. Les informations relatives aux usages étant produites de plus en plus rapidement et depuis des sources de plus en plus nombreuses, on doit être capable de faire ces analyses sur des flots de données, ce qui implique l’extraction de connaissances, leur interprétation et la gestion de leur évolution.

Jalons

autonome, sûre et robuste la gestion des défaillances, des configurations, des coûts, de la performance et de la sécurité. Les ques-tions de passage à l’échelle et de l’impact fonctionnel des impératifs de gestion du réseau sont cruciales. Ceci est particuliè-rement vrai pour les réseaux optiques dans lesquels des composants reconfigurables permettront aux opérateurs de répondre à des demandes attendues de l’ordre du térabit et pour lesquels on devra disposer de moyens de contrôle programmables très performants, capables d’ordonnancer les ressources du réseau en temps réel.Enfin, il est important de traiter également des réseaux auto-organisés. L’INRIA concentrera ses recherches sur les réseaux ad hoc, les réseaux sans fil hybrides, les

systèmes d’information spontanés et les réseaux tolérant les délais dans lesquels la connectivité intermittente est la norme. La plupart de ces réseaux ont une logique de routage « multihop », qui consiste à utiliser les autres terminaux ou éléments du réseau comme des relais lors du transport de l’in-formation. L’institut continuera à étudier de nouveaux algorithmes de contrôle distribué pour de tels réseaux, en particulier en ce qui concerne l’accès à des canaux radio partagés, le routage, le contrôle de l’ad-mission et de la congestion, et le contrôle de la consommation. Plus généralement, il faut concevoir des algorithmes distribués permettant aux utilisateurs d’être toujours connectés au mieux dans un contexte équi-table, particulièrement dans le cas de radios



Grâce aux réseaux de communication et à l’évolution des technologies des micropro-cesseurs, la puissance de calcul accessible à un utilisateur n’est plus restreinte localement à une machine unique, elle peut s’appuyer sur de vastes ressources disponibles à bas coût et distribuées à grande échelle. L’ambition du calcul ubiquitaire est d’ouvrir l’accès à ces ressources partout, à tout moment, de façon aisée, transparente et fiable. Les grilles de calcul, l’un des grands défis de l’infor-matique distribuée, soulèvent en particulier des problèmes d’intergiciels, de systèmes d’exploitation, de gestion des ressources et de modèles de programmation.Un intergiciel distribué est une couche logicielle au-dessus des systèmes d’exploi-tation permettant le déploiement aisé d’une application sur des machines en réseau. Leur conception soulève de nombreux problèmes dont la gestion de l’hétérogénéité, les chan-gements de disponibilité des ressources, ou le passage de l’organisation client/serveur à des architectures pairs-à-pairs. Par ailleurs les intergiciels existants ont une relation à sens unique avec les applications, sans aucune négociation. Ce handicap peut être levé si les applications sont en mesure d’ex-ploiter la nature et la topologie des ressources et de spécifier à l’avance les schémas de communication qu’elles utilisent.Les systèmes d’exploitation peuvent à l’avenir fournir avec de meilleures perfor-mances une partie des fonctionnalités des intergiciels. Il s’agit en particulier de travailler

à la conception de systèmes d’exploitation centrés réseaux, assurant une gestion distri-buée d’un domaine et permettant, via des approches de virtualisation et d’abstraction, une meilleure séparation entre les applica-tions et l’infrastructure sous-jacente.La gestion des ressources ne peut plus être locale. Elle doit prendre en compte la distri-bution des ressources à large échelle. Ainsi, pour certaines applications, la gestion de flux de données doit intégrer les contraintes de communication, lesquelles sont difficile-ment prévisibles et peuvent devenir supé-rieures aux contraintes des ressources de calcul. On doit également développer de bons modèles de disponibilité de ressources qui évoluent fortement avec l’arrivée et la disparition de nœuds de calcul en cours de traitement. Les travaux porteront égale-ment sur des mécanismes de gestion à performance garantie, par exemple sur la conception de protocoles de bout en bout fiables, efficaces et prévisibles, pour le transfert de masse de données.Enfin, de nouveaux modèles de program-mation sont nécessaires pour une utilisa-tion efficace des grilles. Il s’agit de prendre en compte la complexité intrinsèque des traitements distribués sur des ressources hétérogènes et évolutives, par exemple en explicitant les caractéristiques de l’applica-tion relativement à celles de l’infrastructure de calcul. Des nouveaux paradigmes de programmation inspirés de la nature ou de la chimie sont également à explorer.

Calcul ubiquitaire et grilles de calcul

flexibles. Par ailleurs, au niveau des modèles économiques, la recherche se concentrera sur la conception de nouvelles formes de déploiement et d’intégration des fonctions

de management au travers de modèles tels que l’utilisation d’incitateurs, la théorie des jeux et des approches coopératives et collaboratives.

Le passage à un Web des connaissances et des services soulève de nombreux problèmes pour la maîtrise d’un volume considérable de données hétérogènes (données structurées, documents textuels et multimédia, services en ligne) et pour le développement de nouvelles fonctionnalités portant sur les contenus des données et répondant à des besoins de

haut niveau d’utilisateurs individuels et de communautés.L’accès aux contenus sémantiques s’appuie sur le développement convergent de deux classes d’approches complémentaires : • celles à base de XML et des langages

associés, en particulier RDF (“resource description framework” qui permet d’as-

Information ubiquitaire et Web

des connaissances et des services

Clusterdel’IRISA-INRIARennes.


Un concept central pour faire face aux problèmes posés par la demande croissante en ressources pérennes accessibles en tout lieu et à tout moment, est celui des systèmes d’information autonomes. Un tel système est composé d’une collection de composants qui règlent leur comportement interne et leurs interrelations en conformité avec des règles de haut niveau. Un problème difficile consiste à développer des solutions performantes permet-tant de mettre en œuvre tout ou partie des caractéristiques clés de ces systèmes, distri-bués à très grande échelle, de communication, de calcul, ou de gestion d’informations. Les caractéristiques à observer sont notamment celles d’auto-supervision (connaissance par le système de son état et de ses compor-tements) et d’autoprotection (détecter des attaques aussi bien internes qu’externes et protéger ses ressources tout en maintenant la sécurité et l’intégrité globales du système). Par ailleurs ces systèmes doivent avoir des capacités d’auto-optimisation (détecter des dégradations de performances et optimiser

en conséquence leur propre comportement), d’autocorrection (diagnostiquer des problèmes potentiels et se reconfigurer pour continuer à fonctionner) et d’auto-configuration (ajuster dynamiquement ses ressources au vu de son propre état et de celui de son environnement d’exécution). Ces systèmes doivent facilement s’adapter au contexte (capacité à prendre en compte leur environnement et à réagir à ses changements), être ouverts (portabilité sur des architectures matérielles et logicielles diverses, utilisation de protocoles et d’inter-faces standards et ouverts), ils doivent pouvoir anticiper, autant que possible, leurs propres besoins et comportements relativement à leur contexte d’exécution et doivent pouvoir se comporter de manière proactive. Les travaux sur ces sujets aborderont des questions de modélisation qualitative et quantitative, de supervision, de diagnostic, de reconfiguration et de planification.

Infrastructures de communication,

de calcul et de services autonomes

surer l’interopérabilité des métadon-nées) pour les documents et données structurés ;

• celles du Web sémantique pour l’expres-sion et l’exploitation de connaissances.

Les travaux porteront en particulier sur des problèmes de représentation des connais-sances, d’apprentissage et de traitement auto-matique du langage naturel pour l’élaboration d’ontologies et d’annotations sémantiques, pour l’explicitation des contextes et leur utili-sation dans la gestion des requêtes et des données. Cette gestion nécessite également la fusion d’informations issues de sources multiples et hétérogènes, ce qui requiert l’ac-quisition, la découverte et la surveillance des ressources concernées, leur enrichissement (qualification, indexation sémantique), et leur intégration cohérente. Ces sources d’informa-tion peuvent être actives, via des services en ligne. Ceci soulève le problème de la compo-sition des services Web par des techniques de planification et d’apprentissage. Les ques-tions de fouille de données et de veille ne prennent toute leur signification qu’au niveau

des contenus sémantiques. Elles exigent des progrès importants, dans le développement et l’intégration de plusieurs techniques, par exemple statistiques, linguistiques et d’extrac-tion d’information sémantique de documents multimédia.Par ailleurs, il est important de souligner que l’utilisateur du Web des connaissances et des services n’est pas un lecteur passif. C’est un acteur au sein d’une communauté, un producteur de connaissances, de services, voire de biens au sein d’un espace collabo-ratif. On rejoint ici une problématique que nous développerons en section suivante sur les interactions et médiations sociales (cf. § �.1.4), mais qui doit être abordée ici au niveau des fonctionnalités de base de la communication, de l’interaction et de l’intero-pérabilité au niveau sémantique. Le lien avec la section suivante est également à faire au niveau des systèmes d’intelligence ambiante où de nombreux dispositifs interconnectés perçoivent et interprètent leur environnement pour interagir et offrir des moyens d’action à l’utilisateur.


��Plan stratégique 2008-2012

�4�4�4�4�4�4�4

Interactionavecdesmondesréelsetvirtuels

3.1.4

�.1.4 Interaction avec des mondes réels et virtuels

Plan stratégique 2008-2012

�5�5Plan stratégique 2008-2012 �5�5�5Plan stratégique 2008-2012 �5Plan stratégique 2008-2012 �5�5�5

L’outil prolonge la main de l’homme. L’outil issu des technologies de l’infor-mation prolonge aussi ses capacités sensorielles, motrices et cognitives. L’interac-tion grâce à un tel outil avec le monde physique, avec des modèles numériques, ou en médiation sociale, se décline en diverses modalités, directement ou à distance, lorsque l’outil devient autonome. Les problèmes scientifiques posés par la concep-tion de ces prolongements, moteurs, sensoriels et cognitifs de l’homme, et par celle des mécanismes d’interaction associés, couvrent des thématiques de recherche importantes. Ces problèmes portent par exemple sur :• comment détecter et interpréter l’information sensorielle pour reconnaître des

objets, pour comprendre des scènes et des comportements selon plusieurs moda-lités sensorielles : vision, audition, toucher, olfaction ;

• comment représenter, reconstruire, et visualiser des données et des simulations, permettre d’explorer visuellement, de palper des données, d’être présent dans des scénarios virtuels en rendant l’outil informatique transparent dans l’interaction ;

• comment représenter et utiliser l’information symbolique et langagière pour obtenir et fournir des informations, échanger et générer des connaissances ;

• comment agir de façon autonome et délibérée pour la réalisation d’une mission, en percevant et en modélisant l’environnement, en décidant et en planifiant ses actions, en améliorant son comportement par apprentissage.

L’INRIA est très présent sur ces thématiques scientifiques. Il ambitionne d’y apporter des contributions importantes, car leurs enjeux scientifiques, sociétaux et applicatifs sont essentiels et concernent de nombreux secteurs. Il s’agit par exemple, pour les interactions avec le monde réel, des applications de la robotique d’intervention dans des environnements hostiles ou pour des tâches pénibles (mines, chantiers, explo-ration sous-marine ou planétaire, déminage, etc.), de la robotique de service (sur-veillance, manutention, nettoyage en chambres froides ou salles blanches, etc.), des systèmes de transport et d’aide à la conduite automobile, des routes “intelligentes” et des villes sûres. Sont également concernées les applications de la domotique, de l’aide aux personnes à autonomie restreinte, ou de la robotique personnelle (assis-tant domestique, machine ludique, voire robot ou fonctions robotiques portées par l’homme). La robotique médicale (cf. § 3.2.3), soulève des problèmes ouverts liés à des enjeux de santé publique mobilisateurs.Les interactions virtuelles répondent à de très forts besoins. Ainsi, au niveau médical, on souhaite par exemple pouvoir examiner et palper, via des interfaces haptiques, un cœur numérique reconstruit à partir des modèles et données d’imagerie médicale.

�� Plan stratégique 2008-2012 �� Plan stratégique 2008-2012

L’enseignement et la formation sont des champs d’application privilégiés pour la réalité virtuelle, les environnements immersifs et interactifs. L’interprétation visuelle et de flot multimédia recouvre de nombreux enjeux transverses, dont ceux de sécu-rité des biens et des personnes. L’économie de la communication et du loisir, secteur en pleine expansion, repose sur la perception et l’interaction (jeux vidéo, conception de films, communication ubiquitaire, etc.), sur une aide pertinente pour un large accès aux services et aux informations multimédia du Web, sur une information géolocalisée et individualisée. L’ingénierie numérique, tout au long du cycle de vie d’un produit ou d’une installation complexe, industrielle ou urbaine, soulève des problèmes pour les techniques de visualisation, de réalité virtuelle, et de concep-tion collaborative, nécessitant souvent l’intégration de modèles de comportement de l’utilisateur humain. Enfin, les techniques de visualisation, d’interaction avec des modèles numériques sophistiqués et de pilotage de simulations complexes seront potentiellement accessibles à un très large public. Un enjeu social important est que leur utilisation soit effective, qu’elle permette à chacun d’être un amateur de scien-ces, la main à la pâte, qu’elle puisse rendre à nouveau les sciences populaires, et redonner au débat scientifique toute sa place dans la cité.

L’interaction implique deux ou plusieurs entités qui, activement, échangent et influent l’une sur l’autre. Elle requiert des mécanismes de perception, d’action, et de compréhension. Avant d’aborder les objectifs spécifiques aux interactions réelles et virtuelles, considé-rons les objectifs communs à l’ensemble des thématiques scientifiques abordées ici. Ces objectifs portent tout d’abord sur les modalités sensorielles. Il s’agit de déve-lopper des capacités d’analyse, de reconnais-sance, de catégorisation, et d’interprétation sémantique, selon des modalités visuelles ou auditives, pour la parole et le langage naturel. Ainsi l’analyse fine de scènes sonores complexes, enregistrées avec peu de capteurs, reste un problème ouvert. Le traitement et la compréhension des langues naturelles restent des défis majeurs pour l’informatique ; la langue naturelle est un vecteur de commu-nication primordial pour les échanges à fort contenu sémantique. En vision, des progrès restent nécessaires dans la robustesse, dans l’adaptation aux changements d’éclairage et à l’état des capteurs. Il s’agit aussi et

surtout de faire le lien avec la sémantique des scènes observées. Les objectifs portent également sur la synthèse de retours senso-riels à partir de modèles et de données. La fusion multi-sensorielle, en analyse ou en synthèse, concerne les modalités citées mais aussi les retours haptiques, l’interprétation de gestes, d’attitudes et de comportement, sans oublier le lien entre les différents sens et la langue naturelle.Les problèmes liés à l’action vont de la commande bouclée sur la perception, à la décision, la planification et à l’apprentissage. La modélisation dynamique de l’environnement, pour percevoir et pour agir, soulève également des problèmes ouverts importants.Par ailleurs, il faut développer de nouvelles interfaces hommes-machines plus perfor-mantes, qui rendent l’ordinateur transparent pour l’utilisateur et enrichissent ses possibi-lités d’interaction. Il s’agit de concevoir des interfaces sensorielles s’appuyant sur les cinq sens humains, et prenant en compte l’analyse des expressions, des mouvements, le ton de la voix, le suivi du regard. La conception de



L’INRIA possède les moyens de s’attaquer à ces défis. Toutes les disciplines évoquées plus haut sont déjà actives dans l’institut. Une trentaine d’équipes-projets focalisent leurs recherches sur ces problèmes. Près de vingt autres y contribuent pour partie de leurs travaux. L’institut a une place au plus haut niveau mondial, tant en masse qu’en qualité, en vision artificielle. La situation est analogue en géométrie algorithmi-que. En graphique, les équipes INRIA ont aussi fait preuve de leur excellence, et constituent le plus fort noyau européen du domaine. L’INRIA possède une masse critique de qualité en robotique, avec en particulier des travaux de pointe sur les robots parallèles ou le contrôle de systè-mes non holonomes. L’institut dispose également de très bonnes compétences en traitement de la langue naturelle et de la parole.

Les équipes de l’INRIA s’appuient largement sur les mathématiques appliquées – pour la vision comme pour le graphique – et sur l’informa-tique – temps réel et spécifications formelles pour la robotique. Elles collaborent activement sur des projets couplant perception et synthèse d’images, perception et robotique. Elles coopè-rent aussi déjà largement avec des experts en sciences cognitives et neurosciences.La forte et ancienne implication de l’INRIA dans le domaine du graphique et de l’image s’accompagne de nombreux partenariats aca-démiques et industriels. Au niveau français ou européen, les principaux industriels du secteur sont concernés (par exemple, Thales, Philips, EADS, Renault), mais aussi des éditeurs de jeux vidéos, des banques ou la RATP pour la surveillance vidéo, ainsi que des sociétés de post-production. L’implication dans les RRIT a été massive ; la participation à plusieurs pôles de compétitivité (Images et réseaux et

System@tic en particulier) est forte. De forts liens existent avec le CEA, FT R&D, l’INA ou le CSTB. Les collaborations avec les start-up de l’INRIA sont importantes. Les partenariats européens, soutenus par les programmes des PCRD sont intenses. Enfin, les collaborations formelles dans le cadre de programmes bi- ou multilatéraux, d’équipes associées, et les collaborations informelles avec les meilleures équipes mondiales (MIT-Csail, UCSD, etc.) tra-duisent la forte place tenue par l’INRIA au niveau mondial dans ces thématiques.Pour l’avenir, un effort particulier sera porté sur les nouvelles interfaces – y compris les interfaces cerveau-machine – et la prise en compte de la sémantique mais aussi, plus généralement, des facteurs humains et sociaux.


systèmes complètement ou partiellement immersifs, la prise en compte d’interfaces multimodales, tactiles, haptiques, sonores, intégrant (en des vêtements “intelligents” par exemple) des capacités de communication et de localisation soulèvent de nombreux défis. L’étude de l’homme, au niveau des modèles sensori-moteurs, mais également cognitifs et de comportement, est certainement l’un de ces grands défis. De nouvelles modalités d’interaction directe entre le cerveau et la machine posent des défis tant scientifiques qu’éthiques, et nécessitent des collabora-tions étroites avec les neurosciences et les concepteurs de technologies de mesure de l’activité cérébrale.La résolution de ces problèmes nécessite des avancées algorithmiques dans divers secteurs, par exemple :• techniques statistiques ou probabilistes,

en traitement du signal, de la parole et de l’image, pour la description de flux hétérogènes et la séparation de sources, pour l’interprétation sémantique et

l’apprentissage ;• algorithmique géométrique et du traite-

ment de l’image, en vision, en modélisation de l’environnement, ou en planification ;

• techniques numériques, dans les maillages et la structuration des données en réalité virtuelle, dans la fusion multi-sensorielle et la modélisation de l’environnement ;

• algorithmique de traitement du langage naturel ;

• algorithmique de la décision et de la planification.

Bien entendu, plusieurs de ces techniques concourent à l’élaboration de méthodes robustes de perception, d’action et d’inte-raction. Leur intégration soulève à son tour des problèmes d’architecture informatique, de distribution et d’organisation de forte puis-sance de calcul.Enfin, il faut souligner le caractère interdisci-plinaire des problèmes évoqués ici, en parti-culier entre les STIC et les neurosciences, les sciences cognitives et les sciences humaines et sociales.

Recherched’imagesparsimilaritéaveclelogicielIkona:imagesdeplantes—IMEDIA.


Créer et gérer des mondes virtuels ou augmentés a déjà conduit à coupler graphique et vision artificielle. Les possibilités de calcul disponibles permettent de créer et de visualiser des informations complexes, multi-échelles, en quantités trop grandes pour pouvoir être appréhendées aisément. Exploiter au mieux ces données issues de calculs scientifiques ou résultant de fouilles, passe par de nouvelles méthodes de visualisation et par le recours à des modélisations géométriques et fonc-tionnelles. Cela nécessite des progrès algo-rithmiques significatifs pour permettre une utilisation interactive.L’amélioration des techniques de capture de mouvements, par exemple par suppression de marqueurs, est indispensable pour une géné-ralisation de l’usage des techniques d’ani-mation. Le rendu multimodal, par exemple visuel, auditif et haptique, doit permettre la colocalisation rapide de multiples informa-tions sensorielles ; d’importantes recher-ches sont nécessaires pour en améliorer le réalisme ou en faciliter la lisibilité. L’ubiquité des ressources de calcul et des moyens qui

permettent d’y accéder requiert l’adaptabi-lité aux limitations et à la variabilité de ces ressources. Par ailleurs, l’interaction en trois dimensions avec des univers virtuels doit développer et prendre en compte une meilleure connais-sance de l’utilisateur (études physiologiques et psychologiques, modèles biomécaniques, modèles de comportement et des tâches virtuelles. Ceci permettra d’améliorer l’in-teraction 3D multimodale (obtenir une co-localisation spatiale et temporelle efficace des informations sensorielles multiples), l’interac-tion 3D mobile (pouvoir se déplacer dans l’univers virtuel avec un maximum de liberté de mouvement, et pouvoir travailler en dehors d’une salle dédiée à des équipements lourds), l’interaction 3D collaborative (permettre la collaboration entre participants équipés de périphériques différents et dont les objec-tifs peuvent être complémentaires), et enfin l’interaction 3D cognitive (accéder et gérer l’information sémantique sur les objets de la scène virtuelle, et travailler sur les représenta-tions mentales et les intentions de l’utilisateur,

Robotique et interaction

avec le monde physique

Le défi majeur ici est de conjuguer la diver-sité des tâches qui peuvent être réalisées de façon autonome par une machine, avec la variabilité des environnements ouverts dans lesquels cette machine peut agir effi-cacement. Ce défi recouvre de nombreux problèmes scientifiques de commande robuste, de modélisation de l’environnement, de perception fiable et riche, de planification et d’apprentissage dynamique, de conception d’architectures informatiques modulaires, performantes et sûres. Il peut être abordé par ces techniques, conjointement avec des modèles issus des sciences cognitives, ou en concevant des systèmes auto-organisés contrôlables. Dans tous les cas, l’intégration est au cœur de la richesse scientifique des problèmes posés, par exemple l’intégration de la perception et du mouvement, de la planification et de l’action, de l’apprentissage et de l’exploration. L’interaction avec un système autonome, au niveau des missions et des tâches, néces-site de doter ce système de capacités de reconnaissance de gestes, d’attitudes et

de comportements humains, en particulier pour une programmation du système par l’exemple. Du coté de l’utilisateur, l’explora-tion à distance du monde physique via une machine nécessite de synthétiser dynami-quement une réalité augmentée, ce qui pose des problèmes de retours sensoriels, mais également des problèmes de percep-tion et de modélisation distincts de ceux propres à la réalisation de la tâche par la seule machine.Plus proche de l’humain, une interaction directe conduit au concept « d’homme augmenté », par exemple grâce à des dispositifs du type exosquelette, orthèse, ou prothèse, munis de nombreux capteurs proprioceptifs et extéroceptifs (en particulier de géolocalisation). Les problèmes scien-tifiques sont ici de nature algorithmique et automatique ; ils mettent en œuvre des traitements des signaux issus de capteurs sur l’attitude et les intentions de mouve-ment de l’opérateur, et de la commande en boucle fermée, avec des impératifs forts de sécurité.

Interaction avec le monde virtuel

Algorithmesdecontrôledelamarche—BIPOP—DEMAR.



par exemple grâce à des interfaces cerveau-ordinateur). Globalement, les techniques d’in-teraction doivent s’adapter à des paramètres complexes tels que le contexte, la difficulté et le niveau de complétude de la tâche à réaliser, ou les capacités des utilisateurs, physiques et cognitives. Il s’agit d’obtenir des techniques multi-échelles, pas seulement en termes de

structure des environnements virtuels pour des problèmes de rendu graphique, mais aussi véritablement pour l’interaction �D. Les champs d’application visés sont vastes et comprennent la conception, la production et la maintenance des produits manufacturés, la formation tant au geste technique qu’à des activités plus cognitives.

Interactions et médiations

sociales

La perception et la synthèse ouvrent de nouvelles possibilités d’interactions entre individus et de médiations sociales. Il peut s’agir par exemple d’une activité collabo-rative à laquelle prend part l’avatar virtuel ou physique d’une personne distante, ou de nouvelles modalités d’apprentissage situé au cours de situations professionnelles normales. Dans le cas de réseaux sociaux privés, on peut souhaiter conserver à distance le type de contact social que l’on a en étant proche. Il faut à cet effet développer des moyens de communication légers, faciles à utiliser, assurant une conscience de la présence de l’autre. Ceci pourrait en particulier constituer une aide significative pour assurer l’autonomie de personnes âgées ou handicapées. Il peut encore s’agir de plusieurs personnes éloignées explorant et créant conjointement un même environnement virtuel, par exemple pour des besoins d’ingénierie, ou pour des motivations artistiques ou ludiques. Il peut s’agir d’une simulation sociale à grande échelle, telle que Second Life, où l’individu existe virtuellement avec une grande liberté qui lui permet de créer, de produire et d’échanger dans une économie parallèle qui n’est pas sans incidence sur l’économie réelle.On assiste à un foisonnement de nouveaux outils, de nouveaux services, et de nouveaux usages très ouverts qui s’appuient sur la communauté très large de centaines de millions d’internautes et sur des modalités d’interaction en évolution rapide. Les possibilités d’expres-sion, de conception, et de création s’ouvrent largement avec des outils peu onéreux et de plus en plus riches en possibilités graphiques et de capture d’images, en moyens de géolo-calisation, de communication et de calcul, et en logiciels permettant l’intégration et la manipulation aisée de nombreux services. La notion d’intelligence collective, initialisée par

les forums de programmeurs pour bâtir une expérience commune, est illustrée par l’ency-clopédie Wikipedia, qui offre plus de 10 millions d’articles en 250 langues. Cette notion d’in-telligence collective prend aujourd’hui des dimensions concrètes dans tous les secteurs, allant de l’exploration géographique ou de la catégorisation d’objets célestes pour le plus vaste catalogue astronomique jamais conçu, à des services d’expertise et de résolution de problèmes techniques, des services d’ingé-nierie, de conception et de test de fonction-nalités de nouveaux produits, des services de marketing, de simulation, d’études économi-ques, politiques ou sociales à vaste échelle. Les entreprises qui organisent ces nouveaux types de services s’appuient sur des communautés de plus en plus larges et créent de nouvelles relations au travail. Les relations associatives et politiques en seront également modifiées.On imagine sans peine que des modalités d’interaction sensorielles plus naturelles et plus riches que celles exploitées aujourd’hui donneront lieu à une accélération quantitative et qualitative de ces phénomènes d’élaboration d’intelligence collective et de ces nouvelles médiations sociales. Concevoir, théoriser et expérimenter les usages que permettront de telles médiations soulèvent des problèmes largement ouverts. L’INRIA souhaite déve-lopper des partenariats, en particulier avec des chercheurs des sciences humaines et sociales pour y contribuer.

