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// Antennes de laboratoire


 

// Robotique mobile (CRIStAL / GEII)

Dans le cadre de la recherche au laboratoire CRIStAL (centre de recherche en informatique, signal et automatique de Lille, UMR CNRS 9189), une antenne technologique constituée de deux plateformes de robotique mobile a été mise en place. Elle implique au moins quatre enseignants-chercheurs en poste à l’IUT, cinq doctorants et des stagiaires en master recherche ASE parcours SMaRT (double-diplôme avec l’université libanaise).

La première plateforme est de type « outdoor » à taille humaine autour d’un véhicule Cycab (INRIA), instrumenté d’un réseau CAN (Controller Area Network). Ce réseau permet la communication en temps réel entre l’organe de commande (de type PC), les actionneurs (vitesse, direction), les capteurs de localisation relative (odométrie, système de navigation inertiel, caméra), de localisation absolue (récepteur GPS RTK, récepteur GNSS), de détection (télémètre laser). Une cartographie 3D de l’environnement de l’IUT a été développée (via les outils Maya et Unity).
Les problématiques technologiques et scientifiques ciblent la localisation précise du véhicule, la détection d’obstacles, le suivi de trajectoires sans conducteur…

cr-cycab

Une seconde plateforme « indoor » composée de 11 Turtlebots via l’environnement ROS (Robot Operating System). Chaque robot est constitué d’une base Kobuki (encodeurs, bumpers, capteurs de vide, gyroscope mesurant les vitesses angulaires), d’une Kinect (image RGB + image de profondeur) et doté d’un télémètre laser ainsi que d’une centrale inertielle. Une cartographie 3D du bâtiment IUT a été développée.
Les verrous technologiques et scientifiques ciblent la coopération entre robots pour la réalisation d’une tâche.

L’un des objectifs de ces plateformes est la validation des algorithmes développés par l’équipe DiCOT (diagnostic, commande et observation pour des systèmes tolérants aux fautes) dont la thématique concerne le développement des outils et des méthodes permettant de rendre des systèmes tolérants aux fautes, afin de garantir une disponibilité et une sécurité optimale lorsque des composants du système ne remplissent plus totalement leur(s) fonction(s), soit parce qu’ils sont défaillants (pannes), soit parce qu’ils ont été modifiés involontairement (erreur humaine) ou volontairement (acte de malveillance). Ce type de projet s’intègre parfaitement au projet interrégional SUCRé (sûreté de fonctionnement et résilience pour la gestion et le contrôle coopératifs des systèmes sociotechniques) qui concerne la coopération Homme(s)-Robot(s) en milieu hostile.

Ces plateformes sont utilisées dans le cadre d’un enseignement de robotique mobile dispensé au département GEII.

À court terme, l’ouverture à l’interdisciplinarité via des projets inter-laboratoires et le développement du transfert technologique dans le secteur des systèmes et services de transports intelligents (STI) sont des objectifs visés.
Responsable de l’antenne CRIStAL : Maan El Badaoui El Najjar

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// Mécanique (LML / GMP)

Dans le domaine de la mécanique des matériaux du laboratoire de mécanique de Lille (LML FRE 3623), une antenne impliquant au moins quatre enseignants-chercheurs en poste à l’IUT, des doctorants et des stagiaires principalement en provenance de laboratoires étrangers développent une activité de recherche autour de la détermination des propriétés mécaniques par indentation de tous types de matériaux, des matériaux homogènes aux matériaux fortement hétérogènes, des matériaux modifiés à leur surface soit par traitement de conversion soit par revêtement. Cette thématique sur l’indentation suscite un engouement très fort dans la communauté scientifique internationale car il s’agit d’un essai mécanique simple qui permet d’accéder à de nombreuses propriétés mesurables utiles au développement de nouveaux matériaux. Mais cette technique est encore mal maitrisée et parfois très mal appliquée. L’objectif est donc d’en préciser les contours et les modalités tant dans l’application que dans l’analyse des données.

Dans le cadre de collaborations informelles ou institutionnelles avec des laboratoires nationaux, régionaux et internationaux, l’équipe a pu étudier des matériaux aussi surprenants que des os de bœuf, du marbre et plus largement des géo-matériaux, mais aussi des prothèses de hanche, des disques de frein, des piles à combustible, des matériaux pour les semi-conducteurs et plus récemment des matériaux biosourcés etc. Le matériau reste un prétexte au développement de l’indentation instrumentée car les conditions quasi infinies de sollicitations permettent d’aborder une grande diversité de propriétés et de comportements mécaniques (dureté, module d’élasticité, propriétés de traction, ténacité, fluage, fatigue…). Du point de vue purement scientifique, la compréhension des phénomènes mis en jeu est approfondie pendant l’essai d’indentation. Certains paramètres à considérer pour obtenir des données fiables ont été identifiés. En particulier, la nécessité de prendre en compte la rigidité de la machine alors qu’elle est déterminée une fois pour toute en nanoindentation a été montrée, l’accent a été mis sur l’influence de l’effet de taille dans la mesure des propriétés mécaniques, le calcul de l’aire de contact a été simplifié et les déformations autour de l’empreinte pour calculer les propriétés mécaniques sont considérées. L’effet du défaut de pointe en microindentation même s’il est souvent négligé à cette échelle est aussi mis en avant.

