Jean-Marc THIRIET, directeur de GIPSA-labChères lectrices, chers lecteurs,

Voici la troisième édition des faits marquants de Gipsa-lab. Cette publication annuelle permet de vous présenter les enjeux de l’activité du labora- toire, son actualité scientifique et organisation- nelle, les liens avec ses partenaires, et de mettre l’accent sur quelques événements marquants de l’année, l’exhaustivité étant ici naturellement impossible.

Un événement marquant de l’année 2014, pour l’ensemble du laboratoire, a été la préparation de l’évaluation quinquennale. Cette préparation s’est faite en trois temps :

- Une première phase en 2013 de rencontres des équipes où, sous forme de séminaires scien- tifiques, chaque équipe a fait la synthèse de ses activités et commencé à se projeter dans l’avenir.

- Une seconde phase début 2014 où des ré- flexions ont été menées en termes de gouver- nance, et ont permis une réflexion collective, un partage des points de vue, et de faire émer- ger une nouvelle équipe de direction.

- La phase de préparation de l’évaluation pro- prement dite, sous la forme de la rédaction du rapport, a été gérée comme un projet de pilo- tage, et a mobilisé l’ensemble des équipes, des services et des acteurs de Gipsa-lab.

Le comité de visite, composé de 14 personnes, est venu début décembre 2014 durant trois jours ; ces trois jours ont été riches d’échanges fructueux et ont permis de mettre en musique cet exercice d’évaluation mais surtout d’auto- évaluation qui, chaque quinquennat, nous per- met de nous poser des questions sur notre posi- tionnement, et de prendre le temps d’un arrêt afin de nous repositionner vers l’avenir…

Ce qui fait un laboratoire, ce sont bien sûr les femmes et les hommes qui le constituent ; si un nombre assez important de collègues ont fait valoir leurs droits à la retraite, de nouveaux col- lègues nous ont également rejoints. Je tiens à insister ici sur l’apport fondamental des collè- gues des services mutualisés de Gipsa-lab, tous experts de leurs domaines et toujours prêts à apporter leur contribution, ce qui participe à la qualité de la vie menée à Gipsa-lab et à l’inté- rêt du travail que l’on peut y effectuer. Grâce à l’activité en croissance forte du laboratoire, no- tamment dans le domaine Européen, nous avons été amenés à recruter des collègues en CDD, qui sont venus renforcer les services, je tiens à les remercier également pour leur contribution importante et leur excellente intégration à la vie du laboratoire.

Nous avons mis à l’honneur des événements de l’actualité de l’année qui, presque tous, permettent de prendre la mesure de la réalité de la pluridisciplinarité de Gipsa-lab. Une de nos jeunes collègues enseignante-chercheure a été admise comme membre junior de l’Institut Universitaire de France pour ses travaux autour du développement de la parole chez l’enfant.

L’Energie, thème fort du laboratoire, est à l’hon- neur, où nos compétences dans les domaines

de l’automatique, du signal, de la surveillance, sont mis à profit dans le cadre de partenariats aussi bien avec de grands opérateurs que des petites PME. Nos collaborations, dans le cadre d’un laboratoire commun avec le CEA-LETI, sont également présentées. Un fait marquant de l’an- née 2014 a été la publication dans Nature d’un article couvrant la découverte de l’influence de quatre gaz dans la destruction de la couche d’ozone, cette découverte a été possible dans le cadre d’un travail de collaboration internatio- nale important, composé d’équipes aux compé- tences complémentaires, parmi lesquelles deux laboratoires grenoblois dont Gipsa-lab. Le trai- tement des données géo-linguistiques permet finalement de mettre en musique un ensemble important de données dont Gipsa-lab est le détenteur ; cela consiste en l’acquisition de sources sonores vocales de divers dialectes et variétés linguistiques régionales, qui ont évolué au cours du temps. Dans ce numéro, nous avons également mis l’accent sur des applications dans le domaine de la santé et de la mesure du mouvement.

Une richesse de Gipsa-lab est donc sa pluridis- ciplinarité, qui se traduit par la cohabitation au sein du laboratoire de plusieurs communautés de spécialistes (automaticiens, traiteurs du si- gnal, de l’image, de la parole, linguistes, aéro- physiciens, bio-mécaniciens…) bien reconnus et ancrés dans leurs spécialités et qui peuvent, au sommet de leurs états de l’art respectifs, colla- borer ensemble pour résoudre des verrous scien- tifiques ou sociétaux toujours plus complexes.