GRIMAGE,plateformederéalitévirtuelledel’INRIAGrenoble-Rhône-Alpes.


i Catégorisation sémantique en temps-réelOn vise la conception d’un système de vision portable permettant la catégorisation sémantique en temps réel des composantes d’une scène d’intérieur et l’interprétation des actions des personnes qui y évoluent. Imaginons, par exemple, un opérateur muni d’un caméscope filmant une pièce. On veut pouvoir interpréter le flux vidéo sur le plan des objets qu’on y trouve, de leurs relations spatiales, du type de scène considérée et des activités qui y prennent place. Les équipes de l’INRIA développent aujourd’hui des modèles géométriques et statistiques des images, des objets, des scènes et des actions qui formeront les mots et la grammaire de ce langage, des techniques permettant l’apprentissage des modèles des catégories d’intérêt, et des méthodes efficaces de recher-che d’instances de ces modèles dans des bases de données d’images, des flux vidéo, et éventuellement sonores. Les problèmes incluent la variabilité naturelle de la forme et de l’apparence des composantes d’une scène, la difficulté à construire un « langage visuel » les caractérisant, et le volume des données à manipuler.

i Consultation multimodale de données multimédiaL’accès aux volumes colossaux d’informa-tions disponibles sur le Web est encore peu aisé. L’unité de recherche, dont le sens est flou dans le contexte numérique, est le document. Les moteurs de recherche prennent mal en compte des requêtes sur le contenu séman-tique, et ne considèrent le plus souvent que la partie textuelle des documents. L’objectif ici est de pouvoir accéder à l’ensemble de ces documents, d’obtenir des réponses à des questions posées en langue naturelle, écrite ou orale, sans passer par des requêtes présupposant une connaissance partielle de la réponse. On veut prendre en compte l’utilisateur dans un processus de consulta-

tion interactif à apprentissage, personnaliser la recherche, et intégrer le contexte de la requête, par exemple pour focaliser les réponses dans le cas des consultations métiers des spécialistes. On veut pouvoir exploiter les réponses intelligibles (autres qu’un document complet), accompa-gnées des références qui permettent d’en vérifier la pertinence. On vise des progrès significatifs sur les performances de l’accès en ligne à des documents multimédia contenant des compo-santes sonores, musicales, langagières et vidéo (enregistrements de réunions, programmes de radio et de télévision, textes), sur les interfaces (mode d’interrogation, restitution des résultats), et sur les volumes traités.

i Autonomie des personnes âgées ou handicapéesComment aider les personnes âgées ou handi-capées à vivre de manière autonome ? Cette aide peut se traduire par exemple dans l’assistance à la mobilité, dans les tâches quotidiennes, en moyens de surveillance et d’interaction aisée avec des proches, pour conforter l’appartenance à une communauté familiale ou professionnelle. Les défis très nombreux portent par exemple sur des technologies d’actionneurs et de capteurs accessibles (sonores, visuels, biomédicaux), peu invasifs, portés par des personnes, fixes ou mobiles dans des environnements d’intérieur ou d’extérieur, et des architectures ouvertes, faciles à reconfigurer et à intégrer par des néophytes. Une ou plusieurs actions de recherche visant des démonstrations significatives seront menées dans ce jalon.

i Robotique d’assistance et de service en environnement humainL’objectif ici est de développer des systèmes robotiques dotés d’autonomie destinés à coopé-rer avec les humains dans leur environnement quotidien. De tels systèmes peuvent se déployer dans des contextes variés comme la ville, les lieux publics ou l’habitat, pour fournir des services tels que l’aide domestique et l’assistance à la mobilité.

Ces systèmes doivent posséder des capacités d’apprentissage, d’adaptation, et d’inte-raction ergonomique et naturelle, dans un environnement ouvert, en constante évolution. Ils nécessitent l’intégration fonc-tionnelle de boucles de perception/action, de modélisation, de contrôle/commande et de fonctions cognitives. Leur réalisation requiert la prise en compte de contraintes de robustesse, de sécurité de fonctionnement, et de gestion de l’incertitude. L’étude de ces diverses fonctions, instanciées dans le cadre de l’environnement humain, et la recherche d’une intégration entre les aspects cognitifs, la modélisation et la commande seront au cœur des activités scientifiques de ce jalon.D’un point de vue expérimental, ce jalon donnera lieu à des démonstrations dans des contextes réalistes, comme l’assistance au déplacement en lieu public, en intégrant des infrastructures fixes (environnement coopératif ou augmenté) et des technologies robotiques hétérogènes.

Jalons


7171Plan stratégique 2008-2012 71Plan stratégique 2008-2012 7171

3.2Au cœur du développement

des sciences et des technologiesLes méthodes et les outils de modélisation, d’instrumentation, d’expérimentation et de conception en sciences et en ingénierie connaissent une transformation radicale, qui se concrétise en particulier dans l’expérimentation in silico et le prototypage virtuel. Cette transformation résulte des développements en cours de représentations formelles et d’algorithmes de calcul, de simulation, d’imagerie, de traitement des signaux et de visualisation. Pour contribuer à ces développements, l’INRIA affiche trois priorités stratégiques sur :

• l’ingénierie numérique ;

• les sciences numériques ;

• la médecine numérique.Ces trois priorités dénotent une ambition forte, celle des défis actuels des STIC au cœur du développement des sciences et des technologies. C’est une ambitioninterdisciplinaire qui couvre plusieurs champs scientifiques auxquels l’institut contribuera, sur son domaine, en partenariat avec d’autres organismes complémentaires. C’est une ambitionintégrative au niveau de chacune de ces trois priorités, et en particulier sur la médecine numérique où l’on vise un couplage étroit entre le développement des sciences de la vie et celui des technologies médicales.Ces trois priorités correspondent à des focalisations bien distinctes, mais avec plusieurs recouvrements. Les sciences de la vie sont naturellement présentes dans les sciences numériques, au niveau de la biologie cellulaire, de la biologie animale et végétale, et de la bioinformatique, alors que la biologie médicale est naturellement couverte en médecine numérique, dans le sens de la vision intégrative mentionnée. Dans la même logique, une composante ingénierie est évidemment présente dans les technologies médicales. Les séparations des thématiques entre ces trois priorités ne doivent pas être perçues de façon réductrice. Ainsi, certaines thématiques telles que les neurosciences computationnelles, placées dans la dernière priorité pour l’importance de leurs applications médicales, sont largement présentes dans les sciences numériques.Enfin, les liens naturels – et dans les deux sens – entre ces trois priorités et les quatre qui précèdent sur la modélisation, la programmation, la communication et l’interaction sont présents de façon fructueuse, en particulier dans plusieurs jalons.

72727272727272

Ingénierienumérique

3.2.1

�.2.1 Ingénierie numérique


7�7�Plan stratégique 2008-2012 7�7�7�Plan stratégique 2008-2012 7�Plan stratégique 2008-2012 7�7�7�

Tout objet manufacturé existe aujourd’hui numériquement avant d’exister matériellement. Cette réalisation numérique a été initialement focalisée sur des données décrivant la géométrie des pièces qui compo-sent l’objet (les modèles de CAO). L’ambition de l’ingénierienumérique est d’aller au-delà, vers des modèles multi-physiques (mécaniques, électriques, thermiques) et fonctionnels de chaque composante de l’objet à concevoir, et vers la composition de ces modèles au niveau des propriétés globales fonctionnelles, non fonctionnelles (fiabilité, sûreté, maintenabilité, coût), et du cycle de vie de l’objet (approche dite Gestion de Cycle de Vie Produit). Cette ambition soulève de grands défis pour pouvoir spécifier et concevoir l’objet de façon entièrement numérique, depuis l’élaboration de ses modèles et de leur mise en œuvre, en simulation, optimisation, prototypage virtuel, test et qualification, jusqu’à la synthèse automatique des logiciels qui contrôlent sa réalisation et son comportement.De nombreux objets d’usage quotidien et tous les systèmes un peu plus complexes intègrent en effet des logiciels et des processeurs qui mettent en œuvre des capteurs, des actionneurs, et des moyens de communication, qui étendent les fonctionnalités de l’objet, améliorent ses performances et ses conditions d’exploitation, et permettent de répondre à des exigences de sécurité, d’ergonomie, de mobilité, de robustesse et de fiabilité. Sur les 1010 processeurs (CPU) commercialisés en 2005, seulement 2 % ont trouvé place dans un ordinateur ; 98 % sont intégrés dans des objets divers. Un grand nombre de capteurs chimiques ou physiques – gaz, pression, tem-pérature, accélération, distance, vidéo, étiquettes RFID – existent, intégrés à des circuits avec des unités de traitement et de transmission des signaux. De même, de plus en plus d’actionneurs, intégrés à des réducteurs, des cap-teurs, des contrôleurs numériques et de gestion de l’énergie sont disponibles. Des moyens de communication sans fil sont de plus en plus présents dans des objets dorénavant communicants et qui évoluent dans un mode distri-bué. Ces composants logiciels et matériels, mis en œuvre au sein d’un objet donné, définissent les systèmesembarqués. Ils sont embarqués dans les transports (l’avionique et le spatial, bien entendu, le ferroviaire, mais aussi l’automobile), dans l’habitat et les objets du quotidien (domotique, équipe-ments ménagers, culturels et de loisir), dans les équipements industriels et médicaux ; ils peuvent aussi être portés par l’homme.


L’INRIA souhaite contribuer au développe-ment d’une ingénierie numérique couvrant l’ensemble du cycle de conception et de vie d’un artefact. Il s’agit d’élaborer les briques de base d’une approche globale d’ingénierie, allant des modèles de l’objet, de ses fonc-tions et de ses comportements attendus, à la conception architecturale, au prototy-page virtuel et à la synthèse de ses logiciels embarqués. Cette ambition répond à des enjeux économiques essentiels pour l’industrie nationale et européenne. Elle s’appuie sur les priorités précédentes, en particulier en :• modélisation : modèles physiques (méca-

nique, électrique, hydraulique, thermique), dynamique et commande ;

• programmation : techniques formelles de programmation et de preuve, compi-lation, synthèse de code, fiabilité, sûreté, innocuité ;

• communication : information et calcul à haute performance distribué, conception collaborative ;

• interactions : traitement du signal et de l’image, visualisation, réalité virtuelle, interfaces pour l’aide à la conception.

On souhaite conjuguer ces quatre axes pour le développement d’une ingénierie numérique focalisée sur les logiciels et systèmes embarqués. Pour avancer vers cet objectif ambitieux, on se restreindra principalement aux systèmes embarqués à bord d’un objet physique fortement présent dans le cycle d’in-génierie numérique, et ayant des contraintes élevées de criticité, en dynamique et en sûreté. Cette classe de problèmes, qui intéresse les automaticiens et les informaticiens, est particulièrement importante pour tous les systèmes de transport.Pour clarifier les objectifs, on distinguera dans ce qui suit quelques fonctions essentielles relatives à la modélisation de l’objet physique, à l’architecture du système embarqué, à la synthèse des logiciels, aux étapes de vali-dation et de vérification, et au cycle de vie de l’objet. Cependant, l’ingénierie numé-rique requiert une forte intégration de ces fonctions. Cette intégration est l’un des défis scientifiques et techniques de cet axe, en particulier dans la conception couplée matériel-logiciel (“co-design”). Par ailleurs, le partenariat interdisciplinaire (essentiel en


Près d’une quinzaine d’équipes-projets de l’INRIA sont fortement impliquées dans ces thématiques de recherche et bénéficient d’une excellente visibilité. Dans le domaine des langages synchrones, l’école française, au sein de l’INRIA en particulier, a produit de nombreuses contributions scientifiques marquantes, dont certaines ont donné lieu à des valorisations importantes, par exemple Esterel Technologies, ou TNI-Software. D’autres domaines comme la compilation, les méthodes formelles sont aussi des points forts de l’institut, avec la production de nombreux logiciels de qualité, comme la boîte à outils CADP.L’INRIA est également très présent en automatique et dans le calcul pour la modélisation, en particulier de systèmes dynamiques. Ainsi, la chaîne Scilab-Scicos

qui va du calcul à la simulation, et peut se poursuivre avec Syndex jusqu’à la synthèse du code pour diverses configurations archi-tecturales, donne aux équipes de l’INRIA un atout important pour s’attaquer aux défis présentés ici.L’institut est également fortement impliqué dans les pôles de compétitivité dédiés aux applications intégrant des systèmes embar-qués. On notera particulièrement Aerospace valley tourné vers l’avionique et le spatial, System@tic en particulier pour les systèmes embarqués dans l’automobile, Minalogic, qui permet d’attaquer des problèmes à l’échelle des microsystèmes (SoC), et SCS pour le pro-blème de traçabilité, de RFID et de sécurité. Au niveau européen, l’institut est présent dans plusieurs collaborations, dont une partie se traduit dans l’initiative ARTEMISIA.

La détection des défaillances, l’évalua-tion quantitative du risque, la sûreté des systèmes instrumentés et program-més, les processus de conception sûre de systèmes, les techniques de supervi-sion, de diagnostic, d’adaptation et de reconfiguration de systèmes déployés, la prévention et la protection contre les attaques informatiques, sont des champs de compétences et d’investigation qui relèvent traditionnellement de commu-nautés bien distinctes en informatique et en automatique. Il est important d’am-plifier l’émergence et le développement de travaux conjoints dans ce domaine afin d’apporter des solutions significa-tivement plus performantes que celles issues de chaque communauté prise séparément.


Concevoir et modéliser un objet physique nécessite l’intégration des modèles multi-physiques de l’objet d’intérêt (mécanique, électrique, thermique, électromagnétique), et de ses modèles de comportement dynamique, de sûreté et de sécurité souhaités, en une simulation multi-niveaux permettant la prédic-tion de ses propriétés ainsi que les premières étapes du prototypage virtuel.Les difficultés sont celles déjà mentionnées de la modélisation multi-physique et multi-échelle. Ce sont également les difficultés de l’intégration des modèles des composantes de

l’objet. Bien entendu, un objet complexe se conçoit par composition, voire par réutilisation de composantes. Pour cela, une description par composantes et par schéma-blocs orga-nisant ces composantes doit être associée à des propriétés de compositionnalité précises. Ainsi, il sera nécessaire de développer un nouveau concept de composant du point de vue de l’automatique : comment assem-bler des boucles fermées de régulation tout en préservant les bonnes propriétés de l’en-semble (la stabilité n’est pas une propriété compositionnelle).

Conception et modélisation

de l’objet physique

Par architecture d’un système embarqué, on entend plusieurs aspects : le modèle de communication et de calcul, la spécification et la conception couplée des composants matériels et logiciels du système embarqué, les éléments assurant la tolérance aux fautes, les systèmes d’exploitation et les exécutifs associés. Un des problèmes de base est celui des mécanismes temporels des communications : synchrone, asynchrone, échantillonné, éven-tuellement à divers niveaux de l’architecture si le modèle de communication est hybride. Les propriétés qui en résultent, par exemple en termes de communications bloquantes ou non bloquantes, imposent des contraintes impor-tantes sur l’ingénierie des logiciels embarqués. Ces mécanismes temporels sont au cœur des systèmes d’exploitation embarqués qui soulèvent des problèmes spécifiques.Par ailleurs, on assiste à une transformation profonde des architectures des processeurs dont les performances progressent davantage par l’augmentation du nombre de cœurs que par celle de la fréquence d’horloge. Cette mutation technologique met le parallélisme sur le composant. Elle a un impact général sur la programmation et l’architecture logicielle. Elle se traduit en particulier dans le domaine des systèmes embarqués par des gains potentiels

en spécialisation des traitements, en perfor-mances et en sûreté. Elle ouvre des problèmes de recherche importants sur la programmation et la compilation de code pour ces nouveaux processeurs. Elle exige de pouvoir concilier de manière innovante les besoins de fiabilité et de performance des systèmes temps réel embar-qués avec le non-déterminisme de plus en plus important des architectures sur lesquelles ils reposent (et singulièrement le non-détermi-nisme inhérent aux multi-cœurs).Bien entendu, l’architecture a un impact sur les propriétés fonctionnelles globales de l’ar-tefact. Par exemple, la robustesse des lois de commande doit prendre en compte les carac-téristiques de distribution du contrôle : impact des latences, de la gigue, voire des pertes. Ceci conduit aux propriétés non fonctionnelles, telles que la sûreté de fonctionnement, les ressources (énergie dissipée), la maintena-bilité, le coût de réalisation et d’utilisation de l’objet. Des techniques de commande issues de l’automatique permettent de contrôler activement certaines variables significatives (échantillonnage, modes de communication, ordonnancement, énergie) dans les situations de ressources limitées.Il faut approfondir l’ensemble de ces problèmes pour aller vers un environnement d’ingénierie numérique permettant au concepteur d’ex-

Architecture du système

embarqué

particulier dans les deux priorités sur les sciences et la médecine numériques) a ici comme prolongement naturel le partenariat industriel. L’INRIA sera très attentif à prendre

en compte dans sa stratégie scientifique les feuilles de route et les impératifs industriels, dont les normes et standards internationaux essentiels dans ce domaine.


Cybercar,véhiculeurbainàconduiteentièrementautomatisée,àl’INRIAParis-Rocquencourt—IMARA.


Un premier problème est la vérification des propriétés fonctionnelles de l’objet physique sur la base des modèles décrits précé-demment, et en particulier la vérification de comportement dynamique. La synthèse des tests permettant cette vérification est un problème d’automatique largement ouvert et peu abordé.Un deuxième problème, spécifiquement infor-matique, porte sur la vérification des propriétés des systèmes, par des méthodes de « model

checking », d’analyse statique, d’interprétation abstraite, dont il faut étendre les performances et la couverture. La vérification des logiciels est faite aussi bien au niveau des codes sources que des codes objets. En ce sens, le déve-loppement de compilateurs et de machines certifiés est un objectif important.La vérification des propriétés non fonction-nelles, en particulier de sûreté de fonction-nement, soulève également des problèmes essentiels que l’on retrouve ci-dessous.

Validation et vérification

des systèmes

Sûreté de fonctionnement

et sécurité

Synthèse des logiciels embarqués

plorer un espace de conception prenant en compte diverses options architecturales : modèle de communication, nombre et perfor-mances des processeurs, organisation logi-cielle, ordonnancement des tâches, etc. Ces

options architecturales doivent pouvoir être comparées, entre elles et relativement aux spécifications, et évaluées. Ceci requiert une métrique précise, problème important et large-ment ouvert.

Partant des modèles développés dans les étapes précédentes de conception, l’ingé-nierie numérique vise à produire les codes exécutables qui réalisent les spécifications du système. Le passage des modèles d’auto-matique et de simulation numérique au code embarqué est en particulier un problème central dans cette priorité. Compte tenu de la criticité des systèmes d’intérêt, on retrouve ici une part importante des objectifs scientifiques développés dans l’axe relatif à la programma-tion. D’autres objectifs sont plus spécifiques, tels que par exemple :• les techniques de compilation pour satis-

faire des critères spécifiques aux contraintes embarquées, par exemple de temps de réponse borné ou de faible consommation

d’énergie, celles prenant en compte des caractéristiques particulières des proces-seurs et de l’architecture, en particulier les multi-cœurs, pour lesquelles on vise une parallélisation automatique des traitements ;

• la synthèse d’algorithmes pour codes de calcul certifiés ;

• le caractère statique de nombreux codes embarqués, avec une allocation de mémoire fixe, qui permet de simplifier les problèmes de vérification.

Enfin, il est important de souligner que la synthèse des logiciels est étroitement couplée à celle des matériels et de l’architecture du système. Ceci est en particulier très pertinent dans la conception des systèmes intégrés sur puces (Systems-On-Chips ou SOCs).

Les exigences de sûreté de fonctionnement et de conformité à des référentiels norma-tifs impactent fortement les architectures des systèmes embarqués. Sur ces sujets, l’INRIA apporte son expertise en méthodes de spécification formelle et en ingénierie fondée sur la preuve. Les architectes de systèmes complexes connaissent l’intérêt et la difficulté de spécifier les conditions d’une exécution logiquement et temporellement correcte. La spécifica-

tion doit prendre en compte des éléments tels que :• les modèles de défaillance des systèmes

distribués (pertes de messages, pannes byzantines des composants de traitement, asynchronismes) ;

• les plates-formes matérielles qui sont de plus en plus complexes et intègrent nati-vement des composants dont le compor-tement n’est pas déterministe ;

• les placements et routages sur ces


La conception des fonctions de supervision et de diagnostic s’appuie sur la prise en compte des propriétés de sûreté et de fiabilité pour toutes les étapes d’ingénierie qui précèdent. Ainsi par exemple :• la conception fiabiliste du système, avec

l’étude des arbres de défaillance, et l’éva-luation des risques de pannes ;

• l’étude fine des risques de propagation de pannes selon les modes de fonctionnement, et l’étude conjointe fiabilité et conception fonctionnelle ;

• la conception d’une architecture tolérante aux fautes, par redondance et protocoles de vote pour la supervision en fonctionnement.

Ces éléments sont complétés par des procédures de supervision de l’état global de fonctionne-ment de l’artefact, pour repérer des anomalies, diagnostiquer leurs sources et isoler les compo-

sants matériels défaillants. Les pannes inter-mittentes, les dérives soulèvent des problèmes spécifiques. Une modélisation propre aux besoins de la supervision et du diagnostic est nécessaire dès la conception initiale, en particulier lorsque le système est sous-instrumenté. La reconfiguration du système après une défaillance diagnostiquée (par exemple en isolant un capteur, en supprimant une redondance) est nécessaire pour permettre la poursuite du fonctionnement principal, éventuellement avec des performances moindres, lorsque une inter-vention de maintenance n’est pas envisageable (systèmes spatiaux) ou peut être reportée. Les problèmes de recherche ouverts portent sur l’élaboration de modèles de fonctionne-ment non nominaux et leur utilisation pour les besoins de la supervision, du diagnostic et de la reconfiguration.

Cycle de vie, supervision, diagnostic,

reconfiguration et maintenance

nouvelles architectures matérielles qui sont non déterministes ;

• les exigences de protection de données particulières en cas d’attaque ou de dysfonc-tionnement (règle du « fail securely »).

La formalisation de ces exigences « dysfonc-tionnelles » et leur intégration dans des méthodes formelles reste un problème ouvert. La modélisation et la vérification des archi-tectures qui répondent aux exigences de traitement en présence de défaillances et

d’attaques est un deuxième point auquel l’INRIA contribuera. Les efforts actuels autour de l’ingénierie pilotée par les modèles, et des techniques de transformation de modèles doivent être poursuivis, en ciblant notamment sur la problématique difficile du test. Enfin, la vérification de composants matériels et la mise en œuvre de flots de conception sécurisés pour le matériel amènent à étudier le bien fondé des techniques de vérification de modèles pour les fonctions critiques embar-quées sur des circuits matériels.

i Plateforme de prototypage virtuelOn vise le développement d’une plate-forme expérimentale de recherche, ouverte et flexible, permettant d’explorer de nou-veaux processus de conception de systèmes embarqués, offrant des possibilités appro-fondies de prototypage virtuel, depuis les phases de conception des modèles de l’objet physique, jusqu’à l’architecture d’exécution à embarquer. On souhaite y

intégrer les technologies d’ingénierie numéri-que, les langages synchrones et asynchrones, les techniques de vérification et de validation, la synthèse de code et l’exploration d’espaces de conception d’architectures.

i Intégration d’approches par modèles et composantsCe jalon porte sur le développement d’une méthode de conception d’architectures orien-

tées composants pour systèmes embar-qués critiques à contraintes temps réel dures, permettant d’intégrer une approche par modèles et une approche par com-posants d’intergiciels et plates-formes d’exécution.

Jalons


78787878787878

Sciencesnumériques

3.2.2

�.2.2 Sciences numériques



Les sciences du vivant, comme celles de la matière ou de l’en-vironnement, abordent des processus de plus en plus complexes qui conjuguent l’interaction de phénomènes multiples, chacun nécessitant d’être appréhendé par des approches et des représentations mathéma-tiques spécifiques. Cette complexité peut être maîtrisée en couplant, en une démarche intégrative, l’apport de plusieurs techniques analytiques complémentaires. Les possibilités d’intégrationnumérique de modèles multi-physiques et multi-échelles, conjuguées aux possibilités d’instru-mentation riche, de traitement et de fusion de données multi-sensoriel-les, ainsi qu’aux possibilités d’accès très large à de vastes gisements de données et à des codes de calcul et de visualisation puissants, ouvrent d’énormes perspectives de développement des connaissances scientifi-ques dans la plupart des disciplines.Aux enjeux de connaissance considérables associés aux sciences numé-riques, s’ajoutent également les enjeux éducatifs et de formation, mais aussi des enjeux sociétaux. On peut espérer en effet que l’accès massif sur le Web à des outils d’exploration, de visualisation du réel, et d’interaction numérique permette de passionner de nombreux amateurs de sciences, de rendre à nouveau les sciences populaires, et de permettre une participa-tion citoyenne très large à la culture et au débat scientifique.


On se focalise ici sur quelques enjeux majeurs pour lesquels les STIC et l’INRIA peuvent apporter une contribution importante dans les sciences de la matière, les sciences de la vie et les sciences de l’environnement. Ces défis couvrent un très large spectre de niveaux : atomes et molécules, cellule, organe, individu, population, biotope et planète. Il s’agit des défis du matériau numérique, de la cellule numérique, de la plante numérique, de l’éco-logie numérique, de la biosphère et de l’envi-ronnement numériques. Bien entendu, l’INRIA abordera ces objectifs interdisciplinaires en collaboration avec des laboratoires spécia-lisés des universités et des organismes, tels que le CNRS, l’INRA, l’INSERM, le CEA. Les objectifs de l’institut sont à la fois ambitieux, en termes d’intégration numérique, mais bien focalisés sur les apports des mathématiques appliquées et de l’informatique, en particulier dans les thématiques suivantes :• développement de modèles mathémati-

ques directs et inverses ;• algorithmes performants face à l’ex-

plosion des dimensions multi-échelles des modèles, et réalisation efficace de ces algorithmes sur des plates-formes de calcul intensif, sur des grilles et des architectures adaptées ;

• intégration numérique de représentations mathématiques hétérogènes, différen-tielles, géométriques, combinatoires, et

stochastiques, au niveau algorithmique et au niveau des codes de calcul ;

• instrumentations et mesures sur un large spectre de phénomènes et, au besoin, sur de larges échelles, par exemple sur les réseaux de capteurs pour l’écologie numérique ;

• traitement et interprétation automatique de données, fusion multi-sensorielle ;

• couplage en temps réel des modèles aux données, calibration, validation, caracté-risation des incertitudes ;

• visualisation et manipulation multimodales des prédictions, conception et planifica-tion d’expériences, analyse de scénarios d’évolution à long terme, et expérimenta-tion in silico, essentielle en particulier là où l’expérimentation réelle est impossible ou trop contrainte.

L’INRIA a l’ambition d’apporter des contri-butions importantes sur ces sujets de recherche. C’est bien évidemment le cas au niveau de sa priorité sur la Modélisation, présente pleinement ici. Les deux priorités sur la Communication et sur l’Interaction sont également très pertinentes, en particu-lier sur les volets du calcul ubiquitaire et de la visualisation. L’objectif est ici de combiner les contributions de ces axes prioritaires par des efforts de recherche pluridisciplinaires avec des partenaires des sciences de la matière, de la vie ou de l’environnement.