Pour atteindre cet objectif ambitieux, plusieurs laboratoires de la région ont été fédérés pour unir les moyens et les compétences : le MSMP de l’ENSAM de Lille ; le LMCPA de Maubeuge (Université de Valenciennes) ; le LGcGE de Douai (école des Mines) ; l’UMET de Villeneuve d’Ascq (Université de Lille). A titre d’exemple avec l’école des Mines de Douai, un indenteur sous MEB (voir photos) permettant de filmer l’indentation et d’observer in-situ les mécanismes de déformation et de fissuration visibles autour de l’empreinte a été développé.

Dans le cadre de ses activités visant la formation pour et à la recherche financée par l’agence universitaire de la francophonie, le bureau pour l’Europe centrale et orientale de l’AUF a établi une convention de partenariat entre :
– L’université Politehnica de Timisoara (Roumanie) représentée par le recteur Viorel-Aurel SERBAN,
– L’université Lille 1 (France) représentée par son président Jean-Christophe CAMART,
– L’université Obuda de Budapest (Hongrie) représentée par le recteur Mihaly REGER.

Pour chaque établissement membre du consortium, un doctorant francophone et son directeur de thèse participent aux séminaires dans le cadre du projet.

  • Université Politehnica de Timisoara – département d’ingénierie de matériaux et fabrication
    • Directeur de thèse : SERBAN V.A.
    • Doctorant : KAZAMER N.
  •  Université Lille 1 – laboratoire de mécanique de Lille
    • Directeur de thèse : CHICOT D.
    • Doctorant : KOSSMAN S.
  •  Université Obuda de Budapest – faculté d’ingénieur en mécanique et techniques de sécurité
    • Directeur de thèse : RAJNAI Z.
    • Doctorant : BARANY I.

Les séminaires francophones ont été organisés de la manière suivante :
– Lille, du 15 au 17 novembre 2016, au département génie mécanique et productique de l’institut universitaire de technologie A de Lille, salle du conseil.
– Budapest, du 12 au 14 juin 2017, dans la faculté d’ingénierie mécanique et de la technique de la sécurité en ingénierie Donat Banki, salle du conseil.
– Timisoara, du 15 au 17 juin 2017, au centre de recherche pour la production et la caractérisation des matériaux avancés, SPM.

Les thématiques des séminaires portent sur l’élaboration, la caractérisation et l’utilisation de matériaux avancés.

Responsable de l’antenne LML : Didier Chicot

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// En cours d’installation

Antenne phénomènes aux interfaces matériaux et milieux biologiques (PI2MB) :

En collaboration avec le laboratoire UMET de l’université, l’IUT souhaite mettre en place une antenne permettant le développement d’une recherche transversale ayant pour thème majeur « la qualité sanitaire des produits alimentaires et l’hygiène des équipements ». En effet, l’encrassement des surfaces en industries agro-alimentaires (IAA) correspond principalement à la formation d’un dépôt lié à l’instabilité thermique ou physico chimique de solutions alimentaires lors de la transformation des produits ou encore à la présence de microorganismes pathogènes ou d’altération en paroi. De tels encrassements biologiques ou contaminations microbiennes sont le plus souvent favorisés par la présence d’un dépôt organique persistant sur les surfaces d’équipements. Les études scientifiques antérieures menées dans le cadre de financements publiques ou privés avec des industries de la région ou de l’étranger ont montré que la maîtrise des contaminations des aliments par les équipements et les surfaces à contact alimentaire lors de leur itinéraire technologique passe par :

  • la caractérisation des entités encrassantes en intégrant la composition chimique des solutions et leur vécu
  • le développement de nouveaux revêtements grâce aux traitements chimiques de surface
  • le développement de nouvelles connaissances sur les interactions bactéries-aliments/matériaux, pour mettre en place des stratégies innovantes limitant l’adhésion et donc la formation de biofilm
  • l’évaluation environnementale de nouvelles procédures/technologies pour la mise en place de pratiques éco-efficientes dans le domaine du nettoyage

Cette thématique de recherche se propose, par des approches fondamentales et appliquées, d’étudier de façon exhaustive et multi-échelle les interactions à l’interface. Il est donc essentiel, d’un point de vue appliqué, de proposer des stratégies et outils innovants d’investigation.

D’autres antennes sont en cours d’installation.