Ce bilan, qui est finalement, en cette année 2014, en résonance avec les résultats de l’éva- luation de Gipsa-lab, est l’excellence du labora- toire dans les différents critères de l’HCERES ; nous pouvons tous être fiers de cette brillante réussite collective.

Ce laboratoire est vraiment une belle aventure humaine et collective. Je tiens à remercier ici l’ensemble des collègues, en particulier les anciens directeurs de Gipsa-lab comme des anciennes unités constitutives : ils ont eu l’idée et la vision et se sont attelés à la création du laboratoire, qui a atteint une échelle qui permet aujourd’hui à la fois de favoriser la rencontre et la collaboration des spécialistes dans le contexte pluridisciplinaire évoqué plus haut, mais aussi de construire des services mutualisés bien di- mensionnés et suffisamment complémentaires pour répondre à la majeure partie des besoins d’un laboratoire en dynamique permanente.

Le laboratoire est maintenant bien assis et ins- tallé, l’impression est que la grande majorité de ses acteurs y vivent et travaillent bien. Une grande collectivité comme Gipsa-lab nécessite un regard de tous les instants, nous devons y veiller comme à un bouquet de jolies fleurs…

Je vous souhaite à tous une bonne découverte ou redécouverte de Gipsa-lab.

Jean-Marc THIRIET, directeur de GIPSA-lab Chères lectrices, chers lecteurs,

EVALUATION

GIPSA- lAb en bref : retour Sur l ’ évAluAtIon du lAborAtoIre

Les 2, 3 et 4 décembre 2014, GIPSA-lab a été évalué dans le cadre de la vague A. Le comité de visite s’est réuni durant 2 jours au cours desquels la direction, les équipes et les personnels ont pu présenter leurs activi- tés du quinquennat sur la période 2009-2014.

Nous publions ici quelques informations sur le bilan de cette période.

GIPSA-lab, laboratoire de recherche pluridisciplinaire sur les Signaux et les Systèmes, est à l’interface entre les mondes physiques (réels) et numériques. Les aspects fédérateurs du laboratoire concernent l’étude et la transformation de signaux physiques (électromagnétiques, acoustiques, optiques), bio- logiques et artéfactuels, par la mise en oeuvre de systèmes, généralement numériques, nécessaires pour les traiter afin de les améliorer, d’en extraire des données ou de l’information pertinente, qui autorisent la prise de décisions : détection, sur- veillance, diagnostic, commande, actions.

300 ^PerSonneS

0 100 200 300 400 500

UPMF INRIA Stendhal UJF Grenoble INPCNRS

Origine des crédits de fonctionnement institutionnels (2013)

Total : 845 Keuros

15 M€ de crédItS conSolIdéS en 2013

dont 4 M€ de dotAtIonS et contrAtS

0 1 2 3 4 5

INRIA UPMF Stendhal Grenoble INPUJF

CNRS

Origine des crédits de la masse salariale institutionnels (2013)

Total : 11 065 Keuros

0 1000 2000 3000 4000 5000

Privé Collectivités Autres public PIA Europe

ERC ANR 4693

634 851

351 306 1026

Origine des crédits sur contrats publics et privés (2013)

Total : 3 082 Keuros

134

69

34 14 40

Doctorants Post-doctorants

ITA-IAT Chercheurs

Enseignants-chercheurs

0 10 20 30 40 50 60

> 60 50-59 40-49 30-39 20-29

ITA-IAT Chercheurs

Enseignants-chercheurs

Pyramide des âges

EVALUATION

ED Hors Grenoble ED Etrangères OISP I-MEP2 MSTII EDISCE LLSH TUE EEATS

256 15

17

28 8 20

Provenance des doctorants par école doctorale

355 doctorAntS AccueIllIS en 5 AnS dont 71 % tItulAIreS d ’ un M ASter

Afrique Asie Australie Amérique CEI Europe Grenoble France

Provenance des doctorants selon leur origine de Master

164 93 28 18

24 32

05 10 15 20 25 30 35 40

Industriels Bourses étrangères

Contrat doctoral (universités, ANR, Labex) Allocations doctorales

Brevets et dépôt APL Chapitres d'ouvrages Ouvrages et direction d'ouvrages Conférences internationales Articles de revues internationales