Matériau numérique

De l’échelle nanoscopique jusqu’aux objets courants et aux grandes structures, les progrès en matière de conception des matériaux repo-sent significativement sur la simulation numé-rique. La science des matériaux a montré le rôle capital des relations entre microstruc-ture et propriétés dans les matériaux. Ainsi, l’affinement de la microstructure et/ou la diminution de la taille des grains permettent d’optimiser un grand nombre des propriétés des matériaux et de les adapter à une fonc-tion donnée. Le mélange de constituants dans un matériau composite lui confère des propriétés physiques et mécaniques tout à fait exceptionnelles. Dans le même temps, la mécanique des matériaux a su développer des outils de modélisation micromécanique qui permettent de simuler numériquement

le comportement des matériaux à partir de la description des mécanismes physiques de base (systèmes de glissement, trans-formation de phase…) et donc d’améliorer leur compréhension. La prise en compte de la complexité de ces phénomènes, de leur interaction et de leur superposition à diverses échelles pour produire, au niveau macrosco-pique, des effets qualitativement différents, est désormais indispensable pour étudier et concevoir des nouveaux matériaux. Il s’agit par exemple de matériaux biocompatibles pour les utilisations médicales, de maté-riaux adaptatifs (alliages à mémoire de forme) ou de céramiques piézoélectriques. Enfin, la modélisation et la simulation numérique des phénomènes complexes mis en œuvre dans les procédés industriels (vibrations,



instabilités, etc.) permettent d’améliorer les processus de fabrication.Si l’on s’approche à présent de l’échelle atomique, les nouveaux matériaux mettant en œuvre des éléments métalliques, cérami-ques, semi-conducteurs, supramoléculaires ou polymères, promettent de transformer radi-calement de très nombreux secteurs techno-logiques, qui vont des micro et nano systèmes (MEMS, NEMS, NOEMS) au transport, en passant par l’habitat, la santé ou l’énergie. Dans ce dernier domaine par exemple, des progrès majeurs peuvent être attendus des nouveaux matériaux dans les cellules photo-voltaïques ou dans les piles à combustible. Un autre exemple est celui des couches minces et cristaux de nitrure, borate et niobiate de lithium, qui permettent de réaliser des fonc-tions optiques à potentialités importantes pour le stockage d’information à haute densité.Ces progrès soulèvent de nombreux défis interdisciplinaires, en particulier pour le déve-loppement de techniques de modélisation et de calcul multi-échelles des matériaux en nano simulation, problèmes sur lesquels se focalisera l’action de l’INRIA dans ce domaine. Les matériaux complexes nécessitent une analyse qui part de l’échelle atomique et des forces chimiques de base – qui résultent des

interactions entre électrons (régies par des modèles quantiques) – pour aller jusqu’à la mécanique des milieux continus hétérogènes. Outre les problèmes de maillage, toute une activité particulière de modélisation et de simulation doit être mise en place à l’échelle nanométrique (les objets les plus connus à cette échelle étant les nano-fils et les nano-tubes de carbone). Il s’agit de s’appuyer le plus possible sur la simulation pour l’étude et la conception des nano-composants, puis pour leur « assemblage » en vue de parvenir à des dispositifs exploitables. À partir de modèles issus de la physique et de la chimie, la simulation permet ainsi d’évaluer les consé-quences des choix effectués en termes de propriétés électriques, magnétiques, opti-ques, thermiques et mécaniques du matériau. Mais les problèmes posés aux STIC par cette démarche sont nombreux : il faut par exemple intégrer des données issues de dispositifs de mesure très différents et être capable d’évaluer la fiabilité et la pertinence des simulations. Par ailleurs, partant de l’atome, il est clair que les coûts de calcul seront prohibitifs si on ne développe pas une algorithmique de résolution dédiée, avec mise en œuvre sur des grilles de calcul de grande dimension et possibilité d’interactivité.

Jusqu’à présent la bioinformatique a été principalement focalisée sur des systèmes de traitement et de fouille de grandes masses de données et de connaissances, et sur l’ana-lyse du génome. Ce domaine continuera à se développer avec le perfectionnement substantiel de techniques existantes (séquen-çage de génomes, métagénomique) et avec l’apparition constante de nouvelles tech-nologies (puces à ADN, spectrométrie de masses, Chromatin ImmunoPrecipitation-on-Chip) qui engendrent de nouveaux types de données. Ces développements vont provoquer une amplification du rôle actuel de la bioin-formatique dans les études biologiques et leurs applications. Ils vont surtout ouvrir de nouvelles perspectives et changer qualitative-ment l’état des connaissances en génomique. Le séquençage de génomes eucaryotes va se poursuivre dans les années à venir à une vitesse croissante, comparable au séquen-

çage des centaines de génomes de bactéries et d’archées réalisés ces dernières années. La génomique comparative va donc continuer à prendre de l’importance. Elle donnera lieu à de nouvelles approches, rendues possible par ces nouvelles données, qui nécessiteront de nouvelles méthodes algorithmiques et informatiques. Elle soulève des thématiques de recherche qui font partie des objectifs de l’INRIA.Au niveau multicellulaire, l’ambition est d’éla-borer, de traduire en algorithmes performants et d’intégrer des modèles décrivant finement les échanges d’énergie et de signaux qui permettent la coordination de cellules, leur motilité, migration, dédoublement, différen-tiation, ou leur apoptose. Ces défis scienti-fiques recouvrent des enjeux considérables, allant de la médecine et de la pharmacologie à l’agronomie et la zootechnie.La compréhension des échanges cellulaires

Cellule numérique

Modélisationgéométriqued’unmatériaunanostructuré—GAMMA.


commence bien évidemment au niveau biochi-mique et moléculaire. Ainsi, par exemple, la myosine et d’autres protéines motrices de la cellule, qui jouent un rôle clé dans ces échanges, démontrent des conversions d’énergie chimique-mécanique grâce à des changements de conformation moléculaire. Les modèles cinétiques s’appuient sur des analyses de structures moléculaires à partir des données d’imagerie cristallographique, de RMN ou de microscopie électronique. La biologie algorithmique structurale s’inté-resse à l’étude des liens entre la structure, spatiale et topologique, et la fonction de macromolécules. Elle soulève de nombreux problèmes de géométrie algorithmique ou de planification de mouvement, par exemple pour reconstruire et modéliser les zones d’inter-face dans un contact biochimique, pour en cerner les contraintes et les flexibilités, pour analyser les conformations admissibles, les mouvements relatifs permis et les possibi-lités d’arrimage (« docking »), lesquelles sont essentielles à l’expression fonctionnelle des molécules.La génétique et la génomique fonctionnelles prolongent ces modèles de biologie structu-rale au niveau des mécanismes d’expression des gènes en protéines et à celui des liens dynamiques associés à un réseau d’inte-raction génique. L’ensemble des protéines exprimées à un moment donné au sein d’une cellule (le protéome) donne lieu à de nombreux processus intracellulaires d’inhibition, de régu-lation, d’amplification et à des phénomènes de seuil qui se traduisent globalement en des dynamiques non linéaires. La complexité de ces processus est augmentée par l’apport des mécanismes de régulation épigénétiques. Il s’agit de développer, en une approche de biologie systémique et intégrative, des représentations et des outils informatiques permettant de décrire les règles des inte-ractions élémentaires, de modéliser et de simuler les dynamiques globales auxquelles ces interactions peuvent donner lieu dans les cycles cellulaires et dans les réponses de la cellule aux contraintes et aux signaux issus de son environnement.D’autres niveaux de modélisation sont néces-saires pour élaborer des modèles numériques de cellules, par exemple les mécanismes de déformation du cytosquelette qui permettent

le mouvement d’une cellule (sa motilité), les mécanismes de migration de la cellule, les échanges intercellulaires et les dynamiques de populations cellulaires. Sur ce dernier point par exemple, les populations cellu-laires non structurées dans les tumeurs et les tissus régénérateurs, tels le foie et la peau, présentent un fort couplage entre architecture spatiale et fonction. Pour le foie, les cellules (hépatocytes) se structurent en colonnes et feuillets pour assurer l’échange optimal des substances entre le sang et les hépatocytes. Des méthodes d’analyse de données et de modélisation mathématique sont néces-saires sur des échelles spatio-temporelles très diverses afin de prédire comment les modifications intrinsèques ou extrinsèques au niveau moléculaire (par exemple par médica-ments) affectent les processus spatio-tempo-rels de régénération tissulaire. Comme souligné dans ce qui précède, on ne vise pas un modèle unique et générique de la cellule. De nombreux types de modèles seront nécessaires en fonction des types de cellules étudiées, mais aussi des utili-sations possibles ces modèles. Ainsi, en recherche pharmacologique, la prédiction des effets d’une molécule sur une population de cellules nécessitera des modèles adaptés au rôle physiologique de ces cellules et à l’acti-vité génétique des enzymes, de leurs divers métabolismes (énergétique, hormonal), et de leurs capacités éventuelles de prolifération. Un des objectifs d’intégration numérique affiché ici est d’organiser et de formaliser le vaste corpus de modèles, de données et de connaissances, en très forte croissance, et d’en élaborer des couplages effectifs. Des progrès importants peuvent être attendus de ces intégrations en connaissances scientifi-ques et en développements des technologies agronomiques, pharmaceutiques, médicales, et vétérinaires. L’INRIA est d’ores et déjà présent sur plusieurs des thématiques STIC qui précèdent, allant de l’imagerie intracellulaire, dynamique et active, aux algorithmiques géométrique, combina-toire et à celle des graphes, en passant par les contraintes, les logiques temporelles et l’automatique. L’institut souhaite amplifier ses efforts pour contribuer avec ses parte-naires des sciences de la vie à une meilleure connaissance de la cellule.

3.2.2 Sciences numériques

Modélisation de l’interaction entre deux protéines — ABS.


Un des enjeux du développement durable correspond à la maîtrise des nombreuses causes d’érosion des sols, de leur appauvris-sement et de leur pollution par des surexploi-tations et des utilisations abusives d’engrais et de pesticides. Les réponses aux demandes de production agronomique sont possibles dans le respect d’un développement durable si on sait prendre en compte conjointement les besoins des plantes et ceux, à long terme, de leur environnement. Tels sont les enjeux de la « plante numérique ».On vise donc ici le développement et l’in-tégration de modèles de croissance d’une plante et de ses interactions multiples avec son environnement. Au niveau du modèle agronomique, il s’agit de prendre en compte les mécanismes d’organogenèse, de photo-synthèse, de production et de répartition de biomasse, ainsi que les ressources en eau et en minéraux des sols, les échanges atmos-phériques (luminosité, humidité, température, vent, oxygène, gaz carbonique) et les autres

contraintes physiques auxquels la plante est soumise (répartition des masses, pente, etc.). Au niveau du modèle biologique, il s’agit d’analyser les structures et les mécanismes de développement des méristèmes sur des bases génétiques. Les thématiques en STIC concernées par ces recherches conjuguent les mathématiques appliquées, l’automatique, l’informatique graphique, la géométrie, et la combinatoire avec, bien entendu, de nombreux liens interdisciplinaires avec la botanique, l’agronomie et la génétique. L’élaboration et l’intégration de modèles performants à divers niveaux, conjuguant des composantes déterministes et d’autres stochastiques, et permettant la résolution des problèmes inverses de façon efficace, soulè-vent de nombreux défis. Par ailleurs, on veut pouvoir passer de la modélisation d’une plante individuelle à celle d’une parcelle compre-nant de nombreuses plantes ou de diverses espèces, ou encore prendre en compte les interactions des plantes avec des populations

Plante numérique

L’INRIA a une compétence reconnue en modélisation, simulation numérique et calcul scientifique. Il est également expert dans le domaine des maillages, notamment non-structurés. En collaborant avec des physiciens spécialistes des nanosciences, il peut ainsi contribuer significativement à ce défi du « matériau numérique » du futur.Avec le développement de la bioinforma-tique et des sciences de la vie, plusieurs équipes-projets de l’INRIA se sont mobi-lisées sur l’étude des interactions entre les gènes et leurs produits, afin de comprendre les mécanismes de régulation qui sous-tendent le fonctionnement dynamique des cellules. Par exemple, la modélisation, la simulation et l’analyse de réseaux de régulation génique ont permis de com-prendre comment la réponse d’une bac-térie particulière à un stress nutritionnel émerge du réseau des interactions entre


ses gènes, protéines et petites molécules. La modélisation du cycle cellulaire a conduit à des algorithmes d’optimisation des plannings de traitement, prenant en compte les rythmes circadiens des méca-nismes enzymatiques du médicament et leur polymorphisme génétique, ou à la description de la croissance normale et tumorale de populations de cellules dans des tissus homogènes. Les princi-paux partenaires dans ce domaine sont l’Inserm, l’INRA, le CEA, l’Institut Curie, le NIH. La modélisation de la croissance des plantes se développe en partenariat avec l’Inra, le CIRAD, mais également l’IFN. La simulation de paysages agricoles, per-mettant par exemple de mieux contrôler l’utilisation des OGM, la modélisation et le contrôle de la croissance du plancton en chémostat, ou la modélisation des

écosystèmes microbiens conduisant à des procédés biologiques de dépollution des eaux usées sont quelques exemples de contributions à l’écologie numéri-que, faites en partenariat avec l’Inra ou l’Ifremer.Dans le contexte de l’étude du climat, de la pollution atmosphérique, de l’hydro-logie ou de divers autres aspects liés à l’environnement, les systèmes de modé-lisation sont utilisés pour la prévision opérationnelle à court et moyen terme, pour des études de cas, ou pour des études d’impact de sites industriels. Les collabo-rations, avec l’IGN et les universités, sont appelées à se développer, en particulier sur le plan européen.

Simulationdelacroissancedesarbres—VIRTUALPLANTS.


d’insectes. Les prolongements des modèles de plantes numériques pour la sélection des semences, l’optimisation des densités de culture, le contrôle d’apports en fertilisants ou pesticides, pour la planification, l’aména-gement de l’environnement et sa visualisation à différents niveaux, sont riches en problèmes STIC.Un autre volet important de la plante numérique qui intéresse également l’INRIA est celui de la modélisation de la croissance du phyto-plancton, ou le contrôle de la croissance de micro-algues. Certaines espèces de phyto-plancton sont en mesure d’absorber du gaz carbonique, en le rejetant vers les couches profondes de l’océan. Les modèles connus de ces processus sont très imparfaits, ne concordent pas avec l’observation, et néces-

sitent d’être revus, en particulier au niveau des mécanismes de calcification et de photosyn-thèse et d’élévation de la température. Les micro-algues de leur coté sont prometteuses pour la production de biocarburants: si on parvient à bien modéliser et à contrôler le bioprocédé correspondant, on peut espérer des rendements bien plus élevés que ceux des plantes terrestres. L’institut travaillera au développement d’écosystèmes microbiens complexes, visant aussi bien le traitement de substrats polluants que la production d’énergie. Les recherches porteront sur l’élaboration de modèles réalistes des interactions entre espèces et substrats et de la production de biogaz, et sur la conception de stratégies de contrôle pour obtenir une dépollution efficace et optimiser la production énergétique.

L’écologie numérique est un domaine inter-disciplinaire particulièrement important à une époque où les transformations écologiques sont rapides et significatives. L’apport des STIC est déterminant dans l’intégration de modèles hétérogènes, leur couplage à des systèmes d’information géographique, à des données géo-référencées, à des réseaux de capteurs et des systèmes d’observation de l’environnement. On veut intégrer des modèles de populations animales à divers niveaux trophiques, par exemple, des modèles différentiels pour des populations d’insectes ou de planctons, des modèles spatialement structurés pour des populations de reptiles, de poissons, ou d’am-phibiens, et des modèles individuels pour les espèces à un niveau trophique plus élevé, tels que des rapaces ou de grands mammifères. Chaque modèle décrit les évolutions d’une population en fonction de son biotope, de ses caractéristiques de reproduction, d’alimen-tation et de ses relations proies-prédateurs. L’interaction numérique de diverses popu-lations, entre elles et avec l’environnement, permet d’étudier les réponses d’un système écologique à une agression naturelle (feu, inondation, etc.), ou humaine (déforestation, agriculture, extension urbaine), et de planifier des mesures de conservation efficaces.L’écologie microbienne soulève également des problèmes liés à la densité et à la distribution

d’espèces microbiennes, à leur compétition et à leurs interactions avec un substrat. Les modèles correspondants sont très importants, par exemple pour la conception de techniques et de méthodes de contrôle de traitement des eaux usées ou polluées, leur dépollution selon un processus anaérobique avec une conversion optimale des déchets organiques en énergie.Les recherches potentiellement pertinentes pour l’écologie numérique concernent, au sein de l’institut, plusieurs sujets complémen-taires, allant de la modélisation et du calcul aux réseaux de capteurs, en passant par les systèmes d’information géographique et la visualisation graphique. L’INRIA souhaite appli-quer une partie de ces travaux au domaine de l’écologie numérique qui recouvre des enjeux essentiels.

Écologie numérique


Comptageautomatiqued’unepopulationdeflamantsroses—ARIANA(vueaérienne©StationbiologiquedelaTourduValat).


Biosphère et environnement

numériques

i Amarrage des protéinesCe jalon vise à améliorer la compréhension des mécanismes coopératifs inhérents au repliement et à l’amarrage des protéines, en développant des modèles et des méthodes d’analyse de données biophysiques (cris-tallographie, RMN) et de données issues de la simulation (dynamique moléculaire). L’objectif sera atteint si de telles méthodes font date dans les expériences de prédiction de la structure d’un complexe de protéines à partir des partenaires isolés (expérience CAPRI) et/ou de prédiction de la structure d’une protéine à partie de sa séquence (expérience CASP).

i Dynamique cellulaireOn veut développer des modèles réduits de la signalisation cellulaire pour quel-ques applications biologiques ou médicales importantes. Ces modèles doivent intégrer le métabolisme énergétique, ainsi que la régulation physiologique (expression des gènes, état des protéines, activité enzy-matique éventuelle) du cycle de division cellulaire à l’échelle d’une population de

cellules, et de stimuli physiologiques (hor-mones, facteurs de croissance) ou pharma-cologiques. Ce développement visera par exemple la cancérologie, pour l’élaboration de modèles de biologie systémique des réseaux métaboliques cellulaires et des perturbations du contrôle physiologique dans les cellules tumorales.

i Modèles agrobiologiques des plantesLa croissance d’une plante est le résultat d’un ensemble coordonné de processus physiques, moléculaires et cellulaires dont les interac-tions complexes sont encore mal comprises. Un premier objectif est la construction de modèles mécanistes pour mieux compren-dre comment la forme et l’identité d’une feuille, d’une fleur ou d’un méristème peuvent émerger de l’intégration de ces mécanismes et comment ceux-ci sont contrôlés par les gènes et/ou l’environnement. Il s’agit de com-parer in silico des hypothèses variées sur les mécanismes sous-jacents et de confronter les prédictions des modèles aux observa-tions expérimentales. On attend aussi d’un

modèle physiologique qu’il permette des prédictions sur le plan agronomique, en fonction de l’environnement, mais aussi des conduites de culture : c’est un des objectifs d’un modèle source-puits. La confrontation avec l’expérimentation, sur des plantes cultivées, sera ici aussi, une pierre de touche. Le travail sera développé à partir de l’étude de plantes type comme l’arabidopsis et le riz. Ce jalon a donc deux faces : modélisation traduisant une meilleure compréhension de la rationalité biologique de la croissance des plantes, avec des retombées à terme sur la sélection, l’amélioration variétale et la modélisation prédictive de la production, ainsi que sur la pratique de culture et sur la compréhension de la réponse des plantes aux variations climatiques (concentration en CO2 de l’atmosphère, température, précipitations).

Jalons

La biosphère est cette partie de l’atmosphère, des sols et des océans qui supporte la vie. On conjugue donc ici les motivations et les problématiques des deux sections précé-dentes avec des éléments de climatologie, de géologie et d’océanographie et un changement d’échelle significatif. Les enjeux sont considé-rables : accumulation des gaz à effet de serre, réchauffement climatique, évolutions de la pluviométrie et de la distribution d’eau douce, désertification de certaines zones, augmen-tation du niveau des océans et évolution des zones côtières, qui concentrent la majorité de la population humaine. On cherche à mettre en œuvre des capa-cités prédictives pour aider à concevoir et à déployer des stratégies de prévention et des stratégies d’adaptation, désormais critiques

face à des évolutions qui semblent inélucta-bles. Des modèles numériques de l’environne-ment permettront d’analyser des scénarios et d’évaluer les risques de telle ou telle politique environnementale ou d’une absence d’action. Grâce à des capacités de visualisation démons-tratives, ces modèles permettront également de mobiliser les opinions publiques, en parti-culier dans les actions préventives, qui sont nécessairement à long terme et qui réclament des ressources et de forts engagements poli-tiques et sociaux.Relativement à ces enjeux, les modèles numériques de l’environnement posent des problèmes d’observation, de modélisation, d’assimilation de données, de prédiction et de suivi, à des échelles de temps très variables (du temps-réel au très long terme) avec de


nombreux processus interdépendants. Il s’agit de phénomènes de flots géophysiques, de circulation, d’échanges et de transformation de matière et d’énergie. Par exemple, en chimie atmosphérique, on s’intéresse à des cinétiques complexes de gaz, associées aux mouvements et aux échanges thermiques de masses d’air pour le suivi de pollutions locales, régionales ou plus globales. En hydrologie, on modélise les conditions d’écoulement et d’évaporation des eaux, d’absorption et d’érosion des sols, ainsi que les impacts agronomiques et écologiques d’aménagements (urbains, hydrologiques, …) ou de catastrophes (fortes crues). En océano-graphie côtière, on retrouve des problèmes similaires liés aux marées et aux courants pour l’étude de pollutions ou pour l’aménagement du littoral. Plus généralement, les couplages et les échanges océan-atmosphère sont essentiels à la compréhension des circulations océano-graphiques et de leurs impacts climatiques et écologiques. Par ailleurs, les couplages entre modèles physiques et biologiques de

l’environnement sont également essentiels, par exemple, en océanographie, en intégrant les modèles biologiques du phytoplancton mentionnés précédemment.Dans ce très vaste champ de recherche, l’ac-tion de l’INRIA, avec ses partenaires, se foca-lisera plus particulièrement sur les questions suivantes qui relèvent des STIC :• l’observation, à l’aide de réseaux de

capteurs fixes ou mobiles (ballons, sondes flottantes) ainsi que par l’imagerie satel-litaire et les données géo-référencées. L’acquisition des données soulève des problèmes liés à la représentation et à l’algorithmique adéquate pour identifier et suivre les mouvements de phénomènes d’intérêt, en particulier dans la détection précoce d’événements catastrophiques. Elle soulève également des problèmes d’op-timisation du système d’observation ;

• la modélisation, avec les problèmes de couplage de représentations hétérogènes, d’assimilation de données incomplètes, imprécises et incertaines, et de qualification des modèles (cf. § �.1.1) ;

• la détection précoce, le suivi de phéno-mènes rapides et de dérives lentes, l’aide au diagnostic ;

• l’expérimentation in silico, l’aide à la planification et à la gestion des risques environnementaux ;

• la visualisation des évolutions à long terme de l’environnement.

Hydrauliquefluviale:identificationdelabaissedelacruedufleuvePearl(Chine)—MOISE.



3.X.X

88888888888888

Médecinenumérique

3.2.3

�.2.� Médecine numérique



Les domaines de la médecine et de la biologie humaine soulèvent de nombreux défis scientifiques et technologiques. Ils recouvrent les enjeux sociétaux considérables liés à la santé, qui ont également des implications économiques majeures. L’ambition scientifique affichée ici est de contribuer à passer de connais-sances exprimées sous forme de collections de cas, décrivant la réalité très complexe du vivant, à des modèles mathématiques explicatifs et prédictifs des mécanismes mis en œuvre dans un processus biomédi-cal donné. Cet axe prioritaire porte donc sur une contribution pluridisci-plinaire aux problèmes d’observation, de modélisation et de simulation biomédicales à tous les niveaux, pour mieux comprendre la biologie humaine mais aussi pour diagnostiquer, concevoir, mettre en œuvre et optimiser de nouveaux moyens thérapeutiques. Cette ambition sera en particulier focalisée sur quelques classes de pathologies importantes, dont le cancer, les maladies cardio-vasculaires et les maladies neurodé-génératives ou du système nerveux.Cette priorité prolonge naturellement celles qui précèdent, en particulier celles sur la modélisation, l’interaction et les sciences numériques. Pour cette dernière priorité, il faut souligner le nécessaire continuum entre les thématiques des sciences de la vie affichées ici, qui sont focalisées sur la biologie humaine, et celles affichées dans l’axe prioritaire précédent, qui couvrent d’autres aspects de la biologie animale ou végétale et de la bioinformatique. Enfin, on peut également voir des liens fructueux pour les technologies médicales avec les thèmes de l’ingénierie numérique, par exemple dans le développement de systèmes d’aide ou de palliatifs aux déficiences motrices ou sensorielles (prothèses, neuroprothèses).


Plus de vingt équipes-projets INRIA sont focalisées sur cet axe prioritaire. Une ving-taine d’autres équipes-projets travaillent sur des sujets connexes, pertinents pour ce domaine, allant des questions de maillage, de calcul numérique, de probabilité et de géométrie, à des questions d’apprentissage et de robotique. Des actions de recherche collaborative ou d’envergure nationale sont focalisées sur les objectifs décrits ici. L’institut s’appuie sur une longue tradition de recherche et des fortes com-pétences, internationalement reconnues, en modélisation et calcul scientifique, ainsi qu’en vision et en traitement d’images. De nombreux développements logiciels supportent les travaux de l’INRIA sur

cette thématique. Plusieurs ont donné lieu à des transferts industriels, en particulier par essaimage.L’INRIA s’appuie naturellement sur des partenariats nationaux et internationaux, essentiels pour ce domaine pluridisciplinaire. Les principaux liens nationaux, y compris via des équipes communes, sont avec l’Inserm, l’Inra, le CEA-DSV (en particulier dans le cadre de la plateforme Neurospin), l’Institut Pasteur, l’Institut Curie, ainsi qu’avec des départements universitaires hospitaliers et le CNRS. L’INRIA est membre du groupement d’intérêt scientifique Institut des systèmes complexes. Il est membre fondateur du RTRA Rhônalpin Innovations thérapeutiques en infectiologie. Les collaborations dans le cadre

de ces structures, auxquelles il contribue sur les aspects modélisation et calcul, seront pertinentes pour ce thème. Par ailleurs, l’institut entretient plusieurs partenariats industriels, qu’il développera dans le cadre de cette thématique.Au niveau européen, les liens académiques sont nombreux, par exemple avec le Guy’s Hospital à Londres, le Swiss Institute of Bioinformatics, le Weizmann Institute. Ces liens seront certainement amplifiés dans le cadre de l’action Virtual physiological human du 7e PCRD. Au niveau internatio-nal, l’institut développe une collaboration étroite avec le NIH, en particulier avec son National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering.


Cet axe prioritaire vise un double couplage scientifique et technologique :• couplage étroit entre observation, modé-

lisation et assimilation de données biolo-giques, afin de parvenir à une description riche et des mesures fines du vivant, en développant et en exploitant les nouvelles modalités d’observation biologique et médicale et de fusion multi-sensorielle. Il s’agit ainsi de concevoir des modèles d’une complexité équivalente à celle des observations afin de pouvoir inverser ces modèles dans un processus d’assimilation de données, et de bien qualifier la précision et les propriétés des modèles obtenus ;

• couplage entre biologie et médecine. Grâce à des modèles biologiques précis et individualisés, qualifiés cliniquement, on veut développer des technologies médi-cales et pharmacologiques permettant de prédire des évolutions, de détecter des pathologies et de réaliser des diagnos-tics, de simuler des actions physiques ou biochimiques et d’en mesurer les effets, de commander une prothèse, de planifier, d’optimiser et d’aider à conduire précisé-ment un protocole thérapeutique ou une intervention chirurgicale.

Les ambitions scientifiques et technologiques recouvrent un vaste spectre de thématiques pluridisciplinaires auxquelles l’INRIA apportera ses compétences en mathématiques appli-quées, en traitement du signal et de l’image, en automatique, et en informatique. Les cher-cheurs de l’institut, en partenariat avec des biologistes, des médecins, des chimistes et des physiciens, aborderont en particulier les problèmes d’imagerie, de modélisation, de calcul et de simulation, et ce aux divers niveaux moléculaire, cellulaire, anatomique, fonctionnel et physiologique.En imagerie biologique et médicale, on contribuera à mieux maîtriser les diverses modalités d’acquisition de données in vivo : imagerie intracellulaire, microscopique confocale, imagerie optique, imagerie par résonance magnétique anatomique ou fonc-tionnelle, magnéto-encéphalographie, tomo-densitométrie par rayons X et tomographie par émission de positons. Il s’agit de développer une algorithmique complète de traitement et d’interprétation de l’image et du signal pour exploiter ces modalités, pour les fusionner entre elles ou avec des signaux biomédicaux complémentaires (ECG, EEG, mesures de flux, de pression, etc.). L’objectif est d’acquérir des


Simulationdecontractioncardiaquesurunmaillageanatomique—MACS.


données anatomiques et fonctionnelles avec de meilleures résolutions spatiales et temporelles. L’interprétation de ces données – de plus en plus complexes – ne peut rester uniquement visuelle. Une interprétation quantitative, éven-tuellement stochastique, peut permettre de piloter efficacement les processus d’acquisition et de mesure ; elle peut être couplée à des processus d’aide au diagnostic ou à l’action thérapeutique. L’imagerie intracellulaire et tissulaire peut permettre d’identifier les voies de signalisation cellulaires et intercellulaires à l’œuvre dans le métabolisme des molécules, tant endogènes qu’exogènes, et dans la proli-fération cellulaire, et par là de développer et de valider des modèles. Ces modèles sont essentiels pour une compréhension du vivant et pour la conception et l’optimisation de nouvelles thérapies.La modélisation et l’assimilation de données biologiques et médicales porteront sur des processus allant des cellules aux organes et aux fonctions complexes (par exemple fonction cardiovasculaire ou locomotrice), voire aux orga-nismes. Elles intégreront des représentations et des données hétérogènes, de nature anato-mique (structures) et physiologique (fonctions). Par exemple, un modèle du système cardiovas-culaire intégrera des représentations souvent couplées, de type géométrique, biomécanique, bioélectrique, de dynamique des fluides et de perfusion du muscle cardiaque. La résolution des problèmes inverses pour de tels modèles, par des techniques d’esti-mation, d’apprentissage et d’optimisation, soulève de grandes difficultés algorithmiques. L’assimilation des données conduit naturelle-ment au couplage étroit entre les problèmes de modélisation et ceux d’acquisition, de traite-ment et d’interprétation de données. La richesse des modèles nécessaires pour appréhender une réalité biologique très complexe sera limitée par la richesse des données. Les termes du compromis seront sans doute différents selon l’application visée et conduiront vraisemblable-ment à divers types de modèles pour un organe ou une fonction spécifique. Ainsi, lorsque l’ap-plication vise l’optimisation thérapeutique, il est nécessaire de représenter les effets attendus d’une combinaison de traitements (synergie médicamenteuse) mais aussi les effets toxiques sur les tissus sains. Ceci nécessite une finesse d’observation de la physiologie cellulaire bien

supérieure à la seule prise en compte d’un taux de croissance ou de mortalité.Le développement de ces modèles soulève des problèmes (détaillés au § �.1.1) de calcul, de simulation, d’optimisation, de visualisation, de mesures d’incertitude, et plus généralement de qualification des modèles, essentielle dans les applications médicales. Dans le contexte de cette thématique, les techniques d’analyse numérique, de calcul géométrique ou proba-biliste, portent en particulier sur la biologie, la chimie et la physique. L’ambition du couplage biologie-médecine exige des modèles individualisés. Ceci passe par le développement d’une anatomie algo-rithmique et d’une physiologie algorithmique. La première se base sur des statistiques anato-miques pour cerner, pour un organe donné, les variabilités normales entre individus, bien distinguer ces variabilités des déviations patho-logiques, et être en mesure de détecter de telles déviations dans les images et données médi-cales. Dans la deuxième, des modèles physio-logiques individualisés devraient permettre d’expliquer et de prévoir des propriétés fonc-tionnelles, d’explorer les incidences de physio-pathologies, et d’individualiser finement des thérapies, par exemple, en cancérologie, par des études de pharmacogénétique par puces à ADN pour la prescription individualisée de chimiothérapies.Au niveau des technologies médicales, l’am-bition de l’INRIA est de mettre en œuvre ces recherches algorithmiques en imagerie et en modélisation pour contribuer au développement de techniques de prévention, de détection et de diagnostic quantitatif, de prédiction d’évo-lution, de simulation, de régulation, de contrôle et d’optimisation d’actions thérapeutiques. Plusieurs de ces objectifs sont indissociables de ceux qui précèdent. D’autres nécessiteront des recherches complémentaires, par exemple en réalité virtuelle pour ses applications théra-peutiques, en robotique chirurgicale et en réalité augmentée pour la simulation et l’aide à l’in-tervention thérapeutique en radiothérapie et en chirurgie non invasive guidées par recalage entre images et modèles. Un autre exemple du couplage mesure-action est la quantification des caractéristiques mécaniques des muscles en cas de déficience motrice en vue d’optimiser l’adaptation au patient de la stimulation.Enfin, il faut souligner que ces recherches

Modélisationdel’activitécérébrale—ODYSSEE.


seront nécessairement poursuivies en relation étroite avec des biologistes et des médecins, en particulier dans leurs composantes expéri-mentales essentielles. Par ailleurs, ce domaine

soulève des questions d’éthique et de déonto-logie auxquelles l’INRIA sera particulièrement attentif, y compris dans le dialogue avec les associations d’utilisateurs.


i Modélisation, visualisation et manipulation interactive d’un cœur numériqueL’objectif est d’élaborer des modèles indivi-dualisés du système cardiovasculaire humain prenant en compte globalement l’ensemble, des processus électrophysiologiques, électro-mécaniques, de dynamique du flot sanguin, de circulation artérielle, de perfusion et de biomécanique du muscle cardiaque. On vise le développement des techniques d’imagerie et de l’instrumentation nécessaires à l’élabo-ration et à la qualification de ces modèles. Ce jalon intègre l’élaboration d’une plateforme interactive permettant au biologiste ou au médecin de visualiser les phénomènes cardiovasculaires. On veut pouvoir explorer, grâce à une interface multimodale, visuelle et haptique, un cœur numérique individua-lisé, et mettre en œuvre des outils logiciels de diagnostic et de simulation d’actions thérapeutiques. L’ambition est d’aborder des problèmes cliniques et de contribuer à l’amélioration de dispositifs médicaux. La collaboration étroite des chercheurs de l’INRIA avec des biologistes et des médecins sera la clé d’un tel jalon.

i Cartographie numérique et fonctionnelle du cerveauOn veut développer des modèles anatomi-ques et physiologiques individualisés du cerveau humain, couplant diverses moda-lités d’imagerie cérébrale fonctionnelle, les intégrer en une cartographie situant les fibres neuronales et les activités corticales. On cherche à mettre en évidence le lien entre la structure spatiale des cartes et leur fonction ; analyser la variabilité observée en fonction d’informations génétiques et comportementales. On veut prolonger ces

modèles en technologies cliniques permet-tant des chirurgies guidées par recalage entre images et modèles. Plus généralement, la com-préhension des interactions multi-échelles entre populations de neurones dans le cerveau humain requiert le développement et la mise en commun au niveau de l’INRIA et de ses partenaires d’outils de modélisation mathéma-tique et de simulation ainsi que l’accès à, et la mise en place de, bases de données de mesures neurobiologiques. Une meilleure compréhen-sion de ces phénomènes sera un grand pas vers la synergie nécessaire entre neurosciences, informatique et modélisation mathématique en mettant à la disposition des spécialistes en neurosciences des méthodes d’évaluation des propriétés computationnelles de leurs modèles phénoménologiques.

i Interface entre système nerveux et système artificielIl s’agit ici d’exploiter des modèles anatomiques et fonctionnels pour pallier une déficience motrice ou sensorielle en activant les structures nerveuses centrales ou phériphériques mises en jeu (neuroprothèse).A l’instar du pacemaker qui peut déclencher une contraction du myocarde, il est possible de restaurer une fonction motrice en stimulant les nerfs moteurs, ou une fonction sensorielle, par exemple l’audition à l’aide des implants cochléai-res qui stimulent la cochlée. Ces approches thé-rapeutiques reposent sur un socle commun de technologies et de recherches en électrophysio-logie, mais qui se déclinent et se particularisent en fonction de la cible. Il est ainsi aujourd’hui envisageable de restaurer des fonctions très complexes comme la station debout équilibrée, certaines fonctions sensorielles, ou de moduler le système nerveux central dans le cas des maladies comme Parkinson ou l’épilepsie. Mais contrôler

finement certaines suppléances sensorielles ou motrices passe par de nouvelles mesures et modélisations des structures nerveuses concernées. Les implants de demain seront capables non seulement d’activer mais aussi d’observer de l’intérieur et donc de manière très précise le système nerveux périphérique ou central, ouvrant des champs d’application diagnostique ou thérapeutique aujourd’hui limités.

i Environnement chirurgical numériqueOn veut développer et mettre en œuvre expérimentalement des moyens de visuali-sation, de planification, de réalité augmen-tée et de robotique par exemple pour l’aide en chirurgie cardiaque et/ou cérébrale, exploitant les modèles et les méthodes déve-loppés par les deux précédents jalons.

i Plateforme logicielle de simulation et d’intégration de modèles médicauxIl s’agit de développer un noyau logiciel robuste permettant de faire cohabiter différents modèles et composantes d’une simulation : modèles de rendu, de collision, modèles déformables, haptiques, physio-logiques, avec gestion des relations entre les différentes représentations d’un même organe. Au noyau, viennent s’ajouter un ensemble de modules et des bibliothèques logicielles offrant différentes fonctionnali-tés : algorithmes de détection de collision, modèles déformables, méthodes de rendu photo-réalistes, gestion optimale des res-sources de calcul, parallélisation, solveurs numériques, gestion des interactions entre objets hétérogènes au sein d’une même simulation.

Jalons


3.3Défis sociétaux couverts

par ces prioritésLe choix des sept priorités stratégiques de l’institut a été motivé et argumenté dans les sections précédentes par l’existence d’en-jeux sociétaux et d’enjeux économiques importants. Il est intéressant de revenir rapidement sur les principales motivations socié-tales effectivement couvertes par les priorités de l’INRIA, en particulier pour celles qui sont transverses aux axes stratégiques.L’environnement et ses enjeux sont présents dans les thématiques de la modélisation et de l’interaction. Les objectifs affichés en écologie numérique et sur la biosphère et l’environnement numériques couvrent explicitement une partie des défis environne-mentaux. Ledéveloppementdurable est principalement présent dans les thématiques de la plante numérique et de l’écologie numérique. La santé fait l’objet d’une priorité à part entière sur la médecine numérique. D’autres priorités telles que celles affichées sur la cellule numérique ou sur l’interaction contribuent aux défis de la santé. Ladémographie avec les problèmes de vieillissement de la population est en partie couverte dans les priorités sur l’interaction, la communication et la médecine.L’énergie fera l’objet d’efforts de recherche pour la modélisation, le contrôle et l’optimisation de l’utilisation de sources d’énergie classiques ou, pour le développement de nouvelles sources telles que le solaire, les biocarburants ou la fusion thermonucléaire, au sein de la fédération ITER.Lestransports sont principalement présents dans la priorité sur l’ingénierie numérique, car les systèmes embarqués jouent un rôle d’importance croissante dans ce domaine, mais également dans la priorité sur l’interaction. Lesservicesauxpersonnes et le développement de lasociétédel’information sont principalement couverts dans les priori-tés sur la communication et l’interaction. Laformationetl’éducation, au titre des possibilités de visualisation et de réalité virtuelle, sont couvertes dans la priorité sur l’interaction. Ces défis soulèvent des problèmes également présents au niveau du Web sémantique et des services dans la priorité sur la communicationLasécurité soulève des problèmes abordés dans les priorités sur la programmation, la communication, l’interaction et l’ingénie-rie numérique. Les efforts de l’institut dans cette thématique transverse seront en particulier coordonnés au sein du GIS dédié à la surveillance, la sûreté et la sécurité des grands systèmes.


�.� Défis sociétaux couverts par ces priorités


3.43.4Thématiques émergentes

Les sept priorités stratégiques de l’institut soulèvent des problèmes fondamentaux importants, largement ouverts et qui peuvent avoir de forts impacts scientifiques et technologiques. Ces problèmes mobiliseront l’essentiel des efforts de recherche dans le cadre de ce plan. Cependant, l’INRIA veut rester ouvert à des thématiques émergentes relativement aux domaines scientifiques bien formalisés.Pour favoriser l’émergence de champs scientifiques nouveaux, l’INRIA se donne des moyens appropriés dans le cadre d’une ligne « d’actions exploratoires ». La recherche soutenue par cette ligne d’action est orientée à très long terme et s’accompagne de risques élevés. Elle devrait devenir une pépinière d’idées de recherche inédites, conduites par des chercheurs confirmés ou par des jeunes chercheurs. Tout comme pour l’ERC, les critères fondamentaux seront la créativité, l’originalité et l’excellence pour conduire une recherche d’avant-garde, en rupture relativement aux thématiques bien explorées. L’INRIA souhaite se doter des moyens permettant d’encourager et d’accompagner ces travaux de nature très exploratoire.Sans prétendre aucunement à l’exhaustivité, on évoque brièvement ci-après quelques sujets d’actions exploratoires :

• nouvelles formes et modalités de traitement de l’information. Les caractéristiques fondamentales de la matière (comportement quantique, dynamique des atomes, cellules, etc.) peuvent être exploitées pour développer des types radicalement nouveaux de logique et de composants ;

• nouveaux modèles de calculs et nouveaux paradigmes algorithmiques s’inspirant de la nature, de la biologie ou de la chimie. Les modèles actuels (issus du modèle de Von Neumann) atteignent leurs limites, et rapidement, d’autres modèles seront nécessaires ;

• nouveaux paradigmes de modélisation et de simulation ;

• nouvelles approches pour la construction de systèmes d’information dignes de confiance, sûrs et pérennes sur de très longues durées (plusieurs siècles) ;

• informatique diffuse s’appuyant sur des architectures très dynamiques dont le nombre de composants peut être très grand et dont le comportement peut parfois être incertain, avec des paradigmes facilitant l’émergence de propriétés significatives.

• nouvelles approches à la programmation, par exemple par imitation ;

• techniques d’intégration de représentations, de modèles et de données sur un très large spectre, par exemple pour être capable d’établir facilement les effets environnementaux et de consommation d’énergie de chaque produit (cycle de vie de bout en bout) ;

• nouvelles modalités pour l’interface homme-machine. Ce sujet récurrent mérite toute l’attention. De nouvelles moda-lités, par exemple d’interaction spatiale en 3D, doivent être étudiées et intégrées à d’autres, plus anciennes, telle que la parole, de façon robuste.

Par ailleurs, de nouvelles directions de recherches interdisciplinaires, en particulier avec les sciences humaines et sociales, peuvent être également d’intérêt pour des actions exploratoires. Par exemple, les techniques de modélisation vers « l’humain numérique » sont pertinentes pour la sociologie ; les liens des STIC avec les sciences juridiques sont également fructueux en pro-blèmes de formalisation et d’exploitation sémantique des textes juridiques mais aussi de responsabilité, de protection juridique, voire d’éthique en matière de logiciels et de systèmes.L’INRIA animera la réflexion prospective en son sein et avec ses partenaires; il restera très attentif et très ouvert à l’émergence de nouvelles directions de recherche et encouragera les prises de risques associées à de potentielles ruptures scientifiques.

Actions et stratégie pour atteindre les objectifs

Actions

4.1 L’INRIAauseindudispositifnational page98

4.2 Renforcerl’attractivitédel’institut page100

4.3 Recherche,développementettransfert page110

4.3.1 L’organisationdelarecherche page110

4.3.2 Ledéveloppementtechnologique page110

4.3.3 Letransferttechnologiqueetl’innovation page113

4.3.4 Laformationparlarecherche page116

4.3.5 Ladiffusiondel’informationscientifiqueetdesconnaissances page117

4.3.6 L’évaluationdelarechercheetdutransfert page119

4.4 Relationseuropéennesetinternationales page120

4.4.1 L’engagementeuropéendel’INRIA page120

4.4.2 Lescoopérationsavecl’Asie,l’AmériqueduNordetlespaysduSud page121

4.5 Organisationetfonctionnementinternes page123

4.5.1 Lapolitiquederessourceshumaines page124

4.5.2 Lefonctionnementinterne page125

Danscettepartie:

Actions


L’organisation générale de la recherche en France, dont les structures sont restées pour l’essentiel celles héritées des années 1950-1980, connaît depuis peu une évolution accélérée : création de l’ANR et des pôles de compétitivité, création des PRES et des RTRA, loi de programme pour la recherche, loi Liberté et responsabilité des universités (cf. § 2.�.�). Cette évolution répond à la formidable pression de la mondialisation des activités de recherche et d’innovation, à leur rôle moteur dans le développement social et économique et dans la compétition mondiale. Elle vise en particulier à renforcer les opérateurs régio-naux de recherche et de formation que sont les universités et à les amener au meilleur niveau mondial.Dans le contexte de cette politique nationale de renforcement des sites universitaires et de définition de pôles d’enseignement et de recherche de niveau international, l’INRIA continue à se positionner comme un orga-nisme national en charge de la définition et de l’exécution d’une politique scientifique affirmée dans un domaine prioritaire. On observe en effet que plusieurs pays structu-rent leur stratégie scientifique, en particulier dans le domaine des STIC, autour d’opéra-teurs nationaux. Sans souci d’exhaustivité, on peut citer en Allemagne la combinaison Max Planck Gesellshaft et Fraunhofer Gesellshaft, fondations financées en grande partie par les pouvoirs publics. En Hollande, le CWI dont le spectre d’activités est similaire à celui de l’INRIA, fait partie du NWO, organisme gouvernemental. Aux États-Unis, la plupart des grands départements d’État fédéraux financent et gèrent directement ou indirecte-ment des organismes de recherche nationaux tels les NIST Laboratories, les NIH Institutes and Centers, les National Centers adminis-trés par le Battelle Group. En Australie, le centre de recherche NICTA est financé par le gouvernement et diverses entités austra-liennes en charge des STIC. Au Japon, le National Institute of Advanced Industrial Science and Technology joue un rôle moteur et conduit la politique scientifique nationale dans ses domaines. Les organismes cités dans ces exemples ont bien entendu des spécificités et des modèles d’organisation distincts. Cependant, dans tous les cas, ces centres structurent des stratégies de

recherche globales et s’adossent sur des institutions universitaires qu’ils renforcent.Pour les sciences et technologies de l’infor-mation, il est essentiel que l’évolution engagée en France s’accompagne et s’appuie sur le renforcement de l’opérateur national spécialisé dans le domaine qu’est l’INRIA, du fait des spécificités du domaine, des spécificités de l’institut et de sa capacité :• à créer, en partenariat avec les univer-

sités, un effet d’entraînement dynami-sant les meilleures équipes en France qui bénéficient d’une visibilité et d’une réputation d’excellence scientifique, et qui offrent des formations par la recherche très attractives ;

• à élaborer dans le cadre d’une vision européenne et internationale, une stratégie scientifique nationale, et à focaliser de façon proactive l’essentiel de ses projets autour de cette stratégie ;

• à mener une politique de développement, de transfert, d’innovation et d’essaimage, en partenariat avec les principaux opéra-teurs industriels du domaine.

Les STIC sont en effet un domaine jeune, qui connaît un développement exceptionnel, et qui a présenté dès son apparition un caractère global, compétitif, basé davantage sur l’intel-ligence que sur des acquis technologiques préalables ou de grandes infrastructures (peu de grands instruments en dehors d’Internet). L’INRIA a inventé un positionnement et un mode d’organisation qui se retrouve aujourd’hui en phase avec les caractéristiques de son domaine. Ce mode d’organisation, basé sur des personnes très mobiles et non sur des structures rigides et cloisonnées, est une des raisons essentielles des succès de l’institut.Organisme entièrement dédié à un domaine scientifique prioritaire, l’INRIA a pour mission de développer une politique scientifique et de transfert cohérente au niveau de la France et en phase avec la politique européenne. Dans un domaine d’une importance capitale pour le développement économique, social et culturel et en très forte croissance – souvent dans des directions difficilement prévisibles –, il est indispensable de procéder à des analyses en termes d’impacts et de forces avant de définir des stratégies de recherche, de faire des choix et d’adopter un mode d’organisation dynamique et proactif.

L’INRIA au sein du

dispositif national

4.1.

4.1 L’INRIA au sein du dispositif national

Act ions


L’INRIA peut ainsi être considéré comme un chaînon indispensable entre les struc-tures de financement de la recherche (ANR, Commission européenne, ERC) et les pôles régionaux universitaires d’enseignement et de recherche. Pour cela, l’institut réaffirme les quatre fondamentaux de son action au service de la recherche, du développement et du transfert dans le domaine des STIC :• Des équipes soudées engagées dans

un projet scientifique focalisé de haut niveau. Pour maximiser l’impact de ses activités, l’institut a décidé dès sa création de se structurer de manière très « plate », avec peu de niveaux de hiérarchie. L’essentiel de la mise en œuvre de sa politique scientifique est ainsi confié à des équipes-projets rassemblées autour de leaders scientifiques porteurs de projets ambitieux, compétitifs et fortement foca-lisés. Ces équipes-projets, autonomes mais à durée limitée, sont évaluées au plan national selon un dispositif mettant l’accent sur le positionnement international. L’institut a la conviction que l’existence de ces équipes-projets de recherche est une raison essentielle de son succès.

• Un partenariat dynamisant. L’INRIA s’est engagé très activement dans des parte-nariats avec les universités françaises et les organismes de recherche présents sur ses sites d’implantation. Plus de 80 % des équipes-projets INRIA sont aujourd’hui communes avec des établissements parte-naires. En rassemblant des chercheurs de haut niveau international et qui adhè-rent à la stratégie de l’INRIA dans ces équipes communes, les établissements construisent des entités ayant une masse critique suffisante. L’institut réaffirme son engagement à collaborer avec des parte-naires qui s’engagent de façon volontaire à apporter des ressources – en particulier humaines – à l’équipe-projet et à soutenir son activité. La collaboration s’établit ainsi dans un cadre de confiance et de trans-parence, sur la base d’un partage des résultats et des retours de valorisation au prorata des moyens affectés et d’une répartition des efforts permettant de maxi-miser l’efficacité.

• Des équipes-projets impliquées dans la production de connaissances et de tech-

nologies. La recherche scientifique produit de façon étroitement imbriquée à la fois des connaissances et des technologies. L’articulation entre savoir et développement répond aux attentes sociétales. Elle répond également aux besoins des développe-ments scientifiques. Le domaine des STIC présente, d’une manière plus ou moins affirmée selon les secteurs, un caractère expérimental qui se traduit par l’utilisa-tion et, souvent, par le développement de plates-formes technologiques ou de logi-ciels. Le plus souvent, une équipe-projet est engagée dans une démarche scientifique qui produit à la fois des connaissances et des développements technologiques. Elle est évaluée sur ces deux fronts de la production de la recherche.

• Des équipes-projets engagées dans une démarche de transfert. L’État a confié une mission spéciale à l’INRIA au service des STIC. En le plaçant aussi sous tutelle du ministère chargé de l’Industrie, l’État affiche une volonté politique pour l’institut de transfert de technologie en partena-riat avec l’ensemble des secteurs socio-économiques. En conduisant une action très volontariste depuis plus de 25 ans, l’institut a permis de mettre en place un modèle de transfert de technologie et de création d’activités très efficace s’appuyant sur une structure interne de qualité profes-sionnelle, décentralisée et coordonnée. Par la constitution d’un ensemble d’accords stratégiques avec de grandes entreprises et d’équipes communes avec des indus-triels, par la mise en œuvre d’actions de recherche et de développement, par la création de nombreuses start-up et par une politique claire de diffusion de logi-ciels et de définition de standards, l’INRIA démontre sa capacité à prendre en charge efficacement cette mission.

La mise en œuvre de ces fondamentaux par les huit centres de recherche de l’institut sur l’ensemble des fronts de la recherche, du développement, du transfert, et des parte-nariats, est détaillée dans les encadrés de ce chapitre. En particulier, des conventions seront établies par chaque centre avec ses partenaires régionaux pour préciser les moda-lités de soutien conjoint à des opérations de recherche sous forme d’équipes-projets INRIA

L’INRIA se considère comme un chaînon indispensable entre les structures de financement de la recherche (ANR, Commission européenne, ERC) et les pôles régionaux universitaires d’enseignement et de recherche.


communes, et pour élaborer et conduire une politique scientifique dynamisante.Les pierres angulaires de cette organisation sont l’évaluation et le recrutement. Toutes les décisions concernant l’évolution d’une équipe-projet sont prises après évaluation. Cette évaluation rigoureuse, conduite par des experts indépendants, français et étrangers, académiques et industriels, choisis pour leur compétence et leur impartialité, a lieu tous les quatre ans pour l’ensemble des équipes-projets d’une même thématique au niveau national. Les recommandations des experts sont trai-tées avec le plus grand sérieux. Elles permet-tent, non seulement de décider de l’évolution des équipes-projets du thème (renforcement, reconduction ou arrêt), mais aussi de mieux comprendre le positionnement de l’INRIA dans la thématique au plan international et de prendre les mesures nécessaires pour l’améliorer.Dans un organisme en croissance forte dont l’organisation est très dynamique, le poids des personnes est prépondérant. L’objectif

est d’attirer les meilleurs, quels que soient le type et le niveau de recrutement. Pour atteindre cet objectif, l’INRIA dispose d’une palette variée de cadres d’emploi, utilisant au mieux les possibilités statutaires, que ce soit sous la forme de postes de titulaires ou de postes contractuels. Cette variété permet une certaine flexibilité des rémunérations. Cette politique de recrutement est largement ouverte à l’inter-national, en particulier pour les scientifiques : le nombre de chercheurs étrangers est ainsi en augmentation constante depuis 2000. La mise en place des conditions permettant de recruter au meilleur niveau reste une priorité de la direction de l’INRIA.L’avenir des STIC en France dépendra de la capacité de l’INRIA avec ses partenaires à renforcer ce modèle, à le faire évoluer pour qu’il reste attractif au niveau international et pertinent au regard de son environnement, et surtout à rechercher sans cesse au plan mondial les jeunes chercheurs qui seront les leaders scientifiques de demain.