674

1363 41 120 37

e ncAdreMent de 362 thèSeS Sur 5 AnS ,

dont 200 SoutenueS

f ^ort déveloPPeMent Au

nIveAu euroPéen : 3 erc,

ProjetS fP7 ^et KIc I ^nno e ^nerGIe

30 % deS PublIcAtIonS Sont SIGnéeS Avec un co -

Auteur étrAnGer

550 PublIcAtIonS PAr An en Moyenne

Ces 5 années passées ont vu se développer de nouveaux équipements expérimentaux qui constituent la singularité du laboratoire : en robotique aérienne (plate-forme MOCA), en robotique humanoïde (robot NINA), dans le domaine du transport (plate-forme INOVE), y compris en externe

1 000 M

²

^{de PlAteS} -

forMeS exPérIMentAleS

MOBILITE DES PERSONNELS

Elisabetta CARPITELLI,

recrutée en tant que professeur en Sciences du Langage à l’Université Stendhal le 1^er septembre 2014, a intégré GIPSA-lab dans l’équipe VSLD. Elle est spécialiste de dialectologie et géolinguistique romanes et co-dirige l’Atlas Linguistique Roman. Ses recherches s’articulent autour de la sémantique motivationnelle ainsi que de la structure et des processus phoné- tiques et phonologiques des variétés dialectales romanes. Membre de GIPSA-lab de 2008 à 2010, elle a dirigé le laboratoire niçois Bases, Corpus, Langage UMR 7320 (INSHS) de 2012 à 2014.

Takayuki ITO

, chercheur CNRS, a rejoint l’équipe PCMD le 1^er décembre 2014. Ses recherches portent sur des questions théoriques des unités et des processus de communication parlée et trouvent des débouchés applicatifs dans le domaine de l’apprentissage et du handicap.

PhD de l’université de Chiba (Japon), il a travaillé au sein du groupe Discours du NTT Communication Sciences Laboratories (Japon), puis a rejoint le célébre Haskins Laboratories (USA) où il développe un travail très original sur le rôle fonctionnel de la coordination sensori-motrice dans la perception de la parole et de la production.

Ronald PHLYPO

, maître de conférences Grenoble INP à l’Ecole PHELMA, a rejoint l’équipe ViBS depuis le 1^er septembre 2014.

Spécialiste en traitement de signaux biomédicaux, ses thèmes de recherche portent sur la séparation de sources, la multi-modalité et l’estimation d’interac- tions entre variables pour des applications en imagerie médicale.

Post-doctorant à GIPSA-lab de 2009 à 2012, Ronald Phlypo a été chercheur associé à l’université de Baltimore (USA) en 2013, puis dans l’équipe Parietal d’Inria-Saclay.

c

hercheurS PerMAnentS

A

ccueIlS en déléGAtIon

P

erSonnelS d

’

AccoMPAGneMent

delA recherche

Mariela Adelina PORTESI,

chercheure CONICET et professeur à l’Instituto de Física de La Plata (IFLP) et à la Faculdad de Matématica de l’Universidad Nacional de La Plata (UNLP), en Argentine, a été accueillie de janvier à juin 2014 dans l’équipe CICS pour travailler avec Steeve ZOZOR sur les formulations quantitative du principe d’incertitude à l’aide d’entropies généralisées, et sur les généralisations de l’inégalité de Landau-Pollak.

Wenzhi LIAO,

post-doctorant à iMinds-Telin-IPI, Ghent University, en Belgique a été accueilli de juin 2014 à juillet 2014 dans l’équipe SIGMAPhy pour travailler avec Jocelyn CHANUSSOT sur l’imagerie à très haute résolution spatiale.

Sergio JESUS,

professeur à l’Universidade do Algarve (Faro) au Portugal, a été accueilli en tant que professeur invité Grenoble INP/PHELMA de mai à septembre 2014 dans l’équipe SIGMAPhy pour travailler avec Jérôme Mars et Barbara Nicolas sur la tomographie acoustique passive océanique.

Mario PARENTE,

assistant professeur de l’Université du Massachusetts a été accueilli de décembre à janvier 2014 dans le cadre de l’ERC CHESS pour travailler avec Christian Jutten et Jocelyn Chanussot sur le démélange spectral en

Christine ROMERO,

agent titulaire de l’Université Stendhal a rejoint le ser- vice Direction et Ressources humaines du laboratoire le 1^er septembre 2014. Elle a en charge la gestion de ressources humaines, la gestion de certains colloques, des aspects de logistique et de gestion financière. Christine travaillait précé- demment à la Direction de la logistique et des marchés publics de l’Université Stendhal.