Renforcer l’attractivité de

l’institut

4.2Dans le contexte de compétition internationale extrêmement vive qui caractérise le domaine des STIC, peu capitalistique et où la produc-tivité et la qualité scientifiques sont d’abord celles des chercheurs, un des enjeux majeurs pour la recherche française est de renforcer son attractivité au plan mondial. Le rayonnement et l’attractivité de l’INRIA dans la communauté scientifique internationale sont et resteront des critères majeurs de ses succès et de sa capacité à dynamiser la recherche nationale. Au-delà bien sûr de l’image d’excellence que s’est forgé l’institut – qui est primordiale et qu’il faut maintenir et renforcer –, le développement de son attractivité devra s’appuyer sur une amplification de sa politique de ressources humaines, de communication et d’échanges internationaux. Accroître sa capacité à accueillir et recruter des chercheurs et des étudiants étrangers restera dans les prochaines années une prio-rité majeure. Concernant les recrutements de chercheurs permanents, l’objectif est de maintenir aux environs d’un tiers la proportion de scientifiques étrangers, et ce en donnant, plus encore qu’aujourd’hui, une large publi-cité internationale aux avis de concours, en

accentuant la communication d’image de l’institut ainsi que sa présence dans le marché de l’emploi scientifique international en STIC. Concernant les étudiants, l’INRIA dévelop-pera son programme Internships qui permet d’accueillir des stagiaires de niveau master en provenance d’universités étrangères, ainsi que le programme CORDI-S, initié en 200�, qui est orienté spécifiquement vers les jeunes doctorants (français ou étrangers) souhaitant effectuer leur thèse dans une université ou école géographiquement distante de celle où ils ont préparé leur master, avec une priorité forte sur les candidats ayant fait leurs études à l’étranger. L’institut s’attachera à coopérer avec les grandes écoles et universités fran-çaises partenaires pour mettre sur pied des formations de type masters bilingues français-anglais, permettant d’accueillir en France des étudiants non francophones. Cette orientation particulière vers les titulaires de diplômes étrangers portera également sur le programme d’accueil postdoctoral.Faciliter les coopérations scientifiques avec les meilleures équipes internationales, favo-riser toutes les formes de mobilité des cher-cheurs constituent des facteurs puissants

4.2 Renforcer l’attractivité de l’institut

Act ions


pour accroître l’attractivité : les programmes mis en place ces dernières années – Équipes associées (qui promeut des collaborations avec des universités étrangères en apportant un support financier permettant notamment d’organiser des visites croisées et des ateliers communs), Sabbatiques (séjours de longue durée pour les chercheurs) et Explorateurs (missions courtes pour les chercheurs, post-doctorants et doctorants) – seront poursuivis et renforcés. La mobilité des scientifiques de ou vers les universités et les entreprises, après s’être sensiblement développée ces dernières années, a récemment eu tendance à ralentir. En s’appuyant sur les dispositions réglemen-taires existantes ou à venir, et aussi en tirant le meilleur parti du dynamisme économique propre au secteur des STIC, l’institut mettra tout en œuvre pour la relancer par des mesures d’incitation et d’accompagnement ; il est prêt, en accord avec ses autorités de tutelle, à être « expérimentateur » sur ce plan. La politique d’accueil conduite par l’INRIA depuis huit ans s’est révélée très positive, en termes aussi bien d’ouverture pour les équipes de l’institut que de débouchés pour les scien-tifiques et ingénieurs qui en ont bénéficié. L’ambition pour les prochaines années est de la renforcer encore, dans tous ses aspects : accueil en détachement de titulaires des univer-sités et des grands corps techniques de l’État sur des projets scientifiques précis, contrats « d’ingénieurs associés » pour des jeunes diplômés, accueil temporaire de spécialistes du monde industriel ou académique. Pour ce qui est de l’attrait des positions permanentes au sein de l’institut, à côté des facteurs essentiels que sont le dynamisme des équipes, l’interac-tion avec le monde économique, la qualité des conditions de travail, la souplesse de l’organi-sation, l’efficacité du support à la recherche, l’attention devra également être portée sur les déroulements de carrière et sur l’amélioration des rémunérations et régimes indemnitaires. Des mesures ont été récemment mises en place – concernant par exemple les règles relatives à l’avancement ou les « indemnités spécifiques pour fonctions d’intérêt collectif », permettant d’accompagner les prises de responsabilité – et d’autres ont été évoquées dans le cadre de l’élaboration du Pacte pour la recherche. Là aussi, si l’occasion s’en présente, l’institut est prêt à être expérimentateur.

Cet objectif d’attractivité renforcée devra être au cœur des activités de communication externe de l’institut. Celles-ci devront aller bien au-delà de l’information sur l’institution et ses atouts. La recherche en informatique et en mathématiques appliquées, si elle est à la base d’évolutions qui transforment aujourd’hui profondément le fonctionnement social, reste en effet largement ignorée des citoyens. Cette méconnaissance et, parfois, la défiance de l’opinion publique sont un problème pour la recherche scientifique en général mais elles le sont encore plus fondamentalement pour l’informatique et l’automatique, communé-ment perçues comme un « outillage », utile ou redouté, et non comme des disciplines scien-tifiques. Ce constat est encore plus préoccu-pant lorsqu’il s’applique aux jeunes, dont des études récentes soulignent une désaffection croissante pour les matières scientifiques. Combler ce retard d’image constitue un enjeu pour l’institut : c’est le rôle des scientifiques d’ouvrir cette « boîte noire » et de faire, auprès d’un large public, la pédagogie des recherches conduites dans le domaine.La communication externe de l’institut s’orien-tera par conséquent en priorité vers le public non scientifique, et vers les jeunes, en contri-buant à combler leur déficit de connaissance sur la recherche en informatique. Parmi les actions qui seront mises en œuvre, on veillera particulièrement à renforcer la présence de l’institut et de ses chercheurs dans les grands medias, à amplifier la vulgarisation scientifique sur le site web de l’INRIA, et à organiser des événements dédiés aux recherches en STIC. Pour toucher efficacement le public jeune, l’institut s’attachera aussi, dans les quatre prochaines années, à diffuser la culture scien-tifique dans les collèges et les lycées (cf. § 4.�.5). Une attention spécifique sera également portée à l’information des décideurs français et européens sur les résultats des recherches et sur les actions de transfert.

Le rayonnement et l’attractivité de l’INRIA dans la communauté scientifique internationale sont et resteront des critères majeurs de ses succès et de sa capacité à dynamiser la recherche nationale.


Les orientations scientifiques des

centres de recherche de

l’INRIA

Les huit centres de recherche de l’INRIA, dont la description succincte est donnée au chapitre 1 (cf. § 1.3), s’inscrivent dans les orientations stratégiques de l’institut selon les lignes de force données dans les encarts des pages suivantes.

LecentrederechercheINRIABordeaux-SudOuest Les compétences du centre de recherche INRIA Bordeaux - Sud Ouest seront mobilisées en appui des thèmes portés par le pôle de compétitivité Aerospace Valley ; l’INRIA entend définir son développement à Bordeaux en liaison forte avec ce pôle. Des partenaires industriels et académi-ques seront également étroitement associés. On peut citer par exemple Total, Safran/Turbomeca, Thales, Rhodia, le CEA (en particulier dans le cadre du programme de recherche autour du Laser Mégajoule), France Telecom, EDF, Airbus, SNCF, etc. directement, mais aussi au travers du pôle Aerospace Valley. Les capacités de déve-loppement du centre et les partenariats engagés permettent d’envisager une croissance d’au moins 50 % dans les quatre ans à venir. Bénéficiant de compétences locales de premier plan et d’apports extérieurs importants, les grandes priorités thématiques du centre sont les suivantes :

Modélisation, calcul et systèmes parallèles MOdéLISeR–SCIeNCeSNuMéRIqueSLa simulation en vraie grandeur de systèmes complexes, physiques, chimiques, géologi-ques, biologiques ou médicaux repose sur des concepts et techniques élaborés à partir de l’informatique et des mathématiques. Ces développements méthodologiques, conduits en interaction forte avec les secteurs applica-tifs, en particulier industriels, impliquent une forte interdisciplinarité et une mise au point optimisée permettant l’utilisation efficace de plates-formes de calcul haute performance. La résolution constructive des questions algorith-miques posées, l’étude et la mise en œuvre des systèmes séquentiels et parallèles en présence

éventuelle de virtualisation, permettront d’aller vers des modélisations plus fidèles, interactives et rapides. La modélisation du comportement de machines autonomes interagissant avec leur environnement sera aussi développée, en rela-tion avec les partenaires locaux de recherche en cognitique et en robotique.

Simulation et visualisation INteRAgIRLe traitement des questions liées à la visualisa-tion multi-échelle d’informations exogènes ou créées par simulation repose sur des recher-ches en algorithmique et en représentation graphique et sonore (qui dépendent du contexte de rendu qui pourra aller du téléphone mobile jusqu’au dispositif avancé de réalité virtuelle �D). Ces méthodes couplées aux simulations scientifiques par des environnements de pilo-tage conduisent à des chaînes de traitement interactives qui sont les premières briques des plates-formes numériques que développent les industriels. Les problèmes liés à la représen-tation des données et à leur transfert sont des enjeux très importants dans ces dispositifs.

Systèmes formels PROgRAMMeRQue ce soit à des fins de déduction ou de sémantique en langage naturel pour la linguis-tique computationnelle, ou dans des environ-nements de programmation intégrant preuves et programmes, les systèmes formels sont au centre des thématiques de plusieurs équipes. Les recherches concernent l’étude de logiques linéaires, du premier ordre ou d’ordre supérieur, et les mécanismes de déduction et de preuve associés. Les questions de modularité et d’or-chestration de composants de base pour la programmation de systèmes et la preuve dans des contextes nécessitant sûreté et sécurité seront développées.


Act ions


Le centre de recherche INRIA Grenoble - Rhône-Alpes met en avant trois thèmes scientifiques importants sur lesquels son investissement doit être poursuivi pour rester au meilleur niveau, et s’inscrire dans les très fortes dynamiques régionales exprimées notamment par les pôles de compétitivité à vocation mondiale : déve-loppement des volets micro et nanotechnolo-gies pour lesquels les aspects logiciels seront déterminants, et modélisation pour la biologie et la santé sur le site lyonnais. Sur ce site, les équipes du centre participent au réseau théma-tique de recherche avancée « innovations en infectiologie » à Lyon. Les trois grandes priorités thématiques du centre sont les suivantes :

Maîtriser des ressources dynamiques et hétérogènes : des systèmes embarqués aux infrastructures de calcul et de communication COMMuNIqueR–INgéNIéRIeNuMéRIqueLa conception et l’exploitation de systèmes inté-grant du logiciel ont connu des bouleversements avec la fin du modèle rassurant d’un programme fixe, s’exécutant sur une architecture bien définie. Désormais, des systèmes embarqués sur puce aux grilles de calcul, en passant par les réseaux auto-organisés, les environnements de déploie-ment de logiciel sont devenus très contraints, dynamiques, et hétérogènes. La conception de logiciels fiables, adaptés aux contraintes des microsystèmes communicants, implique une prise en compte des interfaces matériel-logiciel et des architectures ainsi que la mise en œuvre de techniques avancées de compilation et de vérification. Pour l’optimisation des infrastructures informatiques, l’algorithmique et l’ordonnan-cement sont au cœur du développement des systèmes distribués, des architectures pair-à-pair et des réseaux de capteurs.

Modéliser et simuler des phénomènes multi-échelles et multi-composants MOdéLISeR–SCIeNCeSNuMéRIqueSUn grand nombre de phénomènes, qu’ils soient naturels (de la géophysique aux sciences du vivant) ou artificiels (effets lumineux, mouve-ment de systèmes robotisés), présentent la caractéristique d’être multi-échelles (ils se déroulent sur plusieurs échelles de temps ou d’espace) et multi-composants (ils font inter-venir plusieurs systèmes en interaction). Qu’il s’agisse d’en fournir une explication ou d’en produire une instance virtuelle, leur modélisation et leur simulation soulèvent ainsi des questions algorithmiques et numériques communes. Les domaines informatiques concernés couvrent un large spectre d’activités, allant de la représen-tation et l’assimilation de données à la modé-lisation probabiliste et à l’étude des systèmes dynamiques. Une question générale importante concerne le couplage de modèles permettant de rendre compte de la complexité des phéno-mènes en jeu. Enfin, une caractéristique impor-tante de cette activité est qu’elle nécessite, dans chacun de ses domaines d’application (physique, biologie, médecine…), d’étroites collaborations pluridisciplinaires.

Percevoir et interagir avec des environnements réels et virtuels INteRAgIRLe développement d’outils au service des activités humaines implique la maîtrise de l’acquisition de données, de leur traitement (compréhension, catégorisation et hiérarchisa-tion) et de l’action sur l’environnement extérieur. La compréhension des processus de perception multi-sensorielle ou de cognition permet d’aug-menter les capacités d’interaction, dans les deux sens, entre l’utilisateur ou un système automatisé et des environnements réels ou virtuels.

LecentrederechercheINRIAgrenoble-Rhône-Alpes



LecentrederechercheINRIALille-Nordeurope

Le centre de recherche INRIA Lille - Nord Europe conduira son développement dans l’affirmation de la politique partenariale, sur le parc scientifique de la Haute borne qui sera le centre de gravité géographique de ce développement. Des équipes-projets pourront être créées en commun avec d’autres établis-sements de la région, voire des universités européennes voisines, dans la perspective d’une croissance de 50 % dans les cinq ans à venir. Les pôles de compétitivité (le pôle I-Trans sur les transports terrestres et tout particuliè-rement le pôle des Industries du commerce) et le campus interdisciplinaire de recherche et

d’innovation technologique autour de l’in-telligence ambiante inscrit dans le CPER

constitueront un axe privilégié de développement scientifique et de

partenariat avec les entreprises. Les orientations scientifiques

prioritaires du centre sont les suivantes :

Infrastructures logicielles pour l’intelligence ambiante COMMuNIqueRUn enjeu important dans le contexte du centre est celui des systèmes ambiants, transparents, adaptables et faciles à déployer. Ces systèmes interagiront avec l’homme selon une variété de modalités de plus en plus naturelles, en parti-culier grâce à une dissémination de capteurs. Les objectifs scientifiques se focaliseront sur la résolution des problèmes d’auto-organisa-tion, de coopération d’un grand nombre de dispositifs, ambiants ou personnels, de prise en compte de ressources limitées (énergie, mémoire, faible coût) selon une approche de conception conjointe matériel-logiciel. Par ailleurs, ces systèmes doivent être sûrs, évolu-tifs et interopérables, ce qui nécessite des avancées dans les domaines des méthodes formelles, des supports d’exécution et des intergiciels. Les applications dans les services seront privilégiées, notamment en relation avec le pôle Industries du commerce.

Modélisation du vivant, interactions avec le vivant MOdéLISeR–SCIeNCeSNuMéRIqueSL’approche multi-échelles et multi-modèles de la réalité virtuelle et augmentée permettra de développer des plates-formes de plus en plus réalistes en matière de simulateurs médi-caux. Par ailleurs, les collaborations avec les biologistes, tant sur les réseaux de régulation qu’en génétique comparative, combineront l’algorithmique de la bioinformatique et les méthodes issues du calcul numérique comme du calcul symbolique et des statistiques.

Modélisation et simulation MOdéLISeRLes objectifs portent ici sur la résolution de problèmes touchant en particulier à l’environne-ment et à l’électromagnétisme. On développera des techniques génériques de modélisation, discrètes et continues, ainsi que des techniques d’apprentissage, d’identification et de contrôle par des méthodes algébriques.

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LecentrederechercheINRIANancy-grandest

Le centre de recherche INRIA Nancy - Grand Est souhaite, sur le pôle nancéien, finaliser avec les universités partenaires la réflexion en cours sur les évolutions d’organisation permettant un développement harmonieux de la recherche en STIC, dans le respect des politiques scientifiques des différents établis-sements. Tout en continuant à soutenir les thématiques de recherche en informatique qui font sa force en Lorraine, l’institut aura à cœur de développer son potentiel en mathé-matiques appliquées, en automatique et dans les thématiques pluridisciplinaires situées à la confluence des STIC et d’autres secteurs scientifiques, notamment les sciences du vivant, la physique et les sciences humaines et sociales. Le centre souhaite développer son rayonnement dans la grande région, notam-ment à Strasbourg, Metz et Besançon ; il vise la création à moyen terme d’équipes-projets communes transfrontalières. Tous ces axes de développement auront comme principales lignes directrices l’excellence scientifique au meilleur niveau international et le développe-ment des thématiques prioritaires. Le centre de recherche INRIA Nancy - Grand Est développera prioritairement ses activités suivant trois orientations :

Cognition : Perception, langue et connaissance INteRAgIRLa modélisation et l’analyse computationnelle des capacités cognitives qui nous rendent humains – notre capacité à percevoir, raisonner, communiquer et utiliser de l’information – est un domaine où Nancy a acquis une reconnais-sance internationale. Les recherches portent notamment sur le traitement automatique des langues, le traitement de la parole, l’ex-traction d’informations sémantiques dans de grandes masses de données multimédia, la robotique autonome, l’apprentissage à base de modèles statistiques, la réalité augmentée, le travail collaboratif, le développement de modèles numériques dans un cadre immersif ou interactif.

Simulation, optimisation et contrôle des systèmes complexes MOdéLISeR–SCIeNCeSNuMéRIqueSLa complexité et la taille des systèmes réels que l’on veut modéliser, simuler ou contrôler pose de vrais défis scientifiques. Réaliser des avancées sur ce sujet nécessite un haut niveau de compétences conjuguées sur les méthodes de calcul intensif et l’informatique, sur la théorie mathématique du contrôle et de l’optimisation. On vise ici le développement de méthodes et d’outils permettant l’identification, le contrôle et l’optimisation des systèmes couplant des dynamiques différentes (continue et discrète, de dimension finie et de dimension infinie) et de grande taille. Les recherches porteront notam-ment sur des systèmes issus de la physique de plasmas (projet ITER), les méthodes numé-riques rapides pour l’informatique graphique, la visualisation scientifique ou la conception et la commande des robots autonomes, en particulier biomimétiques.

Sûreté et sécurité des systèmes informatiques PROgRAMMeR–INgéNIéRIeNuMéRIqueLes questions de la sûreté et de la sécurité des systèmes intégrant du logiciel jouent un rôle primordial pour l’adoption des systèmes numériques dans un contexte économique, juridique et sociétal. Les systèmes en jeu peuvent être logiciels, matériels ou hybrides, comme par exemple les systèmes embarqués ou l’infrastructure informatique. Les recherches portent sur la conception sûre et la certifica-tion de logiciels et de protocoles, la vérifica-tion du bon fonctionnement et des garanties concernant l’utilisation de ressources, les performances nécessaires pour un niveau de service acceptable, les questions liées à la sécurité informatique, ainsi que les techniques de prévention, de détection et de protection contre les attaques des réseaux et services distribués.



LecentrederechercheINRIAParis-Rocquencourt

Le centre de Paris-Rocquencourt est aujourd’hui un acteur majeur de la recherche en Île-de-France. Le centre participe activement aux pôles de compétitivité CapDigital, Mov’eo et System@tic ainsi qu’aux réseaux thémati-ques de recherche avancée (RTRA) Digiteo et Sciences mathématiques de Paris. Nombre de

ces collaborations se font en synergie étroite avec l’autre centre de recherche INRIA

situé en Île-de-France, à Saclay.L’objectif principal du centre

de recherche INRIA Paris-Rocquencourt est d’être un

acteur majeur des grandes évolu-tions scientifiques et technologiques

dans les trois thèmes de recherche suivants :

Réseaux et systèmes de communication COMMuNIqueRLe Web, les réseaux mobiles, les systèmes pair-à-pair, les grilles de calcul, ou encore les bornes d’accès haut débit, s’appuient sur des infrastructures de réseaux de plus en plus denses et sophistiquées. Le centre entend contribuer de façon majeure à la conception de ces réseaux ainsi qu’à l’optimisation de leurs performances. Un des objectifs géné-raux des recherches est de garantir la diffu-sion de l’information de façon rapide, fiable, distribuée, et à coût minimal en tout point du réseau considéré. Les travaux portent en particulier sur la conception et l’analyse mathématique des algorithmes distribués, sur l’impact de la mobilité par les protocoles associés et sur l’utilisation des mesures pour en assurer le contrôle.

Logiciels fiables et sécurité PROgRAMMeRNotre environnement quotidien s’enrichit chaque jour de produits technologiques contenant une part importante et souvent invisible de logiciel – de la carte à puce au téléphone cellulaire, de l’automobile à l’avion, du cabinet médical à la salle d’opération. Le centre travaille sur les outils qui permettront de concevoir plus rapidement des logiciels de qualité toujours plus efficaces et fiables. Ses recherches portent sur les langages de haut niveau et l’analyse de programmes, la spécification et la validation de logiciels, la résolution de contraintes. Elles concernent aussi des solutions algorithmiques fiables et performantes en informatique et calcul numé-rique, menant à des logiciels de qualité large-ment diffusés, en particulier pour la conception et la simulation en ingénierie.

Modélisation du vivant et de l’environnement MOdéLISeR–SCIeNCeSNuMéRIqueSLes nouvelles techniques en biologie expéri-mentale, les remarquables progrès en imagerie médicale, les énormes quantités de relevés satellitaires et le déploiement intensif de capteurs pour surveiller les écosystèmes à toutes les échelles, nécessitent de structurer et contrôler des ensembles de données gigan-tesques. Pour que ces avancées puissent être pleinement exploitées par les spécialistes des domaines considérés, des modèles mathéma-tiques complexes doivent être développés et analysés, et des méthodes formelles issues de l’informatique sont nécessaires pour valider et gérer ces modèles. Le centre travaille en particu-lier sur le couplage de modèles et de données, la modélisation et simulation d’organes (comme le cœur) ou d’ensembles cellulaires (développe-ment de tumeurs), ou encore la prévision des évolutions de la biosphère et des sols.

Act ions


LecentrederechercheINRIARennes-BretagneAtlantique

Le centre de recherche INRIA Rennes - Bretagne Atlantique compte poursuivre sa politique de partenariat engagée de longue date avec les établissements d’enseignement supérieur et les EPST présents localement. Tout en confortant ses points forts, il envisage aussi de développer des actions de recherche importantes aux interfaces des STIC, des autres disciplines scientifiques et des domaines d’application stratégiques. La triple convergence informa-tique – télécommunications - multimédia est en particulier un domaine d’investigation privilégié du centre. Cela se traduit par de nombreuses actions de collaboration avec des partenaires industriels et applicatifs de ce secteur, tant au plan régional (pôle Images & réseaux), national (projets ANR) qu’international. Le centre est également fortement impliqué dans les programmes européens (une quarantaine de projets dans le �e PCRD, avec la responsabilité de coordination de trois projets).Le centre de recherche met en avant trois grandes thématiques prioritaires :

Maîtrise des réseaux et des systèmes distribués à très grande échelle COMMuNIqueR–PROgRAMMeRIl s’agit d’étudier et de concevoir des logiciels, de nouveaux modèles de calcul et de program-mation pour des infrastructures distribuées dont les éléments peuvent n’avoir qu’une connaissance partielle du système du fait de sa

taille, de sa « nomadicité » éventuelle, de son hétérogénéité et de sa « dynamicité ».

Cela implique notamment d’étu-dier des mécanismes logiciels qui virtualisent l’accès aux ressources

au sein des grilles informatiques, et de nouveaux algorithmes de tolérance

aux fautes dans les systèmes dynamiques. Plus généralement, ces systèmes à grande échelle posent de nouveaux défis en termes de gestion, de surveillance et de sécurité.

Conception, analyse et compilation de logiciels embarqués PROgRAMMeR–INgéNIéRIeNuMéRIqueL’objectif est d’étudier des nouveaux para-digmes, fondés en particulier sur les notions de modèle, d’aspect, de contrat et de compo-sants pour la conception et la validation de logiciels embarqués, dont l’importance croît dans des domaines d’application variés tels que les transports et les télécommunications. Il est nécessaire d’améliorer et d’intégrer les méthodes d’analyse de programme et de test afin de garantir la sûreté des logiciels. Le problème de la modélisation et de l’optimisation d’aspects extra-fonctionnels (temps, mémoire, énergie) sera particulièrement exploré, dans un continuum allant des systèmes statiquement déterminés aux systèmes dynamiquement adaptatifs.

Images et données multimodales : des méthodologies aux usages INteRAgIR–MédeCINeNuMéRIqueLes images et autres médias sont très largement présents dans un nombre crois-sant de contextes professionnels et grand public (comme les mobiles ou le Web dans le multimédia) ainsi que dans divers domaines scientifiques (médecine, biologie, physique, etc.), avec, de plus, l’apparition de nouvelles modalités ou de réseaux de capteurs. Parmi les défis importants ainsi posés, on retiendra notamment : la communication, la protection, l’exploitation de contenus relatifs aux images, vidéos et données multimodales, l’élabora-tion d’environnements virtuels interactifs, le couplage des images et de modèles physiques ou biologiques en relation avec les sciences du vivant et de l’environnement.


Le centre de recherche INRIA Saclay - Île-de-France

Les développements à venir seront fortement couplés avec l’activité du pôle de compétitivité System@tic, et s’inscriront dans le cadre des coopérations du RTRA Digiteo fondé par le CEA, le CNRS, l’INRIA, l’École polytechnique, l’université Paris-sud et l’École supérieure d’électricité, en synergie étroite avec le centre de recherche Paris-Rocquencourt. Enfin le centre de recherche INRIA Saclay - Île-de-France développera également des relations fortes avec le CEA et ses partenaires dans le cadre du projet NeuroSpin d’imagerie du cerveau qui s’inscrit dans le contexte du pôle de compétitivité MediTech.Le centre de recherche INRIA Saclay - Île-de-France développera prioritairement ses activités suivant trois orientations :

Sécurité et fiabilité des logiciels PRogRAmmeRRendre les composants critiques des systèmes informatiques plus sûrs requiert le développe-ment de modèles avancés pour la sécurité et de méthodes d’analyse de programmes qui sont supportés par des outils permettant le passage à l’échelle. Les travaux s’appuient sur des connaissances mathématiques avancées : courbes elliptiques pour la cryptographie, théorie des types comme support pour des

preuves par ordinateur, modèles probabi-listes... L’objectif est de proposer des

méthodes et outils permettant d’aug-menter la confiance des utilisa-

teurs dans les technologies numériques en s’appuyant

sur une approche m a t h é m a t i q u e

rigoureuse.

Calcul haute-performance et connaissances distribuées sur le Web CommuNIqueRLa miniaturisation et la multiplicité des compo-sants de calcul ou de stockage est source de changements profonds dans la manipu-lation de données et les modèles de calcul. Les données peuvent venir de réseaux de capteurs ou de ressources distribuées sur le Web. Retrouver et organiser ces données demande de concevoir de nouvelles méthodes d’exploration et de restitution, s’appuyant en particulier sur des techniques d’apprentissage ou des modèles innovants d’interaction. Les capacités de calcul s’accroissent mais reposent sur des composants hétérogènes, dynamiques et distribués. Leur exploitation pour le calcul haute-performance requiert de développer de nouveaux modèles de calcul, en particulier le modèle de grille et de nouvelles architectures. Elle soulève de nouvelles questions : efficacité, tolérance aux pannes, nouveaux algorithmes et modèles de programmation.

Modélisation, simulation et optimisation de systèmes dynamiques complexes modéLISeRLes systèmes dynamiques complexes appa-raissent dans de nombreux domaines naturels (physique, biologie) ou artificiels (Internet). Leur modélisation peut être réalisée par des appro-ches variées (équations aux dérivées partielles, « systèmes évolutionnaires », modèles discrets ou continus, déterministes ou stochastiques, résolution numérique ou algébrique). Les prin-cipaux champs d’investigation concernent le traitement d’images, en particulier médicales, la reconnaissance de formes, la construction de modèles mathématiques d’évolution pour les plantes ou le vieillissement des organes ou la compréhension du fonctionnement du cerveau. Par ailleurs les questions d’optimisa-tion et de contrôle robuste de ces systèmes, ainsi que leur tolérance aux fautes, restent des problèmes difficiles.


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Le centre de recherche INRIA Sophia Antipolis - Méditerranée

Fort de la notoriété internationale de ses équipes de recherche, de sa présence dans les pôles de compétitivité de PACA (SCS, Pégase,

etc.) et de sa réussite dans les programmes ANR et européens, le centre de recherche

INRIA Sophia Antipolis - Méditerranée est un partenaire moteur au sein des

réseaux d’acteurs des territoires sur lesquels il intervient. Sur le

site de Nice-Sophia Antipolis, trois objectifs structurants sont affichés :

participer activement au Campus STIC avec l’université de Nice-Sophia Antipolis

(UNSA) et Eurecom pour en faire un pôle d’excellence, développer les synergies entre recherche en STIC et recherche en médecine, en particulier avec l’UNSA, le centre Antoine-Lacassagne et le CHU, collaborer activement avec le tissu associatif d’entreprises et être force de proposition auprès des industriels. Sur le site de Montpellier, le centre a pour objectif d’inscrire durablement sa présence en lien étroit avec l’INRA, le CIRAD et les partenaires du LIRMM. Un objectif structurant est de réussir l’implication de l’INRIA dans la fondation issue du RTRA Sciences agronomi-ques et environnement durable pour la création et le développement d’un programme sur la « plante computationnelle ».Le centre de recherche INRIA Sophia Antipolis - Méditerranée développera prioritairement ses activités suivant trois orientations :

Communication et calcul omniprésents CoMMuNIqueRLe bon fonctionnement des réseaux, des entités mobiles et la transparence de leurs usages constituent des enjeux vitaux dans la mesure où les services et applications qui les utilisent requièrent un réseau omniprésent, sûr et fiable. Le développement et l’exploitation des réseaux hétérogènes complexes s’appuient sur l’algorithmique, la conception de protocoles, l’évaluation des performances, la simulation, les méthodes formelles et les plates-formes d’expérimentation. Les recherches du centre portent sur les problèmes relatifs à la sécurité, à la confiance et à la robustesse, aux nouvelles architectures de réseaux (réseaux-sur-puce, pair-à-pair, réseaux auto-organisés, réseaux

de recouvrement, grilles) et à la découverte de ressources, ainsi qu’à l’intégration de connais-sances et de services dans des réseaux de communauté à travers le Web sémantique.

Médecine et biologie computationnelles MédeCINe NuMéRIque – SCIeNCeS NuMéRIqueSL’objectif est de concevoir, mettre en œuvre et contrôler des modèles numériques et informa-tiques de systèmes vivants aussi variés que des écosystèmes microbiens, des organes du corps humain ou une forêt, et d’en identifier les paramètres grâce à des mesures multimodales (imagerie, signaux biologiques, biochimiques). Les recherches impliquent l’étude et le déve-loppement de nouveaux outils mathématiques et algorithmiques en collaboration avec la biologie, la médecine, la physique et la chimie. Le centre se focalisera sur la modélisation computationnelle de systèmes biologiques, anatomiques et physiologiques, l’imagerie et la robotique médicales pour l’assistance au diagnostic et à la thérapie personnalisée, les neurosciences computationnelles et la modé-lisation des plantes et des écosystèmes dans une perspective de développement durable.

Modélisation, simulation et interaction avec le monde réel ModéLISeR – INteRAgIRBien établies dans les processus industriels sophistiqués (spatial, transport, énergie, etc.), la modélisation et la simulation numérique vont être de plus en plus utilisées dans des secteurs variés (gestion du risque, sécurité industrielle, urbanisme, intervention chirurgicale, rééduca-tion fonctionnelle, jeux, etc.). Pour nombre de ces domaines, la dimension supplémentaire de l’interactivité est fondamentale. Les processus d’interaction entre virtuel et réel sur des niveaux aussi bien physiques que cognitifs nécessitent la création et le rendu audiovisuel d’environne-ments virtuels ou augmentés ainsi que la réali-sation des conditions haptiques d’interaction temps-réel avec les utilisateurs intégrant des conditions de leur évaluation. La robotique est aussi un domaine où la modélisation et la simulation jouent un rôle croissant, y compris sur le volet interaction robot - humain, en vue notamment du développement de la robotique de service ou de la robotique de rééducation dans des espaces immersifs.


Recherche, développement

et transfert

4.34.3.1L’organisation

delarecherche

L’INRIA réaffirme le caractère fondamental de son modèle d’organisation en équipes-projets, modèle largement reconnu, cité en exemple et adopté par divers autres orga-nismes étrangers. Une équipe-projet est un groupe de taille limitée (de 10 à 25 personnes environ), avec des objectifs scientifiques et un programme de recherche clairement définis, sur une thématique focalisée et une durée fixée. Elle est animée par un leader scientifique qui a la responsabilité de coordonner les travaux de l’ensemble de l’équipe. L’INRIA attache une grande importance à l’existence d’ob-jectifs partagés par tous les membres d’une équipe-projet et au leadership scientifique des chefs de projets, à qui il revient de proposer les objectifs qui seront fixés pour le projet et de veiller à la focalisation de ses activités.Cette organisation a de nombreux avantages auxquels l’institut est très attaché. En promou-vant la dimension collective de la recherche et en regroupant les chercheurs au sein d’équipes dont les objectifs sont bien identifiés, elle accroît la visibilité et l’impact des travaux menés au sein de l’institut. D’une grande souplesse, elle permet une bonne réactivité, que l’institut a encore accrue ces dernières années en augmentant le taux de renouvel-lement de ses équipes-projets de recherche. Les équipes-projets sont présentes sur les trois fronts de la production de connaissances, du développement de technologies et du transfert. Elles sont évaluées sur toutes ces dimen-sions. L’articulation entre savoir et dévelop-pement technologique répond non seulement aux attentes sociétales, mais également aux besoins de la recherche scientifique. Pour compléter efficacement son organisation en équipes-projets, l’institut renforcera ses moyens de coordonner les activités et les projets de ses huit centres de recherche (voir les encadrés de ce chapitre qui situent les priorités de chaque centre relativement aux axes stratégiques du plan). Cette coordination passe par des actions d’animation scientifique, des actions transversales de recherche ou de développement, et des actions d’envergure nationale. Il est essentiel en particulier de renforcer ce dernier type d’actions, en conju-guant les travaux de plusieurs équipes-projets

et éventuellement de partenaires extérieurs, par exemple autour des jalons définis dans ce plan, et autour de projets intégratifs et/ou pluridisci-plinaires qui visent des jonctions ambitieuses, en connaissances et en développements. Pour mieux préparer les nécessaires évolu-tions thématiques de ses activités, l’institut sera attentif à aider les chercheurs qui, après l’arrêt d’une équipe-projet, réfléchissent à rejoindre des équipes existantes ou en train de se former, en particulier ceux qui sont prêts à infléchir leurs thèmes de recherches vers les orientations prioritaires de sa politique scientifique. L’INRIA veillera à favoriser l’auto-nomie des jeunes chercheurs, notamment en leur donnant des possibilités de mobilité ou d’encadrement, en leur permettant de piloter des actions de recherche collaborative ou des actions exploratoires. Sur ce dernier point, l’institut encouragera l’émergence de nouvelles activités de recherche, en rupture relativement aux thématiques bien établies du domaine.L’INRIA améliorera ses outils organisationnels pour construire une vision globale de ses recherches et de ses activités de dévelop-pement et de transfert technologique et pour mettre en œuvre sa politique scientifique et technologique. Les nouvelles missions des directions scientifiques, le rôle de coordina-tion globale joué par le délégué général à la recherche et au transfert pour l’innovation, ainsi que la mise en place d’un observatoire des activités scientifiques de l’institut sont des éléments essentiels pour y parvenir.

4.3.2Ledéveloppement

technologique

Le développement technologique prend une place de plus en plus importante dans la recherche en STIC, aussi bien pour répondre aux besoins propres de la recherche, dans le processus de production de connaissances, que pour répondre à des enjeux économiques et sociaux et aux demandes industrielles dans le cadre d’une politique de transfert et d’inno-vation. Pour l’INRIA, dont la mission couple étroitement recherche et transfert, le dévelop-pement technologique est central. En STIC, l’objet de recherche devient en effet de plus en plus complexe ; il nécessite des expérimentations à vaste échelle pour

4.� Recherche, développement et transfert

Act ions


appréhender les vrais problèmes, pour élaborer et valider des modèles réalistes. Ainsi, dans l’étude des grilles et architectures de calcul à large distribution, il est difficile de simuler le comportement de milliers de machines hétérogènes et leurs interconnexions. Il faut réaliser des plates-formes d’expérimenta-tion pour pouvoir, en grandeur réelle, appro-cher les problèmes et qualifier les solutions. De même, la conception et l’évaluation de nouvelles architectures de réseaux requièrent des plates-formes réalistes, facilement confi-gurables, qui impliquent de vrais utilisateurs, et qui permettent des analyses comparatives et un contrôle des conditions d’expérimenta-tions. La recherche en robotique ne peut se faire qu’avec des robots et des environnements d’expérimentation ouverts. Les besoins de développement technologiques et de plates-formes d’expérimentation sont également présents dans d’autres priorités de l’institut, de l’étude des vulnérabilités des systèmes informatiques à la réalité virtuelle. Enfin, de nombreuses thématiques de ce plan straté-gique, en particulier en ingénierie numérique, en sciences ou en médecine numériques, nécessitent le déploiement de capteurs, d’ac-tionneurs, d’instrumentations spécifiques et de processeurs embarqués en des expérimenta-tions conséquentes.Pour tous ces domaines, l’institut développera ses plates-formes expérimentales, éventuel-lement en association avec d’autres orga-nismes tels que le CEA, le CNRS, l’INRA ou l’INSERM, quand la pluridisciplinarité ou les enjeux nationaux ou internationaux le justi-fient. Ces plates-formes seront ouvertes à la communauté scientifique nationale. L’effort en développement de ces plates-formes dépasse, bien entendu, le seul investissement en équipe-ments disponibles sur étagères. Il implique des développements technologiques conséquents, principalement, mais pas uniquement, sous la forme de logiciels.

Les moyens mis en œuvre L’institut va accroître son investissement, en particulier en moyens humains, pour soutenir les développements technologiques de ses équipes. Les principaux dispositifs qui vont venir en appui de cette stratégie sont diversifiés.L’amplification du soutien au développement sera réalisée par le renforcement des services

d’expérimentation et de développement (SED), à travers une forte augmentation du nombre de permanents et du nombre de postes d’accueil au sein de ces services. Ces ingé-nieurs seront intégrés dans les équipes-projets pour participer activement à leurs développe-ments logiciels et expérimentaux. En complé-ment de ces actions collaboratives avec les équipes-projets, les SED prendront également en charge la réalisation, le déploiement ou la mise à jour d’outils génériques pouvant favo-riser une meilleure pratique de développement logiciel dans l’institut, comme les « forges » ou les plates-formes de portage.Les actions de développement technologi-ques (ADT) constituent un nouvel instrument au sein de l’INRIA. Une action de dévelop-pement technologique obéit à une logique et à une dynamique de projet collaboratif ; elle est à la jonction des équipes-projets et des services de développement. Elle s’appuie sur des ressources scientifiques, au sein des équipes-projets, et des ressources techniques, humaines et expérimentales, qui sont gérées par les SED. L’action de développement tech-nologique est définie et menée conjointement par une ou plusieurs équipes-projets et un ou plusieurs SED, le porteur et responsable de l’action restant (sauf exception) un scientifique. L’action pourra être menée conjointement avec des partenaires de l’INRIA selon des modalités qui seront fonction de la nature de l’action et du partenaire. Le programme des opérations de dévelop-pement logiciel (ODL) est un élément de la politique de valorisation et de transfert techno-logique de l’INRIA. Il a pour objectif de renforcer le développement et la diffusion de logiciels de qualité issus des projets de recherche de l’INRIA, et d’en accroître l’impact technolo-gique. Il consiste à apporter un complément de ressource de développement aux équipes-projets en « ingénieurs associés » pour une période de deux ans. Ce programme sera poursuivi.Les plates-formes expérimentales (PFE) sont des outils technologiques de recherche à la disposition de plusieurs équipes-projets. Les éléments logiciels et/ou matériels qui compo-sent une PFE sont génériques et partagés. La plateforme permet de mutualiser les coûts d’infrastructure, de fonctionnement et de mise à disposition, mais aussi de faciliter les parte-

Cyclope : capteur optique pour la réalité virtuelle et la réalité augmentée.


nariats entre équipes, de rendre l’accès plus facile via le support apporté, de permettre des développements plus ambitieux, et d’améliorer la visibilité des recherches. L’INRIA dispose déjà au sein de ses centres de plusieurs plates-formes expérimentales, en robotique, réalité virtuelle, vision par ordinateur, ou informatique distribuée. Pour répondre aux besoins scienti-fiques liés aux priorités stratégiques de l’ins-titut, en particulier aux jalons associés, il sera nécessaire d’en modifier certaines ou d’en créer de nouvelles, par exemple : une plateforme de calcul hautes performances pour la simulation, une remise à niveau des équipements de GRID 5000, ou une plateforme dédiée à l’étude de la sécurité des systèmes embarqués. On pourra également envisager des expérimentations plus ou moins lourdes sur les systèmes embarqués, les réseaux de capteurs, la robotique interactive, avec constitution de plates-formes selon les cas. Ces créations de plates-formes pourront se faire en partenariat ou s’inscrire dans des actions nationales ou internationales. Que ce

soit pour les plates-formes existantes ou à venir, on cherchera dans tous les cas à en rationaliser la gestion, par une politique coordonnée et une évaluation systématique de leur impact. Le support à la normalisation sera renforcé et étendu. L’activité de normalisation est très importante car elle apporte aux travaux de recherche une forte visibilité ; elle en favorise la diffusion dans le monde économique. Elle doit s’appuyer sur une activité de développe-ment permettant de soutenir les propositions de standardisation : réalisation de logiciels pour montrer la faisabilité et la pertinence et pour donner des références, parfois requises dans certains types de normalisation de fait. En plus de cet accompagnement, un support au portage de propositions auprès d’orga-nismes de normalisation sera proposé aux équipes-projets, principalement sous la forme de soutien en ingénieurs. En effet, l’institut est déjà très présent au sein d’instances de standardisation et de normalisation. C’est par exemple le cas dans le domaine des réseaux et des services de communication, ou dans celui du traitement des informations et des données multimédia. L’INRIA est membre de W�C, de l’OMG, de l’ETSI et de JCP. L’institut est également très actif au sein de l’IETF et l’ISO. L’INRIA renforcera sa présence dans ces organismes ainsi que dans les instances de décision des organismes de standardisation de fait, comme Eclipse.Enfin, la politique de protection et de valori-sation de la propriété intellectuelle, définie par la stratégie de transfert et d’innovation (cf. § 4.�.�), sera prise en compte explicitement dès les premières phases de chaque action de développement. Ceci permettra d’orienter si besoin des choix techniques (par exemple dans l’intégration de composants libres qui imposent par héritage leur type de licence), de mettre en place des partenariats éventuels, et des mesures initiales de protection et/ou de diffusion.

La mise en valeur de l’activité de développementIl est important que l’activité de dévelop-pement technologique puisse être bien appréciée et considérée comme une des composantes de la recherche en STIC, au même titre que la production de connais-sances traduites par des publications inter-


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nationales au meilleur niveau. Dans ce but, l’INRIA mettra en place, en partenariat avec d’autres organismes, des mécanismes d’évaluation des contributions technologiques, en particulier l’évaluation des développements de logiciels. L’objectif est de parvenir à une appréciation par les pairs de la pertinence, de l’originalité et de la qualité d’un logiciel. Cette évaluation vise à être reconnue dans la communauté, de façon similaire à la reconnaissance qui accom-pagne les publications scientifiques. Ainsi, les développements logiciels seront pris en compte de façon qualifiée dans l’évaluation des chercheurs et des équipes.

4.3.3Letransfert

technologiqueetl’innovation

L’INRIA associe en permanence l’excellence scientifique et le transfert technologique. L’institut a mené jusqu’à présent une poli-tique très active et volontariste sur le front du transfert et de la valorisation avec des succès significatifs, en particulier en matière de création d’entreprises innovantes. L’institut entend poursuivre une politique forte dans ce domaine, en tenant compte des évolutions significatives de l’environnement socio-écono-mique, des nouveaux défis et des enjeux des secteurs d’activités, de plus en plus vastes, qui le concernent.La R&D est aujourd’hui un facteur clé de la compétitivité. Les prises de position sur les marchés sont de plus en plus tirées par des avancées technologiques. Le management de l’innovation est désormais au cœur de tous les secteurs industriels impactés par les STIC. Dans ce contexte de ruptures technologiques et économiques, les interactions entre les unités opérationnelles des entreprises et la recherche fondamentale doivent être envisa-gées très en amont. Le transfert et l’innova-tion ne sont pas des fonctions en aval de la production de connaissances. Les actions de transfert doivent contribuer à l’identification et la formulation de problèmes pertinents et à anticiper sur les ruptures technologiques et économiques à préparer.Cette interaction en amont est fortement contrainte par des cycles de développement industriel de plus en plus courts, en particulier dans le secteur des STIC. Elle requiert une

vision partagée et une proximité des équipes aux divers niveaux du spectre d’activités allant de la recherche à la conception.Paradoxalement, les programmes de soutien à la recherche et au développement, tels que les programmes cadres européens, ceux de l’ANR ou des pôles de compétitivité, contrai-gnent aussi les possibilités d’interaction en amont nécessaires au transfert. En effet, ces programmes ont fortement dynamisé les activités de R&D en donnant lieu à de nombreuses actions collaboratives autour de développements précompétitifs ou d’outils d’intérêt commun. Les efforts faits par les équipes de R&D des entreprises dans le cadre de ces programmes ont eu pour effet un affai-blissement de leurs partenariats directs avec la recherche publique. Il est important que la politique de transfert de l’institut prenne en compte ces redistributions et y réponde en mettant en place des lieux d’interaction privi-légiés avec certains partenaires, en amont des participations communes aux programmes de soutien à la R&D. L’institut souhaite que ces partenariats bilatéraux, fondés sur des visions technologiques partagées, soient les points de départ de participations communes à des actions des programmes nationaux et européens, et non l’inverse.Par ailleurs, la politique de transfert de l’INRIA couvre bien certaines branches d’activités telles que les systémiers, les constructeurs d’infrastructures et les opérateurs de télé-communication. Mais l’institut doit investir plus fortement vers des secteurs industriels devenus essentiels dans sa stratégie. Il s’agit par exemple des secteurs des biotechnolo-gies, des technologies pharmaceutiques ou médicales, ou des secteurs de l’énergie et de l’environnement. On peut citer également le secteur des services dans les technologies de l’information. Les sociétés de service, peu présentes pendant longtemps sur le front de la R&D, sont en effet aujourd’hui médiatrices et forces de déploiement de technologies innovantes. Il est donc important de bien les intégrer à la politique de transfert de l’INRIA.Ces éléments d’analyse conduisent l’institut à adopter une stratégie de transfert proac-tive pour l’essaimage et le transfert direct, qui identifie les secteurs clés associés à ses priorités et adapte au mieux ses actions de


transfert à leurs spécificités, qui s’appuie sur des soutiens renforcés à ses équipes-projets pour le transfert, sur des réseaux de parte-nariat dans le cadre des pôles de compétiti-vité, et sur des programmes communs avec quelques partenaires stratégiques.

Une stratégie proactive de transfert Il s’agit d’identifier en amont, et au cas par cas, des voies candidates de transfert, de choisir, en adéquation avec des objectifs d’innovation à définir, les actions éventuelles de développement de la technologie cible et les modalités de transfert associés. Il y a donc des convergences à réaliser entre la cible d’innovation, la technologie candidate pour y répondre, et les actions de transfert et de valorisation à mettre en œuvre. Les trois directions de la recherche, du développement technologique, et du transfert et de l’innova-tion sont pleinement impliquées, conjointe-ment avec les partenaires de l’institut, dans l’élaboration de ces convergences complexes, lesquelles nécessitent des boucles d’interac-tion multiples entre la vision scientifique et les impératifs des demandes économiques et sociales.Les actions concrètes pour mettre en œuvre cette stratégie se déclineront naturelle-ment vers l’intérieur et vers l’extérieur de l’institut. En son sein, l’INRIA mettra en place des actions d’analyse des prospectives et des travaux de recherches en cours, en vue d’iden-tifier le plus tôt possible les actions de trans-fert potentielles, compte tenu des impératifs industriels. Ce travail de criblage sera réalisé par de petits groupes ouverts à des experts industriels et des innovateurs. Il donnera lieu à l’identification d’un portefeuille d’actions d’innovation, lesquelles se déclineront et s’affineront en termes d’actions incitatives de recherche, d’actions de développement technologique, d’actions amont de transfert, et éventuellement de protection intellectuelle. Le processus correspondant s’appuiera sur des mécanismes de suivi et de pilotage des actions d’innovation, ainsi que sur des outils de cartographie des compétences, de veille et de prospective. L’INRIA mettra également en place, en interne, un programme impor-tant de formation à l’entreprenariat et à l’innovation.

Les actions vers l’extérieur se concrétiseront en premier lieu vis-à-vis d’un petit nombre de partenaires avec lesquels l’institut pourra établir ces rencontres, très en amont, autour de visions et d’objectifs de transfert partagés. Il s’agit des partenaires stratégiques de l’ins-titut. La dimension stratégique d’un partenaire pour l’INRIA repose sur plusieurs attributs : sa capacité à apporter des problématiques de recherche pertinentes à l’institut, ses besoins en technologies innovantes pour garder une avance industrielle, ses possibi-lités de valorisation avec un fort impact des technologies INRIA. Avec les partenaires stratégiques, l’INRIA souhaite développer des actions programmatiques en participant aux différentes étapes du cycle d’innovation, de la définition des thématiques à la mise en œuvre des solutions dans les processus ou les produits, réalisés par le partenaire. Les actions pourront prendre des formes diverses, en particulier celles des laboratoires communs recherche – industrie.Les objectifs de transfert de l’INRIA ne s’ar-rêtent pas aux seuls partenaires stratégiques. La gestion du portefeuille d’actions d’inno-vation inclura naturellement la recherche de partenaires pour le transfert direct, et, bien entendu, pour l’essaimage.La création d’entreprises reste en effet un bras de levier important de la politique de transfert. La détection d’opportunités de création d’entreprises doit être la plus ouverte possible, afin de favoriser la rencontre entre des innovations de nature technique et des innovations dans les usages ou les applica-tions de la technologie. La définition d’un processus proactif de création d’entreprises sera facilité par un certain nombre d’outils, tels un espace de rencontre virtuel pour faire émerger des projets d’essaimage. Le renfor-cement des mécanismes de soutien à l’es-saimage, de suivi et d’accompagnement de ces projets durant leur phase d’incubation, afin de trouver des clients tests, et de faire la preuve du concept technologique et marke-ting, seront des points clés de l’action de transfert sur ce sujet. La politique de transfert direct est une autre composante de la stratégie volontariste développée. Elle requiert la compréhension des secteurs d’activité et des attentes des acteurs, la prospection, l’accompagnement


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ainsi que l’aide au déploiement des techno-logies transférées. La gestion du portefeuille d’actions d’innovation doit permettre d’éla-borer une offre INRIA lisible et cohérente. Le processus de transfert nécessite de penser très tôt aux modalités de développement et de mise à disposition des codes en fonction des objectifs de transfert. Par ailleurs, la politique de transfert via des logiciels libres et d’autres ressources libres (modèles, données et documents sous diverses formes) doit aussi être pensée et élaborée dans le cadre de cette stratégie proactive. Il s’agit d’identifier les mécanismes d’amplification attendue d’une diffusion libre via des communautés de développeurs et des communautés d’utilisateurs. Il s’agit également de proposer des mécanismes et des outils pour créer et animer ces commu-nautés, et suivre le processus de création de valeur en services et usages. Enfin, il s’agit de bien maîtriser les modèles économiques de start-up innovantes autour de logiciels libres, modèles qui commencent à être expérimentés avec succès au sein de l’INRIA dans quelques essaimages récents (par exemple ActiveEon ou GeometryFactory). Enfin, la politique de soutien aux actions de standardisation, décrite dans le cadre des activités de développement technologique (cf. § 4.�.2), prendra en compte les objectifs de transfert. Dans la mesure du possible, elle sera menée en coordination avec celles des principaux partenaires stratégiques.