Martine BROSSIER,

agent titulaire CNRS, a rejoint le service Direction et Ressources Humaines du laboratoire le 1^er avril 2014, en tant qu’assistante de direction ; elle assure également d’autres missions notamment en gestion des ressources humaines. Martine a rejoint le laboratoire après avoir quitté le LTHE pour disponibilité en 2010.

MOBILITE DES PERSONNELS

Nathalie GUYADER,

maître de conférences UJF, a effectué une délégation CNRS d’une année en restant au GISPA-lab. Cette délégation lui a permis de se concentrer sur des travaux de recherche menés en collaboration avec M. Boucart du laboratoire de Neuroscience Fonctionnelle et Pathologies, de Lille dans le cadre du projet ANR LowVision : Perceptual and cognitive processes after partial or total loss of macular vision : towards a more ecological approach. Dans le cadre de ce projet, Nathalie Guyader travaille avec Anne Guérin Dugué et Raluca Vlad (post doctorante) sur un modèle de perception visuelle, inspiré du fonctionnement du système visuel, permettant de traiter non seulement le champ visuel central mais également périphérique ; l’objectif final d’un tel modèle étant de mieux com- prendre le fonctionnement de la vision périphérique afin de développer des outils de visualisation de texte et/ou de stimuli visuels adaptés à des patients atteints de dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) et qui perdent totalement leur vision centrale et utilisent uniquement leur vision périphérique.

Emmanuel WITRANT

a été nommé « Guest Professor » au Katholieke Univ.

Leuven (Scientific Computing Research Group of the Department of Computer Science et Optimization in Eng. Center - OPTEC groups) et « collaborateur scien- tifique » à l’Université Libre de Bruxelles. Lors de cette mobilité, il a pu dévelop- per une autre approche sur son thème de recherche concernant le transport en milieu hétérogène et notamment y rapprocher la vision « automatique » des sys- tèmes à celle des problèmes inverses (conception plus « mathématiques appli- quées ») dans le cadre de l’optimisation et sur l’analyse de transport en 2D pour les calottes polaires.

M

obIlIté deS chercheurS

l

eS déPArtS de

GIPSA-

lAb

Thierry BLANC,

technicien Grenoble-INP a fait valoir ses droits à la retraite à compter du 1^er janvier 2015 ; il exerçait la fonction de technicien électronicien au service Plateforme et Projets.

Matija EXEL,

ingénieur de recherche Grenoble-INP a fait valoir ses droits à la retraite à compter du 22 août 2014 ; il exerçait la fonction de chef de projet développement logiciel au service Plateforme et Projets.

Jean-Michel DION,

directeur de recherche CNRS, a fait valoir ses droits à la retraite à compter du 1^er avril 2015 ; chercheur dans l’équipe SLR, Jean-Michel DION a été directeur du GIPSA-lab d’avril 2010 à mars 2011.

Jean-Claude GIRARDET,

ingénieur de recherche CNRS, a fait valoir ses droits à la retraite à compter du 1^er août 2014 ; il exerçait la fonction de respon- sable du service Patrimoine depuis la création de Gipsa-lab en 2007 et a assuré la fonction de conseiller à l’organisation auprès du directeur.

Marie Rose ALFARA,

ingénieur d’études CNRS, a fait valoir ses droits à la retraite à compter du 1^er février 2014 ; elle exerçait la fonction de responsable du service Financier de GIPSA-lab depuis la création du laboratoire.

Jean-Marc CHASSERY,

directeur de Recherche CNRS, est chercheur émérite depuis le 25 avril 2014, au Département Signal et Image dans l’équipe AGPiG ; Jean-Marc Chassery a été directeur du LIS de 2000 à 2007 et directeur du GIPSA-lab de 2007 à 2010.

Jeanine MEDELICE,

professeur à l’Université Stendhal, est professeur émérite au Département Parole et Cognition dans l’équipe SLD depuis le 1^er octobre 2014.

DISTINCTIONS

GeorGIA cAbleA, doctorante dans l’équipe SAIGA, a reçu le

LEN GELMAN Award for the Best Paper

délivré par the British Institute of Non- Destructive Testing en juin 2014 (Manchester) à la conférence internationale Condition Monitoring (CM 2014). Le titre de sa communication, issue de tra- vaux réalisés dans le cadre du projet KAStrion, est intitulée Method for computing efficient electrical indicators for offshore wind turbine monitoring, (co-auteurs Pierre Granjon et Christophe Bérenguer).