Secteurs d’activité et réseaux de partenariatLa stratégie de transfert proactif s’ins-crira dans une logique de développement de secteurs d’activité, afin de prendre en compte l’ensemble des acteurs et identifier les actions les mieux adaptées à chaque secteur. Les secteurs des télécommunications (de l’infrastructure aux services en passant par les équipements), de l’énergie, du trans-port, du développement durable, et de la défense, ainsi que le secteur de la santé, et plus particulièrement des biotechnologies, seront développés. Le secteur des STIC en tant que tel sera abordé en termes d’édition de logiciels mais aussi de services à forte valeur ajoutée.La position de l’INRIA au sein des pôles de

compétitivité doit être renforcée. Les pôles sont des lieux de rencontres ouverts, qui permettent de mener des actions collabora-tives avec des groupes industriels importants et avec des PME. Du fait même de leur carac-tère collaboratif, les projets menés dans les pôles visent le plus souvent des technologies support et transverses, telles que les techni-ques de modélisation et de vérification, ou les outils de sécurisation. Participer de manière accrue aux instances des pôles, favoriser la lisibilité et la cohérence des thématiques sous-jacentes aux projets, renforcer les partenariats avec les PME en tant que disséminateurs de ces technologies sont des objectifs à court terme, notamment dans les pôles où l’INRIA est fortement représenté. Le développement d’une politique de transfert et de partenariat industriel à l’international est une autre ambition. Divers éléments peuvent être pris en compte, dont par exemple la présence de laboratoires académiques dans lesquels l’INRIA est partie prenante dans les pays émergents, le déploiement à l’interna-tional de partenaires industriels, ou encore l’intérêt de sociétés étrangères pour les start-up issues de l’INRIA. Ces objectifs auront un impact sur la politique de propriété intellectuelle de l’institut. L’institut renforcera les mécanismes de protection et de valorisation de la propriété intellectuelle produite par ses équipes. Ces mécanismes contribuent assurément à la mise en valeur et à la visibilité des activités de dévelop-pement technologique. Au-delà des moda-lités de dépôt de logiciels, relativement bien rodées au sein des équipes, l’INRIA mettra en place une politique de dépôt de brevets sur un périmètre technologique bien défini, associée à des moyens de sensibilisation, de formation et d’accompagnement des chercheurs. Ces mécanismes de protection de propriété intellectuelle seront renforcés conjointement avec le développement d’une politique claire sur les logiciels libres, en parti-culier dans le cadre des licences CECILL, là où cette modalité de diffusion technologique est préférable, par exemple pour des raisons d’impact, d’existence de communautés de développeurs, ou de soutien à des activités de service à forte valeur ajoutée technologique ou économique.

On souhaite que ces partenariats bilatéraux, fondés sur des visions technologiques partagées, soient les points de départ de participations communes à des actions des programmes nationaux et européens et non l’inverse.


4.3.4Laformation

parlarecherche

La contribution apportée à la formation par la recherche de jeunes doctorants en informa-tique et en mathématiques appliquées est l’une des tâches essentielles de l’institut. Il la mène en relation étroite avec les écoles doctorales dont il est partenaire. Les doctorants occupent depuis toujours une place centrale dans le dynamisme de l’INRIA. Pour favoriser les initiatives et le suivi d’actions en direction des doctorants, l’institut a mis en place une mission Formation par la recherche active dans chaque centre. L’INRIA soutient l’organisation d’écoles thématiques destinées aux doctorants et aux jeunes chercheurs et attribue également des aides destinées à des associations de doctorants. En partenariat parfois avec ces associations, l’institut main-tient des données fiables relatives au devenir après la thèse des jeunes docteurs.L’INRIA entend continuer à être très présent

dans les activités de formation doctorale, en étant particulièrement attentif à la qualité des thèses préparées au sein de ses équipes-projets et, plus généralement, à la qualité de la formation reçue par ses doctorants, ainsi qu’à la préparation de leur insertion professionnelle après la thèse. Dans ce sens, l’institut veillera à être associé aux écoles doctorales auxquelles ses chercheurs et équipes sont rattachés. Il compte également poursuivre ses expériences de compléments de formation proposés aux doctorants : stages en entreprise, fonctions d’assistant ingénieur informaticien, séminaires, participation à des écoles d’été, etc. Il mettra en place des formations continues pour ses membres permanents à la pédagogie, à la formation par la recherche et à l’encadrement doctoral. Sur un plan plus quantitatif, l’institut veillera à maintenir une croissance du nombre de docto-rants accueillis du même ordre que celle des chercheurs permanents et des enseignants-chercheurs présents dans ses centres de recherche. En lien avec des universités parte-naires, en France et à l’étranger, il amplifiera ses efforts pour attirer vers les formations doctorales françaises un nombre plus grand d’étudiants étrangers.Les questions liées à l’attractivité des études doctorales dans le domaine des STIC méritent une attention toute particulière. En lien avec l’ensemble de ses partenaires (ministères, universités, écoles, collectivités territoriales, entreprises, etc.) l’INRIA poursuivra les actions engagées concernant la nécessaire revalori-sation des montants des rémunérations des doctorants, et surtout l’augmentation indispen-sable du nombre des financements de thèse. L’institut a pu mettre en place récemment un programme d’accueil doctoral finançant des doctorants dans ses équipes-projets (contrats de recherche doctorale INRIA sur subvention, CORDI-S). Ce programme complète utilement les autres dispositifs d’accueil, dont celui des allocations de recherche doctorale. Il s’en distingue en étant réservé à l’accueil de docto-rants étrangers ou de candidats en mobilité qui ne pourraient pas, ou très difficilement, s’insérer dans le calendrier et les procédures de candidatures habituelles. Ce programme CORDI-S a un grand succès et contribue très utilement à l’attractivité de la France dans le domaine des STIC. Il sera amplifié et si possible


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complété dans le cadre de partenariats avec des entreprises ou des collectivités.Afin de remplir l’objectif d’excellence scien-tifique que l’INRIA s’est fixé, il est indispen-sable d’accompagner l’augmentation du nombre de financements par l’augmenta-tion du nombre de candidats. Plusieurs voies seront poursuivies : mise en place d’actions de sensibilisation des jeunes (collèges, lycées et premières années d’université) aux métiers de la recherche en informatique et en mathé-matiques, actions spécifiques pour attirer des candidates (aujourd’hui, le taux de fémini-sation des doctorants de 18 % est en légère hausse, mais reste encore trop faible), actions pour augmenter le bassin de recrutement à l’international (la proportion de doctorants étrangers se situe à �8 % en 2007 et est en hausse constante depuis 2002). Enfin et surtout, l’institut poursuivra auprès de ses partenaires industriels des efforts pour valo-riser la formation par la recherche dans leurs filières de recrutement.L’INRIA amplifiera dans les prochaines années sa politique active de partenariat avec des écoles doctorales. La forte volonté de l’ins-titut de participer au nécessaire développe-ment de l’effort national de formation par la recherche, dans le domaine des STIC, s’appuie sur un renforcement de ses liens avec les universités et les écoles. L’institut encouragera ses chercheurs à s’impliquer davantage dans des actions de formation ; il leur proposera un programme conséquent de formation continue en pédagogie et ensei-gnement des sciences. En complément de son engagement dans la formation doctorale, l’INRIA poursuivra et amplifiera ses activités d’accueil postdoc-toral. Celles-ci s’articulent autour de plusieurs volets : l’accueil de jeunes chercheurs effectuant un séjour postdoctoral dans une équipe-projet de l’institut, l’envoi de jeunes docteurs français pour un séjour postdoctoral à l’étranger, ou des formules mixtes telles que celle des post-doctorats ERCIM. Enfin, l’INRIA poursuivra son activité d’accueil de jeunes ingénieurs nouvellement diplômés, auxquels il propose un premier emploi de quelques années, qui comporte une formation complémentaire technologique au contact de la recherche, suivie le plus souvent d’un recrutement dans l’industrie.

4.3.5Ladiffusion

del’informationscientifique

etdesconnaissances

Archives ouvertesL’accès à l’information scientifique est un enjeu crucial pour le chercheur et pour la société. C’est au travers des publications faites par les chercheurs dans des revues ou des actes de colloques scientifiques que sont annoncées les avancées significatives de travaux de recherche. C’est sur la base de ces publications que sont reconnues les contributions, que les équipes sont évaluées et financées et que se joue leur place dans la compétition mondiale. Le profond bouleversement de l’accès à l’in-formation permis par Internet a totalement changé les pratiques de la recherche. La communauté scientifique s’est emparée de ces nouveaux outils en tirant le meilleur parti de l’accélération des échanges. Par ailleurs, ces outils rendent possible un nouveau modèle économique de publication scientifique, bien meilleur pour la diffusion de la science : on remplace progressivement des abonnements extrêmement onéreux par un accès libre et gratuit à tous les lecteurs, et ceci pour un investissement relativement réduit de la part des organismes de recherche. La Déclaration de Berlin d’octobre 200�, dont l’INRIA est signataire, affirme ainsi : « Pour la première fois, Internet nous offre la possibilité de consti-tuer une représentation globale et interactive de la connaissance humaine, y compris son patrimoine culturel, et la garantie d’un accès mondial. »Ce mouvement d’accès libre s’est rapidement amplifié : l’impact d’une publication en nombre de citations est accru de manière substantielle si celle-ci est accessible librement et gratuite-ment sur le Web et si sa pérennité est garantie par celle d’une archive ouverte, mise en place par une ou plusieurs institutions. L’INRIA est associé à l’archive ouverte HAL. Avec ses partenaires des organismes de recherche et des universités, l’institut s’est engagé à faire de HAL la plateforme commune de dépôt de la production scientifique de ses chercheurs. L’INRIA encourage ses équipes à déposer leurs travaux dans l’archive ouverte HAL-INRIA qui propose une interface de dépôt et de consultation propre au domaine des

Favoriser la compréhension et l’appropriation par un large public des connaissances scientifiques et méthodologiques est une nécessité reconnue dans un monde où science et technique jouent un rôle économique et sociétal majeur. Cet enjeu est particulièrement critique dans le domaine des STIC.


STIC. L’institut se donne ainsi pour objectif de parvenir rapidement à ce que toutes ses publications soient enregistrées dans HAL, et à ce que toutes celles déposables le soient effec-tivement. Pour atteindre cet objectif, plusieurs actions sont mises en œuvre : des aménage-ments techniques pour faire de HAL un outil pratique et efficace, garantissant la visibilité institutionnelle des déposants et permettant une gestion aisée des données bibliogra-phiques des équipes et des chercheurs, un soutien aux dépôts, des formations. Enfin, l’institut soutiendra l’activité éditoriale des revues scientifiques à accès libre dans son domaine et encouragera l’évolution vers l’accès libre de toutes les publications scienti-fiques, dont les actes des principaux colloques dans son domaine.

Diffusion des connaissances Favoriser la compréhension et l’appropriation par un large public des connaissances scien-tifiques et méthodologiques est une nécessité reconnue dans un monde où science et tech-nique jouent un rôle économique et sociétal majeur. Cet enjeu est particulièrement critique dans le domaine des STIC. Les technologies numé-riques ont en effet pénétré tous les secteurs d’activité. Pour le citoyen, le risque de perdre pied dans les usages quotidiens, souvent imposés, de ces technologies est important. De plus, si sa compréhension des débats que soulève leur utilisation dans certaines applica-tions sensibles est insuffisante, il est à craindre qu’il s’y engage mal, ou pire qu’il s’en désin-téresse. Le scientifique et l’ingénieur, quant à eux, considèrent le plus souvent l’informatique sous la vision réductrice du seul outil, sans percevoir les bases et potentialités concep-tuelles et fondamentales du domaine.Il devient essentiel de faire simultanément comprendre les enjeux et les démarches de la recherche et d’expliquer l’autonomie scientifique d’un domaine qui ne se réduit évidemment pas à ses incarnations technologiques. L’INRIA s’est d’ores et déjà positionné comme un acteur majeur en matière de culture scientifique en produisant depuis trois ans des contenus multi-média, souvent interactifs, diffusés en accès libre sur le site Interstices.info créé à son initiative, en partenariat avec le CNRS, les universités et l’ASTI.

L’enjeu des prochaines années est bien sûr de pérenniser et d’enrichir ce fonds, mais surtout d’élargir la diffusion de cette revue électronique de culture scientifique en STIC. Un effort parti-culier doit notamment être fait en direction du public lycéen. Il est également indispensable d’accroître la diversité des contributions en passant à l’échelle européenne afin de mutua-liser les efforts similaires menés dans les autres pays et leurs centres de recherche. L’INRIA se donne les objectifs suivants pour la durée du plan stratégique :• En 2007, le site Interstices publie cinq

nouveaux documents tous les mois. L’institut encouragera un plus grand nombre de chercheurs à contribuer et les accompagnera dans le processus de mise en forme de leurs contributions. Le site proposera des articles accessibles aux lycéens, utilisables pour leurs cours ou travaux dirigés. La promotion de ce site sera effectuée auprès du corps enseignant. En soutenant cette action par un comité éditorial et une équipe technique renforcés, l’objectif est de doubler en quatre ans la production mensuelle.

• L’INRIA mettra en réseau les différentes initiatives de culture scientifique qui se font en lien avec les CCSTI régionaux (ou les structures similaires) et l’Education nationale. L’institut souhaite développer sa présence au sein des collèges et des lycées. Ainsi, les actions déjà menées avec les enseignants seront généralisées dans tous les centres de recherche comme la signature de conventions, le parrainage des Olympiades des mathématiques, l’or-ganisation de conférences de chercheurs, l’organisation ou le parrainage d’initiatives scientifiques menées par les enseignants, la diffusion dans les établissements scolaires de documents pédagogiques comme l’abé-cédaire de l’informatique.

• L’INRIA participera, avec ses partenaires universitaires, au développement des universités numériques thématiques, lesquelles contribuent à la diffusion de la culture scientifique et peuvent jouer un rôle majeur, dans la diffusion des contenus à vocation pédagogique ou didactique.

• L’institut contribuera à une meilleure perception des enjeux et des possibilités des STIC de la part des élus et des déci-


Act ions


deurs, ainsi qu’au renforcement de politi-ques publiques nationales et territoriales dans le domaine.

• À l’échelle européenne, l’INRIA susci-tera chez ses partenaires la création d’un réseau de sites comparables à Interstices. En échangeant ou en référençant leurs contenus, sous la forme de textes, mais aussi d’images, de vidéos et d’animations interactives, en les traduisant quand cela est utile, ces sites atteindront plus facile-ment la masse critique nécessaire pour couvrir de façon ambitieuse le domaine des STIC, tout en restant très réactifs pour répondre à l’évolution rapide des connaissances.

4.3.6L’évaluation

delarechercheetdutransfert

Le processus d’évaluation des équipes-projets et des chercheurs est au centre de la vie scienti-fique de l’institut. Veiller à sa qualité et maintenir sa rigueur resteront donc des préoccupations permanentes de l’INRIA. Les équipes-projets de l’INRIA sont évaluées, par thème, tous les quatre ans. Cette évaluation sur une base thématique et nationale permet de donner aux évaluateurs une vision complète de l’activité de l’institut dans un domaine donné. C’est l’une des spécificités et l’une des richesses de la vie scientifique de l’INRIA, et l’institut y est très attaché. Ce processus est exigeant pour les équipes-projets qui doivent se situer par rapport à l’ensemble des équipes du même thème, quelle que soit leur localisa-tion géographique ; il est intrinsèquement lié à la capacité de l’institut à maintenir une vision globale de son activité et de ses missions, et à définir une stratégie et une politique scien-tifique d’ensemble.L’évaluation est menée au cours d’un séminaire de deux jours par une dizaine d’évaluateurs académiques et industriels, avec une propor-tion importante d’étrangers. Les objectifs et les critères de l’évaluation portent sur les contributions scientifiques, les développements technologiques, notamment logiciels, les acti-vités de transfert, ainsi que sur les contributions de l’équipe à l’enseignement et à la formation par la recherche. Ils prennent en compte les objectifs proposés par chaque équipe-projet lors de sa création ou de son renouvellement

pour quatre ans. L’avis des évaluateurs sur l’ensemble des activités de l’INRIA présen-tées au cours du séminaire, notamment sur les collaborations entre équipes-projets, et sur les domaines trop ou trop peu couverts est également sollicité.Le rapport d’évaluation détaille les avis des évaluateurs sur l’économie générale du thème concerné, ainsi que leur appréciation de chacune des équipes-projets. Celles-ci sont invitées à répondre à la partie les concernant. Au vu de ces documents et des appréciations des comités des projets de centres, la commis-sion d’évaluation établit des recommandations sur le prolongement ou non de chaque équipe-projet. Après avis du conseil scientifique, le processus se conclut par une décision de la direction de l’institut, conduisant pour chaque équipe-projet à son prolongement pour une durée déterminée ou bien à son arrêt.En résumé, l’INRIA dispose d’un mécanisme d’évaluation global de ses équipes-projets qui est particulièrement performant et dynamisant. Il maintiendra ce processus d’évaluation, en complément de celui que l’AERES met en place dans le cadre de sa mission d’évaluation des équipes de recherche dans leur contexte géographique et qui permettra à l’INRIA de disposer d’une évaluation de chacun de ses centres dans son environnement régional.Il est important de souligner qu’à côté de la production scientifique traditionnelle, traduite en publications, et dont la prise en compte lors de l’évaluation par les pairs est classique, l’évaluation doit examiner et valoriser un éven-tail d’activités très large. Il convient de prendre en compte les travaux de développement de logiciels, d’évaluer l’impact des actions de transfert technologique, d’apprécier les actions de formation, les tâches d’encadrement. Il faut aussi valoriser les responsabilités collectives et les tâches d’animation scientifique inter-équipes ou interdisciplinaires, les expériences de mobilité, les efforts déployés pour des actions de vulgarisation ou de diffusion de l’information scientifique et technique, et toutes les formes de prises de risque. Comme on l’a souligné plus haut, l’institut engagera un travail approfondi pour une meilleure appréciation des activités de dévelop-pement technologique, et pour mieux évaluer les activités de transfert technologique et en mesurer l’impact.

L’évaluation est au centre de la vie scientifique de l’institut. Veiller à la qualité et maintenir sa rigueur resteront des préoccupations permanentes de l’INRIA.


4.4.1L’engagement

européendel’INRIA

La poursuite d’un engagement fort dans la construction et le développement de l’espace européen de la recherche est une grande prio-rité de la politique de l’INRIA. Faisant cohabiter recherche d’excellence et transfert technolo-gique, l’INRIA tire profit de cette spécificité pour affirmer sa présence au niveau européen.

L’INRIA et les programmes-cadresLe sixième et, depuis peu, le septième programme-cadre constituent des enjeux majeurs pour l’INRIA. L’institut cherche à y conforter son excellente position en Europe, en s’appuyant sur les acquis liés à sa participation aux programmes-cadres précédents, notam-

ment au sein de la priorité sur les Technologies de l’information et de la communication, dans laquelle l’institut collabore déjà avec de nombreux industriels européens. L’institut a participé à 119 projets du �e PCRD dont 9� sont encore actifs en fin 2007 et dont certains vont se prolonger jusqu’en 2010. Le 7e PCRD vient d’être lancé et se poursuivra jusqu’en 201�. Lors du premier appel à projets, 18 nouvelles propositions ont été retenues, soit un taux de succès de 2�,9 % (à comparer avec le chiffre de 17 % au plan européen). L’institut poursuivra une politique d’implication forte dans ce programme.L’INRIA adopte également une position volon-tariste concernant le Conseil européen de la recherche (ERC). Il a fortement encouragé ses jeunes chercheurs à candidater au premier appel les concernant ; il poursuivra ses actions dans ce sens pour les appels à venir, notam-ment sur les chercheurs confirmés. Au plan européen, 91�7 dossiers ont été déposés, toutes disciplines confondues, dont 2� issus de l’INRIA (soit 0,28 %) et 559 dossiers ont été retenus pour la seconde étape, dont � de l’INRIA (soit 0,54 %). En marge du PCRD, certains centres de recherche INRIA font des efforts pour déve-lopper des échanges transfrontaliers avec des établissements voisins. Le centre Lille - Nord Europe est partie prenante dans une action relevant du programme INTERREG et prépare la création d’EPI commune avec le CWI à Amsterdam ; le centre Nancy-Grand Est consent des efforts importants pour renforcer un partenariat transfrontalier entre l’INRIA, le Max Planck Institute, le DFKI, le Fraunhofer Institute, et les universités de Sarrebruck, de Kaiserslautern, et du Luxembourg.

Le groupement ERCIMLe consortium ERCIM, qui inclut maintenant 18 membres de 18 pays européens, constitue une organisation unique en Europe. Au fil des ans, notamment sous l’impulsion de l’INRIA, ERCIM a accru son ouverture et sa représen-tativité au sein de la communauté scientifique et technologique du domaine des STIC, si bien que la Commission européenne commence à s’appuyer sur lui pour des opérations de suivi de la recherche communautaire et de relations avec d’autres régions du monde. Le groupement a également augmenté sa visi-

Photo

à insérer

Relations européennes et internationales

4.4

4.4 Relations européennes et internationales

VivianeReding,Commissaireeuropéenchargéedelasociétédel’informationetdesmédiasetMichelCosnard.

Act ions


bilité mondiale en devenant l’hôte européen du W�C. Pour toutes ces raisons, et aussi par ses nombreux groupes de travail et son programme de bourses postdoctorales dont le succès grandit, ERCIM reste un vecteur important de l’engagement européen de l’INRIA et doit s’affirmer comme un outil essentiel de promotion des STIC au plan européen.

Partenariats industriels européensAu-delà du PCRD, l’INRIA poursuivra ses efforts pour développer ses relations avec les grands industriels européens qui occupent une position de leader au plan mondial dans les domaines liés à ses priorités de recherche. Dans cette optique, l’institut participe aux programmes Eurêka ITEA et ITEA-2 concernant les logiciels embarqués et distribués (des équipes-projets INRIA sont actuellement partenaires de 10 projets ITEA et ITEA-2). Par ailleurs, l’institut accorde une attention particulière aux plates-formes technologi-ques européennes (ETP) de son domaine car celles-ci constituent des enjeux très impor-tants. Pour chacune de ces plates-formes, un chercheur permanent a accepté d’en être le correspondant scientifique et de suivre les activités scientifiques et projets de l’ETP. Il s’agit des plates-formes Artemis (Embedded Computing Systems), eMobility (the Mobile and Wireless Communications Technology Platform), EPoSS (European Technology Platform on Smart Systems Integration), EUROP (European Robotics Platform), ISI (Integral Satcom Initiative), NEM (Networked and Electronic Media), NESSI (Networked European Software and Services Initiative) et IMI (Innovative Medicines Initiative). L’INRIA a adhéré aux structures de gestion de ces plates-formes et participe à la définition de leurs agendas de recherche stratégiques.L’institut veille aussi à la réussite du laboratoire AIR&D, commun avec Philips, Thomson et le Fraunhofer, qui constitue le premier succès d’ampleur de sa politique de partenariat avec l’industrie européenne.

4.4.2Lescoopérations

avecl’Asie,l’Amérique

duNordetlespaysduSud

L’INRIA est un institut d’excellence au niveau mondial dans son domaine. Alors que la

compétition internationale se renforce et que les STIC sont partout une des premières prio-rités des politiques de recherche nationales, il est essentiel que l’institut continue de déve-lopper ses coopérations internationales en focalisant ses efforts en partenariats et zones géographiques ciblées.La stratégie internationale de l’INRIA vise en premier à renforcer l’attractivité de l’institut et à accroître sa capacité à accueillir et à recruter des étudiants et des chercheurs étrangers. L’INRIA promeut fortement le recrutement de chercheurs étrangers sur poste de titulaire, ainsi que l’accueil en séjours sabbatiques, ou de postdoctorants. Plusieurs instruments, tels que le programme Internships, sont déployés dans ce sens.Le développement de partenariats avec les meilleurs laboratoires étrangers, universitaires ou industriels, reste une constante de la poli-tique internationale. Diverses formes sont mises en œuvre de façon souple via le programme Équipes associées de l’INRIA mais également via les programmes du ministère des Affaires étrangères, de la Commission européenne (bourses Marie Curie), et des autres institutions mondiales (NSF, JSPS, CNPQ, etc.).Au-delà de ces priorités générales, l’INRIA décline sa politique internationale en zones géographiques.• Le partenariat fort avec l’Amérique du Nord

est essentiel étant donné la maîtrise des États-Unis dans le domaine des STIC et des sciences de la vie.

• Les coopérations avec la zone Chine, Hong Kong, Taïwan, Singapour et l’Inde seront approfondies. L’objectif est d’aug-menter très significativement et rapidement les mouvements de personnes entre les deux continents, prioritairement en ce qui concerne les jeunes. Le laboratoire LIAMA à Pékin est une pierre angulaire de cet objectif.

• L’INRIA maintiendra une grande atten-tion à la formation par la recherche en Afrique en général et plus particulièrement au Maghreb. L’objectif poursuivi est de favoriser des échanges de chercheurs, des cotutelles de thèses et des projets communs de recherche. L’organisation de cours de masters en Afrique sera favorisée, notamment par des missions sur place de chercheurs de l’INRIA. Cette politique,

Au-delà du PCRD, l’INRIA poursuivra ses efforts pour développer ses relations avec les grands industriels européens.


inscrite dans le cadre de collaborations établies, vise ainsi à limiter le phénomène de fuite des cerveaux.

• Les efforts continueront en Amérique du Sud notamment au Brésil, au Chili, en Uruguay et en Argentine, où se trouvent d’importants pôles de compétence en informatique et en mathématiques appli-quées, avec l’utilisation de l’ensemble des moyens usuels pour y maintenir une bonne coopération (appels à projets joints, stages, équipes associées, etc.).

Programmes Les quatre principaux programmes instru-ments des relations internationales de l’INRIA seront poursuivis. Le programme Équipes associées qui vise à développer des collabo-rations étroites avec des partenaires étrangers,

sera renforcé, en particulier vis-à-vis de l’Asie. Le programme Internships favorisera la mobi-lité de jeunes étudiants vers les équipes de recherche de l’INRIA de manière à constituer un vivier de collaborateurs scientifiques poten-tiels ; on s’efforcera de lui donner une grande visibilité internationale dans le domaine des STIC. On s’efforcera enfin de développer subs-tantiellement deux programmes qui restent encore aujourd’hui de portée relativement modeste : le programme Séjours sabba-tiques, qui vise à accroître la mobilité des chercheurs de l’INRIA vers des laboratoires académiques ou industriels étrangers, et le programme Explorateurs, qui incite les jeunes chercheurs à enrichir leur expérience à l’international, en facilitant des séjours courts dans des laboratoires partenaires privilégiés de l’institut.

4.4 Relations européennes et internationales

10eanniversaireduLIAMA,Pékin.