MAuro dAllA MurA, enseignant-chercheur Grenoble INP, dans l’équipe SIGMAPhy a reçu le

Best Paper Award de l’International Journal of Image and Data Fusion

(IJIDF) pour son article Classification of hy- perspectral data using extended attribute profiles based on supervised and unsuper- vised feature extraction techniques. Ce prix lui a été décerné pour l’originalité et la qualité de l’article et sa contribution au domaine de la télédétection.

3 papiers, issus des équipes SIGMAPhy et AGPiG, ont été distingués dans le

Top 10 % Best Paper Award

de l’IEEE International Conference on Image Processing (ICIP2014)-

- A forward-backward view of some primal-dual optimization methods in image reco- very. (P. Combettes, L. Condat, JF. Pesquet, B.C. Vu)

- Enhancing hyperspectral image quality using nonlinear PCA (G. Licciardi, J.

Chanussot, G. Vasile, A. Piscini)

- Hyperspectral super-resolution of locally low rank images from complementary mul- tisource data (M. Veganzones, M. Simoes, G. Licciardi, J. Bioucas, J. Chanussot)

AlexAndre bArAchAnt a emporté la

compétition internationale DecMeg2014

: Predict visual stimuli from MEG recordings of human brain activity. Le but de la compétition est de prédire la catégorie de stimulus visuel présenté à un sujet à partir de son activité cérébrale. Cette activité est capturée à partir de données enregistrées en magnétoencéphalographie. 267 équipes de recherche ont participé à cette compétition d’avril à juillet 2014.

delPhIne breSch-PIetrI, chargée de recherche CNRS dans l’équipe SLR, a reçu le

European Phd Award on Control for Complex and Heterogeneous Systems

lors de l’European Control Conference (ECC14, Strasbourg). Ce prix est décerné chaque année par l’European Embedded Control Institute (EECI), pour récompenser la meilleure thèse en Europe dans le domaine du contrôle de systèmes complexes et hétérogènes. Delphine Bresch- Pietri a effectué sa thèse intitulée Commande robuste de systèmes à retard va- riable : Contributions théoriques et applications au contrôle moteur sous la direction de Nicolas Petit (MINES ParisTech) et la supervision de Jonathan Chauvin (IFP Energies nouvelles).

Le

Prix Robert-Houdin

a été attribué à IoAn-doré lAndAu, tudor- boGdAn AIrIMItoAIe (équipe SLR), et leur co-auteurs pour leur article inti- tulé : Adaptative active vibration isolation - A control perspective. Ce prix, remis par la Communauté d’agglomération AGGLOPOLYS, est destiné à récompenser la communication la plus originale présenté au cours du 4^e colloque francophone

« Analyse Vibratoire Expérimentale » qui s’est tenu à Blois en novembre 2014.

NOMINATION

A nne v IlAIn noMMée MeMbre junIor

à l ’I nStItut u nIverSItAIre de f rAnce

A^nne v^IlAIn est maître de conférences en Phonétique à l’Université Stendhal de Grenoble depuis 2001. Ses travaux de recherche se déroulent au départe- ment Parole et Cognition au sein de l’équipe « Parole, Cerveau, Multimodalité, Développement ». Après une formation en Sciences du Langage, elle a obtenu en 2000 un doctorat sur la modélisation de la production de parole à partir de données cinéradiographiques, et l’étude de la coarticulation chez l’adulte et les enfants. Ses travaux se sont ensuite orientés en particulier vers le développement de la parole chez l’enfant, chez les enfants monolingues ou bilingues, ou porteurs de différents troubles (dyslexie, surdité, dysphasie, dyspraxie, etc.) ; mais aussi vers l’interaction geste manuel/parole au cours du développement et dans la pro- duction de parole adulte. Ses enseignements concernent la phonétique articula- toire, acoustique et expérimentale, la phonologie, l’acquisition, la morphogenèse, et la phylogenèse du langage, et les processus cognitifs associés au traitement de la parole. Au cours de l’année 2011-2012, elle a enseigné la phonétique/pho- nologie au Département de Linguistique de la University of California à Berkeley.

Votre travail concerne le développement de la parole chez l’enfant. Pouvez-vous nous en dire plus ?