Act ions


L’organisation générale mise en place fin 200�, dont on rappelle ci-après les grands traits, a vocation à rester la même sur la période 2008-2012. Elle distingue trois niveaux de pilotage, celui des équipes-projets de recherche, celui des centres de recherche – regroupant des équipes-projets et des structures de support à la recherche, au développement et au transfert, et dont le directeur assure une double mission scientifique et managériale –, et celui de la direction nationale et des services de siège. Ce dernier est constitué de la direction géné-rale (PDG, directeur général adjoint et deux délégués généraux) et de neuf « directions fonctionnelles » : • la direction de la recherche, la direction du

développement technologique, la direction du transfert et de l’innovation, la direction des partenariats européens et la direc-tion des relations internationales, ces cinq directions scientifiques étant plus parti-culièrement coordonnées par le délégué général à la recherche et au transfert pour l’innovation ;

• la direction des ressources humaines, la direction des affaires administratives, financières et patrimoniales et la direction des systèmes d’information, des infrastruc-tures et des services informatiques, ces trois directions – ainsi qu’une délégation à l’administration du siège – étant plus parti-culièrement coordonnées par le délégué général à l’administration des ressources et des services ;

• la direction de la communication.Les quatre membres de la direction générale, les huit directeurs de centre de recherche et les neuf directeurs fonctionnels constituent le comité de direction de l’institut.Le pilotage d’ensemble est conduit selon un schéma matriciel dans lequel s’articulent d’une part les « structures opérationnelles de production » que sont les centres de recherche et leurs équipes et services, et d’autre part les « lignes fonctionnelles » portées par les directions du siège, chacune en charge d’un segment de la politique de l’institut. Dans ce cadre, les centres de recherche – et en leur sein les équipes-projets – disposent d’une impor-tante délégation de responsabilité : l’objectif des prochaines années est de poursuivre dans cette voie d’une forte déconcentration asso-ciée à la participation directe des directeurs

de centre au comité de direction national. Un axe d’amélioration concernera le fonction-nement matriciel et plus particulièrement les dispositifs de coordination, de restitution, de contrôle de gestion (au sens large) et d’éva-luation interne qui lui sont nécessairement associés. Une telle organisation matricielle, certes plus complexe à mettre en œuvre qu’un simple emboîtement hiérarchique des niveaux de responsabilité, apparaît nécessaire dans un organisme de recherche qui veut à la fois préserver une véritable autonomie de ses centres et équipes-projets et éviter de se trans-former en « fédération » de pôles indépendants. Les directions du siège ont un rôle essentiel à jouer pour garantir une bonne intégration d’ensemble et l’unité de la politique conduite par l’institut. Elles devront se concentrer sur leurs missions de pilotage et d’évaluation, mettre en place les orientations, les procédures et les outils servant de cadre à une gestion décentralisée, conduite par les services des centres de recherche, eux-mêmes placés sous la responsabilité hiérarchique des directeurs de centre. Ces directions du siège seront par ailleurs allégées au maximum de toutes les tâches de gestion centrale, par mutualisation des fonctions d’appui administratif et de logis-tique au sein de la délégation à l’administration du siège mise en place en 2007.Ceci concerne les orientations générales décli-nées dans les deux sections précédentes et les orientations en matière de ressources humaines et de fonctions support. Comme il a été rappelé dans la première partie de ce document, l’amélioration de la qualité et l’effi-cacité des activités de support et d’accompa-gnement de la recherche reste une priorité, qui se décline sur plusieurs plans : la poursuite de la politique de déconcentration et la diffusion d’une « démarche qualité » s’appuyant sur la responsabilisation de tous les acteurs de la gestion, le développement du système d’in-formation et la mise en place de méthodes et d’outils de pilotage et de contrôle de gestion plus performants, le partage d’une culture de management.

Organisation et fonctionnement

internes

4.5


4.5.1Lapolitique

deressourceshumaines

L’institut s’est engagé lors de son précédent plan stratégique dans un vaste chantier de moderni-sation de son fonctionnement administratif, qui s’est traduit notamment par d’importantes évolu-tions de ses politiques menées dans le domaine de la gestion des ressources humaines. C’est ainsi que la gestion du personnel est désormais passée d’une fonction essentiellement adminis-trative, centrée sur l’application des règlements, à une fonction de développement véritablement dynamique, assurant les nécessaires équilibres entre les impératifs statutaires et la volonté d’évolution de l’institut, de ses personnels et de leurs compétences. Cette inflexion s’est appuyée sur les leviers offerts par la loi organique relative aux lois de finances.Plus que jamais, la mobilisation des ressources humaines nécessaires à la recherche est un enjeu majeur pour l’institut. Les risques consti-tués par la relative désaffection des jeunes pour les métiers scientifiques, par la compétition croissante entre les différents acteurs de la recherche française et étrangère pour attirer les meilleurs, par les changements rapides des technologies, des métiers et compétences associés, font de la gestion des ressources humaines la clef des réussites à venir. L’INRIA, s’appuyant sur ses nombreux atouts, devra continuer à consolider sa politique en matière de ressources humaines, poursuivre la révision systématique des activités asso-ciées, en vue de les adapter aux changements externes et aux évolutions de son organisa-tion interne, tout en répondant au mieux aux attentes de ses personnels. Il convient de souli-gner que l’acception donnée aux « ressources humaines de l’institut » doit être large : elles recouvrent bien sûr les personnels statutaires, chercheurs et ITA, et les personnels contrac-tuels relevant de diverses catégories, mais aussi, même s’ils n’induisent pas les mêmes responsabilités en termes de gestion, les très nombreux collaborateurs extérieurs, non salariés de l’institut mais directement impliqués dans ses équipes-projets.Ce management stratégique des ressources humaines, qui devra s’appuyer sur un système d’information ressources humaines sensible-ment plus performant (cf. infra), s’articulera autour de trois axes majeurs :

• La structuration de la politique d’emploi autour d’une vision prospective. Face à une organisation de la recherche en mouve-ment, l’institut doit anticiper les évolutions des métiers de la recherche pour s’adapter aux défis scientifiques à venir. Le travail d’analyse entrepris sur les évolutions les plus marquantes des métiers d’appui à la recherche (informatique, développement, gestion, etc.) devra être étendu et complété par une véritable réflexion prévisionnelle sur les fonctions et les compétences (fonc-tions obsolètes ou émergentes, activités susceptibles d’être mutualisées ou externa-lisées, etc.). Cette analyse devra également intégrer les métiers scientifiques : valorisa-tion des parcours professionnels, devenir des doctorants et post-doctorants ainsi que des nombreux personnels français ou étrangers accueillis chaque année de manière temporaire.

• L’amélioration tant sur le plan collectif que sur le plan individuel du suivi de l’évolution professionnelle. S’appuyant sur les dispositifs existants pour les cher-cheurs et sur l’évaluation individuelle pour les ITA, l’objectif sera de développer de nouveaux moyens de formation et d’accom-pagnement permettant à chacun de mettre en cohérence ses souhaits personnels avec les ambitions de l’institut. Concernant les chercheurs, il s’agira de donner des repères permettant une mise en perspec-tive des parcours professionnels envisa-geables, centrée non seulement sur les dimensions de l’expertise scientifique mais également sur les compétences mana-gériales. Concernant les ITA, l’évaluation annuelle mise en œuvre depuis quelques années permet une connaissance affinée des compétences en place ; un schéma directeur pluriannuel de la formation profes-sionnelle facilitera leur bonne évolution par l’articulation des besoins collectifs et des souhaits individuels.

• La professionnalisation des pratiques de management. L’accompagnement des managers de l’institut se poursuivra. Après l’élaboration du « guide du responsable », l’institut se donnera les moyens de créer une véritable « école de management » interne. Dans un milieu de la recherche en constante mutation, les cadres devront

4.5 Organisation et fonctionnement internes

Act ions


disposer dès leur prise de fonction et tout au long de leur parcours, de formations faci-litant la compréhension de leur environne-ment et l’exercice de leurs responsabilités, mettant à disposition de meilleurs outils de pilotage, et diffusant une culture commune tendue vers des objectifs partagés.

Il convient aussi de souligner qu’un suivi des anciens collaborateurs de l’INRIA est progressivement mis en place pour construire et entretenir un réseau utile à la fois pour les contacts professionnels – notamment avec les entreprises du secteur – et pour la recherche d’emploi.Enfin, parce qu’une présence plus nombreuse de femmes dans les sciences et technologies de l’information et de la communication – secteur qui est aujourd’hui pour elles sensiblement moins attractif que d’autres – est de nature à enrichir ses recherches, l’INRIA sera encore plus attentif à promouvoir la place des femmes parmi ses scientifiques, dans ses instances, et aux postes à responsabilité.Au regard de ces orientations, il est indispensable de rappeler que les organisations syndicales sont les partenaires privilégiés pour élaborer un management stratégique des ressources humaines prenant en compte les besoins de tous les personnels. D’un dialogue social de qualité dépendra la cohésion nécessaire à la réussite tant individuelle que collective.

4.5.2Lefonctionnementinterne

Une gestion administrative et financière fiabilisée et simplifiéeLes axes d’amélioration dans ce domaine s’inscrivent dans le cadre du protocole de modernisation financière et comptable signé en 200�, dont le but est de renouveler et de simplifier la gestion administrative, comptable et financière de l’institut. La perspective de la certification des comptes – prévue pour l’INRIA à compter de l’année 2009 – dans le contexte de la loi de sécurité financière implique de rénover nombre de processus internes, notamment ceux liés à la gestion des immobilisations, au principe de sépara-tion des exercices, à l’évaluation des actifs, à la valorisation des recettes et à l’évaluation des créances.La formalisation du contrôle et de l’audit internes, pour lesquels des dispositifs de

travail ont été récemment créés au sein de l’institut, contribuera à cet objectif d’amé-lioration de qualité administrative. La mise à jour de la documentation de l’ensemble des procédures, en lien avec les modes opéra-toires du nouveau système d’information, permettra de faire progresser globalement les différents acteurs.La mise en œuvre des techniques de déma-térialisation des pièces administratives et comptables, notamment des factures asso-ciées aux « cartes achat » ainsi que l’automa-tisation des tâches récurrentes rendront les traitements plus rapides et plus fiables.Un « système de pilotage », dont le déve-loppement a été initié en 2007, sera progres-sivement déployé : il donnera aux acteurs et décideurs internes les moyens de mettre en place un réel contrôle de gestion permettant une meilleure maîtrise des budgets et une rationalisation des coûts de support qui sont aujourd’hui en augmentation sensible, du fait de l’accroissement et de la diversification des activités. L’atteinte de ce dernier objectif passe aussi par la définition d’une politique d’achat qui, associée à une analyse des inducteurs de coût, doit rendre plus efficiente l’exécution budgétaire. Dans ce contexte, un développement de la comptabilité analytique, au-delà de son utilisation actuelle principale-ment centrée sur la justification des dépenses liées à l’exécution des contrats européens, devra être mis en œuvre.Le contrôle de gestion passe également par une professionnalisation accrue des acteurs. À ce titre, un important plan de formation sera mis en œuvre pour insuffler une véritable culture de gestion. Il permettra notamment de mieux appréhender des tâches à forte techni-cité, en particulier celles liées à la gestion de la TVA ou à la gestion des immobilisations. Un effet global sur la qualité de la gestion – rendue encore plus indispensable par la perspective de la certification des comptes – est attendu.La question des mandats de gestion suscep-tibles d’être mis en place dans le cadre des structures de recherche conjointes, ou plus généralement avec les établissements parte-naires de l’INRIA, sera également un axe d’amélioration privilégié, avec un impact potentiel important en termes de simplifica-tion administrative.

L’acception donnée aux « ressources humaines de l’institut » doit être large : elles recouvrent bien sûr les personnels statutaires, chercheurs et ITA, et les personnels contractuels relevant de diverses catégories, mais aussi, même s’ils n’induisent pas les mêmes responsabilités en termes de gestion, les très nombreux collaborateurs extérieurs, non salariés de l’institut mais directement impliqués dans ses équipes-projets.


Un système d’information étendu à l’ensemble des registres d’actionDisposer d’un système d’information perfor-mant et beaucoup plus complet qu’aujourd’hui, « urbanisé » sinon totalement « intégré », est une condition indispensable pour le bon fonc-tionnement d’une organisation multi-sites et multi-acteurs qui, comme c’est le cas à l’INRIA, privilégie la décentralisation sur de nombreux centres de responsabilité et le travail en réseau.L’institut s’est doté fin 2007 d’un « schéma d’orientation du système d’information » qui guidera au cours des prochaines années les différents acteurs du développement du système d’information (centres de recherche et directions fonctionnelles) avec trois grandes orientations :

• développer une logique de services, pour permettre aux différents métiers et aux utilisateurs de gagner en efficacité par le développement de nouvelles méthodes de travail en réseau et une accessibilité accrue aux ressources internes et externes ;

• systématiser une approche globale de ces services, en garantissant la cohérence et l’évolutivité qui permettent d’une part de répondre aux attentes d’ouverture et d’interopérabilité avec les systèmes d’in-formations des partenaires de l’institut et, d’autre part, de restituer les données de synthèse nécessaires au pilotage ;

• généraliser une démarche qualité pour gagner en fiabilité et disponibilité des services et faire évoluer l’organisa-tion vers une mutualisation accrue des compétences.

Une première priorité portera sur le déploie-ment d’un système d’information ressources humaines (SIRH) performant. Son extension fonctionnelle et sa modernisation se feront en deux temps : après avoir répondu aux besoins les plus forts à court terme (2008-2009), un projet plus ambitieux sera lancé pour parvenir à la couverture complète des fonctions néces-saires avant la fin du plan stratégique.Les autres axes stratégiques identifiés pour le système d’information de l’institut sont de favoriser une « communication totale » par un accès permanent à très haut débit aux ressources dans toutes les situations de travail (sur site INRIA, sur site externe, en déplacement en France ou à l’étranger), d’offrir aux personnels une palette d’outils adaptatifs et souples permettant de répondre aux besoins de travail en réseau (collabo-rations scientifiques, conduite de projets, partage de documents ou de données, etc.), d’accompagner le travail des chercheurs par des dispositifs d’accès aux publications, de diffusion, de veille, de consultation des rapports, d’exploitation des plates-formes, de suivi des soumissions et contrats, etc., d’étendre la couverture fonctionnelle des outils de gestion en permettant leur intero-pérabilité avec des systèmes d’informations externes, de développer des outils de mesure et de pilotage, et de développer la politique de sécurité informatique (PSSI) conciliant les exigences de protection avec les besoins d’ouverture et de souplesse.

4.5 Organisation et fonctionnement internes

Act ions


La communication interneLa communication, dans un établissement multi-sites, engagé dans de nombreux parte-nariats, qui grandit et qui, à côté de l’indispen-sable permanence d’un socle de compétences de base, favorise un fort renouvellement des personnels temporaires, est une tâche complexe, toujours recommencée. Au-delà des aspects de partage d’informations, parti-culièrement abondantes, elle revêt à l’INRIA une importante dimension de lien identitaire, d’accompagnement du changement et d’arti-culation avec le développement d’une culture de management. L’institut s’est doté au cours des dernières années des canaux d’informa-tion adaptés à ce nécessaire équilibre entre diversité et unité : un journal électronique de brèves pour la communication transverse, une lettre d’information du comité de direction, de nombreux sites Web internes dédiés aux équipes-projets, aux centres de recherche, aux différents « métiers » et registres d’ac-tion fonctionnels, une politique d’accueil des nouveaux arrivants, mis en place avec les services de ressources humaines et les services de communication de chaque centre et s’ex-primant au niveau national par un séminaire d’accueil annuel et un livret d’accueil. Les enjeux pour les prochaines années restent ceux d’une adhésion de tous les personnels au projet de l’institut, projet vivant, c’est-à-dire en perpétuelle adaptation : la communication interne aura d’abord un rôle fédérateur, s’ex-primant au niveau national et se déclinant au niveau des centres. Les supports existants ne remplissent cette fonction qu’imparfaitement et restent, chacun à son niveau, des organes d’information plus que de communication motivante. L’anniversaire des 40 ans de l’ins-titut a donné l’occasion de lancer un support beaucoup plus fédérateur, Code Source, dont le succès a été grand, et la préparation du forum national Informatique et société, organisé à Lille fin 2007, a suscité une grande mobilisation collective et permis d’engager une réflexion stimulante sur la question des « valeurs parta-gées » de l’institut. Ces directions de travail devront être poursuivies.La mise en œuvre du présent plan stratégique, le déploiement de la démarche management, le développement d’une démarche qualité, l’évolution des cadres de gestion sont autant de projets que l’institut va engager dans les

années à venir. Les projets de cette nature, par les transformations de pratiques qu’ils suppo-sent, génèrent des résistances au changement (le plus souvent passives) qui peuvent entraver leur mise en place et obérer la performance attendue : ils devront donc faire l’objet d’une communication d’accompagnement structurée. Le management stratégique des ressources humaines de l’institut doit être visible et partagé par tous. La lisibilité de cette politique est rendue particulièrement indispensable alors que l’institut « change d’échelle », notamment avec la mise en place des nouveaux centres de recherche. Pour que tous les agents puissent inscrire leur activité dans un cadre collectif, il est essentiel de mettre à la disposition de chacun les clefs de compréhension de son environnement professionnel, ceci en vue de donner du sens, de renforcer les liens, et de développer le sentiment d’appartenance. De manière plus spécifique, le développe-ment d’une communication interne au siège de l’institut – beaucoup moins constituée aujourd’hui que peut l’être celle des centres de recherche –, la révision des supports de communication interne, la coordination des actions nationales et locales font également partie des objectifs.

Au-delà des aspects de partage d’informations, particulièrement abondantes, la communication revêt à l’INRIA une importante dimension de lien identitaire, d’accompagnement du changement et d’articulation avec le développement d’une culture de management.


AAdN Acide désoxyribonucléique

Adt Action de développement

technologique

AeReS Agence d’évaluation de la recherche

et de l’enseignement supérieur

AeSe Aéronautique, espace et systèmes

embarqués [pôle de compétitivité]

AII Agence de l’innovation industrielle

AIR&d Ambient Intelligence Research

& Development

ALAddIN Action de développement

technologique relative à l’infrastructure GRID 5000

ANR Agence nationale de la recherche

ARC Action de recherche collaborative

ARCAdIA Arrangements de quadriques,

algorithmes, implémentation et applications

ARteMIS Programme for Embedded Systems

R&D in Europe

ARteMISIA The ARTEMIS Industrial Association

AStI Association française des sciences et

technologies de l’information

CCAdP Construction and Analysis of

Distributed Processes

CAO Conception assistée par ordinateur

CAPRI Capteurs en réseaux sécurisés

[cf. Minalogic]

CARI Colloque africain sur la recherche en

informatique

CASP Critical Assessment of techniques for

protein Structure Prediction

CCStI Centre de culture scientifique,

technique et industrielle

CdRI Chargé du développement et des

relations industrielles

CeA Centre de l’énergie atomique

CeA-dSV Centre de l’énergie atomique

- Direction des sciences du vivant

CeCILL License française de logiciel

libre [acronyme pour Ce(A)C(nrs)I(NRIA)L(ogiciel)L(ibre)]

CeRMICS Centre d’enseignement et de

recherche en informatique et calcul scientifique

CHu Centre hospitalier universitaire

CIRAd Centre de coopération internationale

en recherche agronomique pour le développement

CItI Centre d’innovations en télécommuni-

cations et intégration de services

CMAP Centre de mathématiques appliquées

CNPq Conselho Nacional de

Desenvolvimento Científico e Tecnológico [Brésil]

CNRS Centre national de la recherche

scientifique

G lossaire


CORdI-S Contrat de recherche doctorale INRIA

financé sur subvention d’État

CPeR Contrat de projet État-Région

CPu Conférence des présidents d’université

CPu Central Process Unit

CSAIL Computer Science and Articicial

Intelligence Laboratory [cf. MIT, États-Unis]

CStB Centre scientifique et technique

du bâtiment

CWI Centrum voor Wiskunde en Informatica

[Pays-Bas]

DdARPA Defence Advanced Research Projects

Agency [États-Unis]

dFKI Deutsche Forschungszentrum für

Künstliche Intelligenz [Allemagne]

dgA Délégation générale pour l’armement

dge Direction générale des entreprises

dirdRI Direction du développement et

des relations industrielles

dtN Delay-Tolerant Networking

EeAdS European Aeronautic Defence and

Space company

eCg Électrocardiogramme

edF Électricité de France

edP Équation aux dérivées partielles

eeg Électroencéphalogramme

eIFFeL Evolved Internet Future for European

Leadership

eLM Extended length message

eNS École normale supérieure

ePI Équipe-projet INRIA

ePoSS European Platform on Smart Systems

Integration

ePSt Établissement public à caractère

scientifique et technologique

eRC European Research Council

eRCIM European Research Consortium on

Informatics and Mathematics

etP European Technology Platform

etSI European Telecommunications

Standards Institute

euROFI Banking and Finance in Europe

euROP European Robotics Platform

FFCe Fonds de compétitivité des entreprises

[cf. DGE]

FINd Future Internet Network Design

[cf. NSF]

FIRe Future Internet Research and

Experimentation

AdN>FIRe

1�0 Plan stratégique 2008-2012

Ft France Telecom

FtR&d France Telecom Recherche et

Développement

FttH Fiber To The Home

GgeNI Global Environment for Networking

Innovations [cf. NSF]

get Groupe des écoles des

télécommunications

gIS Groupement d’intérêt scientifique

gMd Gesellschaft für Mathematik und

Datenverarbeitung [Allemagne]

gPu Graphics Processing Unit

HHAL Hyper Article en Ligne

Hqe Haute qualité énergétique

IIeCN Institut Elie Cartan de Nancy

Ieee Institute of Electrical and Electronics

Engineers

IetF Internet Engineering Task Force

IFN Inventaire forestier national

IFReMeR Institut français de recherche pour

l’exploitation de la mer

IMB Institut de mathématiques de

Bordeaux

IMI Innovative Medicines Initiative

INA Institut national de l’audiovisuel

INPg Institut national polytechnique de

Grenoble

INPL Institut national polytechnique de

Lorraine

INRA Institut national de recherche en

agronomie

INRIA Institut national de recherche en infor-

matique et en automatique

INSA Institut national des sciences

appliquées

INSeRM Institut national de la santé et de la

recherche médicale

INteRReg Acronyme d’un programme européen

sur la coopération entre régions frontalières

IPv6 Internet Protocol v�

IRIA Institut de recherche en informatique

et en automatique

IRISA Institut de recherche en informatique

et systèmes aléatoires

IRSN Institut de radioprotection et de sûreté

nucléaire

ISI Integral Satcom Initiative

ISO International Standards Organization

ItA Personnels ingénieurs, techniciens et

administratifs

G lossaire

1�1Plan stratégique 2008-2012

IteA Information Technology for European

Advancement

IteR International Thermonuclear

Experimental Reactor

JJAd Laboratoire Jean-Alexandre Dieudonné

JCP Java Community Process

JSPS Japan Society for the Promotion of

Science

LLABRI Laboratoire bordelais de recherche en

informatique

LAgIS Laboratoire d’automatique, génie infor-

matique et signal

LIAMA Laboratoire franco-chinois d’informa-

tique, d’automatique et de mathémati-ques appliquées

LIeNS Laboratoire d’informatique de l’École

normale supérieure [cf. ENS]

LIFL Laboratoire d’informatique fondamen-

tale de Lille

LIg Laboratoire d’informatique de

Grenoble

LINA Laboratoire d’informatique de Nantes

Atlantique

LIP Laboratoire de l’informatique du

parallélisme

LIP6 Laboratoire d’informatique de Paris �

LIRMM Laboratoire d’informatique, de robo-

tique et de microélectronique de Montpellier

LIX Laboratoire d’informatique de l’École

Polytechnique

LJK Laboratoire Jean Kuntzmann

LMA Laboratoire de mathématiques

appliquées de Pau

LMd Laboratoire de météorologie

dynamique

LORIA Laboratoire lorrain de recherche en

informatique et ses applications

LRI Laboratoire de recherche en

informatique

LSV Laboratoire de spécification et

vérification

MMeMS Micro-electro-mechanical systems

MeRCAtOR Groupement d’intérêt public Mercator

Océan

MIgP Laboratoire Modélisation et imagerie

en géosciences de Pau

MINALOgIC Micro-nano technologies et

intelligence logicielle embarquée [pôle de compétitivité]

MIt Massachusetts Institute of Technology

[États-Unis]

MOSt Ministry of Science and Technology

[Chine]

MPg Max Planck Gesellschaft [Allemagne]

Ft>MPg

1�2 Plan stratégique 2008-2012

NNeM Nano Electronic Materials

NeMS Nano-Electro-Mechanical Systems

NeSSI Networked European Software and

Services Initiative

NICtA National Information and

Communication Technologies Australia [Australie]

NIH National Institutes of Health

NISt National Institute of Standards and

Technology [États-Unis]

NItRd Networking and Information

Technology Research and Development Program [États-Unis]

NOeMS Nano Opto Electro Mechanical

Systems

NS3 National Security Swath Ship

[groupe DCNS]

NSF National Science Foundation

[États-Unis]

NWO Nederlanse Organisatie voor

Wetenshappelijk Onderzoek [Pays-Bas]

OOdL Opération de développement logiciel

OgM Organisme génétiquement modifié

OLSR Optimized Link State Routing protocol

OMg OBJECT Management Group

ONeRA Office national d’études et de

recherches aéronautiques

PP2P Peer to peer

PACA Région Provence - Alpes - Côte d’Azur

PCRd Programme-cadre de recherche et

développement

Pdg Président-directeur général

PFe Plates-formes expérimentales

PIB

Produit intérieur brut

PMe

Petites et moyennes entreprises

PReS

Pôle de recherche et d’enseignement

supérieur

PSSI

Politique de sécurité des systèmes

d’information

RR&d

Recherche et développement

RAtP

Régie autonome des transports

parisiens

RFId

Radio-frequency identification

RRIt

Réseau de recherche et d’innovation

technologique

RMN

Résonance magnétique nucléaire

RtRA

Réseau thématique de recherche

avancée

G lossaire

1��Plan stratégique 2008-2012

SSARIMA Soutien aux activités de recherche infor-

matique et mathématique en Afrique

SCS Solutions communicantes sécurisées

[pôle de compétitivité]

Sed Service d’expérimentation et de

développement

SICONOS Projet européen Modelling, Simulation

and Control of Nonsmooth Dynamical Systems

SIRH Système d’information en ressources

humaines

SIS Système d’information spontané

SNCF Société nationale des chemins de fer

français

SOCs Systems-On-Chips

StIC Sciences et technologies de

l’information et de la communication

StM Abréviation pour STMicroelectronics

TtVA Taxe sur la valeur ajoutée

UuCSd University of California, San Diego

[États-Unis]

udLR Unidirectional Link Routing protocol

uNSA Université de Nice - Sophia Antipolis

uStL Université des sciences et

technologies de Lille

WW3C World Wide Web Consortium

NeM>W3C

Document édité par la direction générale de l’INRIA

Maquette :

Crédits photos : © INRIA / J. Wallace, C. Lebedinsky,

J.M. Ramès, A.S. Douard - © CNES / Distribution Spot

Image / 1998 - © Airbus S.A.S. / 2008 - © Frédéric Cirou -

© DigitalVision

ISBN 2-7261-1296 8

Janvier 2008


INRIA

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2008 - 2012

INR

IA

Pla

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2008

- 20

12