Anne vIlAIn : Nous essayons de comprendre en quoi ce développement de la pa- role est conditionné par l’interaction entre les capacités de production et de per- ception de parole de l’enfant, et les informations qui lui viennent de son environ- nement linguistique. Les enfants naissent tous (sauf handicaps) avec les mêmes éléments de départ : les capacités de production et de perception de la parole sont universelles. Mais ils vont être confrontés à une langue particulière, avec une structure spécifique et une phonologie, c’est-à-dire une structuration sonore d’une langue, propre. Mes recherches essaient de déterminer à quel moment, par quel biais et par quelle chronologie les enfants arrivent à intégrer la phono- logie de leur langue. Pour tester l’apprentissage de ces phonologies, je participe à plusieurs projets internationaux, par exemple avec des enfants allemands ou de Nouvelle-Calédonie qui apprennent à la fois le français et le drehu, la langue locale, avec des systèmes sonores différents.

Quel est le lien avec les sciences de l’information ?

A. v. : Je viens pour ma part des sciences du langage, donc des Sciences Humaines, mais j’ai la chance d’être dans un laboratoire très pluridisciplinaire, le Gipsa-lab, et plus particulièrement dans le Département Parole et Cognition de ce laboratoire. Cela me permet de travailler au quotidien avec des spécialistes en acoustique, en traitement du signal, en robotique, en sciences cognitives, en neu- rophysiologie, etc. La rencontre de nos compétences multiples nous permet de décrire, d’analyser, de modéliser cet objet physique et cognitif qu’est la parole.

Par exemple, je collabore avec des collègues de traitement du signal pour l’ana- lyse des productions vocales des enfants : il est évidemment difficile d’utiliser des outils invasifs tels qu’un articulographe, pour observer les mouvements du conduit vocal des très jeunes enfants. Il faut donc passer par l’analyse acoustique de leurs productions vocales pour tenter d’en inférer les gestes articulatoires correspondants, et donc les contrôles moteurs impliqués. Par exemple, pour pro- duire la voyelle « u » (comme dans « tu ») l’enfant francophone doit apprendre à placer sa langue en haut et à l’avant de son conduit vocal, et à projeter ses lèvres vers l’avant. Si l’un de ces gestes articulatoires est mal maîtrisé, cela va provo- quer des modifications dans la nature acoustique de sa voyelle. Nous utilisons ces altérations acoustiques pour comprendre à quel stade en est l’enfant dans son développement. Autre exemple, je travaille également sur les gestes manuels, Interview réalisée par Laure Guion,

(INS2i/CNRS)

et leur lien avec la parole et le langage, chez les enfants et les adultes. Ma colla- boration avec des collègues de l’INS2I, me permet d’analyser, de quantifier et de caractériser ces mouvements, puis éventuellement de les simuler à l’aide d’un robot humanoïde, ou d’étudier les circuits neuraux associés à l’utilisation de cette modalité gestuelle du langage.

Quelles sont les applications de cette étude du développement de la parole ? A. v. : Mon but fondamental est de com- prendre comment la parole se développe, pour justement comprendre pourquoi certaines fois elle ne se met pas en place ou de façon pathologique. Pour étudier le rôle des différents facteurs (phonologie, perception et production), nous étudions des situations typiques, mais aussi des situations où l’un des facteurs est altéré.

Pour les situations non altérées, je tra- vaille en lien avec le Babylab de Grenoble pour un travail sur le développement très précoce (à partir de 3 mois, ils re- cherchent d’ailleurs des volontaires !), mais aussi sur des étapes plus tardives du développement (jusqu’à 15 ans).

Une partie de mon projet concerne la production de parole chez les enfants sourds porteurs d’implants cochléaires. Ces implants remplacent une partie du système auditif qui s’occupe du traitement et de l’analyse du signal spectral et temporel. L’information que ces enfants reçoivent est très différente du si- gnal fourni par un système auditif fonctionnel, comme si l’information auditive était extrêmement « pixellisée ». Nous travaillons donc, en lien avec le CHU de Grenoble, pour définir les spécificités de production et de perception de parole chez ces enfants. Notre but est de pouvoir faire un retour aux orthophonistes et producteurs d’implants, afin d’améliorer les techniques de rééducation, et aussi éventuellement le produit. De manière générale, je travaille de plus en plus avec des orthophonistes qui ont besoin d’informations sur le développement de la parole, pour mieux diagnostiquer les différents troubles associés.

NOMINATION

Contact :

Anne vIlAIn, équipe PCMD anne.vilain@gipsa-lab.fr

http://www.babylab-grenoble.fr/

rôle deSInterActIonS PercePtIon/ProductIon/InPut dAnSle déveloPPeMent deScAtéGorIeSPhonoloGIqueS

C’est le titre du projet de recherche qu’Anne Vilain poursuivra dans le cadre de sa nomination à l’IUF durant 4 ans. Il a pour objet l’étude du développe- ment de la parole chez l’enfant, et de la façon dont les contraintes motrices, les apprentissages articulatoires, les informations de l’environnement lin- guistique, les informations perceptives multimodales et les facteurs sociaux conditionnent la construction des représentations phonologiques et le dérou- lement de l’acquisition du langage.

l A t héMAtIque enerGIe dAnS GIPSA- lAb

ENERGIE

Les travaux de recherche sur la thématique de l’énergie à GIPSA-lab se développent depuis plusieurs années au travers de nombreux projets à l’initiative d’institutions tant locales, régionales que nationales : ANR, ADEME, Institut Carnot Energie du Futur, Pôle de compétitivité Tenerrdis.

Les travaux des équipes de GIPSA-lab dans ce domaine, aujourd’hui très dynamique, s’appuient également sur des partenariats solides et du- rables avec les acteurs privés majeurs de la filière énergétique tels que EDF, Schneider Electric, Alstom ou le CEA. La thématique de l’énergie à GIPSA-lab correspond à une activité englobant 27 thèses et générant près de 4 M€ de ressources sur le dernier quadriennal.

L’enjeu du 21^e siècle est clairement celui de l’énergie. Négocier cet enjeu néces- site une synergie entre deux pôles d’innovation : celui des procédés et celui des algorithmes.

L’émergence de nouveaux procédés et d’objets dotés d’une autonomie et d’un pouvoir de communication sans cesse croissant s’est fait plus vite que la matu- ration des protocoles et paradigmes qui doivent régir leur exploitation. Cet écart est accentué par un marché de plus en plus dérégulé dans lequel, la séparation entre consommateurs et acteurs s’estompe rendant caduques les schémas de décision traditionnels. Il en résulte qu’une grande partie des avancées futures résidera dans l’utilisation d’algorithmes performants et distribués qui seront au cœur de ces objets et qui les relieront entre eux.

Le rôle de ces algorithmes se situe à deux niveaux : celui de l’observation et celui de l’action. Ces deux niveaux se trouvent au coeur des thématiques de GIPSA-lab à savoir, le traitement du signal et de l’image d’une part et la théorie des sys- tèmes dynamiques et leur optimisation, d’autre part.

C’est ainsi tout naturellement que la thématique de l’énergie est devenue, au cours des dix dernières années, une thématique majeure de GIPSA-lab et ce quel que soit l’indicateur retenu : ressources contractuelles, thèses, projets euro- péens, projets ANR, projets nationaux ou publications.

Commande optimale de vallées hydro-électriques

Evaluation de ressources par imagerie

Cycles combinés hybrides avec stockage

Monitoring radar des infrastructures énergétiques

Quartiers intelligents

Réduction des pics de consommation

Machines thermodynamiques

Cryogénie

Photovoltaïque et stockage

Tokamak

Turbines/pompes

Fermes hydroliennes

Diagnostic et surveillance

ENERGIE

o PtIMISAtIon de cycle coMbIné hybrIde

Avec énerGIe renouvelAble

Dans un contexte d’augmentation des besoins énergétiques, de raréfac- tion des ressources fossiles et de préoccupations environnementales croissantes, l’intégration de renouvelables à la production d’énergie fait partie des grands enjeux de nos sociétés. Une solution est le couplage de centrale à cycle combiné avec des sources d’énergie renouvelable.

La gestion intelligente d’une telle installation peut permettre non seulement d’optimiser son rendement, mais aussi d’augmenter sa capacité de participation aux services système, de minimiser sa consommation de ressources, de pallier les problèmes d’intermittence des énergies auxiliaires, et enfin de garantir des gains économiques sur l’ensemble.

Face à un manque d’étude couvrant les aspects dynamiques de ce type d’instal- lation, l’enjeu de la collaboration EDF-GIPSA-lab réside dans le développement de stratégies de régulation prenant en compte les différents sous-systèmes mis en jeu et leurs interactions, visant, à terme, à optimiser le fonctionnement de l’ensemble, sa flexibilité, et sa participation aux services réseaux.

Les étapes de modélisation dynamique, synthèse de commande élément par élé- ment, et stratégie de coordination de l’ensemble déjà réalisées fin 2014 dans le cadre de recours à du solaire thermique, sont prometteuses pour cet objectif.

Références

J. Leo, C. Kharrat, A. Voda, G. Besancon, F. Davelaar, Modeling and control of a Linear Fresnel Reflector for an Integrated Solar Combined Cycle, 13th European Control Conference, Strasbourg, France, Juin 2014.

J. Leo, F. Davelaar, G. Besancon, A. Voda, Solar Parabolic Trough reflector mode- ling and application to control for a Combined Cycle Power Plant, IEEE Multi- conference on Systems and Control, Antibes, France, Octobre 2014.

J. Leo, F. Davelaar, G. Besancon, A. Voda, A. Girard, Coordinated control for an in- tegrated solar combined cycle, 14th European Control Conference, Linz, Austria, Juillet 2015 (à paraître).

Ce projet se déroule dans la cadre d’une collaboration entre EDF R&D Chatou et les équipes SLR et SySCo de GIPSA-lab. Il fait l’objet d’une thèse CIFRE menée par Jessica LEO.

Contacts :

AlInA vodA, équipe SLR alina.voda@gipsa-lab.fr

GIldAS beSAnÇon, équipe SySCo gildas.besancon@gipsa-lab.fr

Photo energie.edf.com

Cycle Combiné avec Solaire Linear Fresnel Reflector

Arc locAtor - S yStèMe de détectIon d ’ ArcS électrIqueS dAnS leS MoyenS de ProductIon PhotovoltAïque

La caractérisation des arcs électriques constitue un sujet très important dans le contexte de la surveillance des systèmes électriques (panneaux photovoltaïques, connecteurs en tout genre, armoires électriques, etc.).

Les difficultés majeures ont trait au caractère transitoire de ces phéno- mènes, ce qui nécessite l’utilisation de capteurs sophistiqués et chers.

En pratique, deux phénomènes associés à la création d’arcs électriques sont exploités et peuvent être groupés selon le moyen de propagation : en champ guidé (signature électrique se propageant dans le réseau) et en champ libre (acoustique, électromagnétique,..). Le projet Arc Locator, réalisé dans le cadre de l’Institut CARNOT « Energies du Futur », pro- pose un système de détection et de localisation d’arcs électriques qui combine les avantages de chaque mode de propagation dans la perspec- tive de créer une méthodologie de traitement générique et efficace.

Dans le contexte de l’analyse des arcs électriques, les bonnes performances de détection peuvent être assurées par un monitoring continu de l’équipement ainsi que la surveillance globale du système. Une telle surveillance impose le déploie- ment d’un nombre important de capteurs avec des technologies différentes, testées et partiellement utilisées actuellement (électrique, électromagnétique, infrarouge, acoustique, vibration, …), d’où l’intérêt de disposer de capteurs avec un coût aussi réduit que possible. Ces deux critères, capacité et coût, constituent des atouts pour de réels débouchés et de mise sur le marché d’une solution.

Le projet Arc Locator, réalisé au sein de l’équipe SIGMAPhy et en collaboration avec l’équipe SYREL de G2Elab, a abouti à la réalisation d’un système de locali- sation distribué, composé de plusieurs nœuds de détection, analyse et localisa- tion qui couvrent le périmètre à surveiller. Chaque nœud est un réseau hybride de capteurs car il est composé d’une antenne électromagnétique à large bande et de trois capteurs ultrasonores, à large bande également.

Au niveau de traitement du signal, le système est organisé en deux niveaux, per- mettant ainsi de réduire le taux des fausses alarmes tout en réduisant la consom- mation énergétique du nœud. Ainsi la détection électromagnétique constitue le premier niveau de traitement et qui, effectuée à l’aide des dispositifs passifs, offre l’avantage de l’autonomie énergétique du système. La détection se fait par un algorithme simple de comparaison de l’énergie dans la bande de l’antenne entre des fenêtres d’analyse successives. Une fois la signature électromagné- tique détectée, le deuxième niveau de traitement est déclenché, celui basé sur la localisation à l’aide de l’antenne ultrasonore.

Le point d’innovation principale en termes de traitement du signal est la méthode non-paramétrique mise en place pour la détection des transitoires, basée sur l’exploitation de la trajectoire décrite par des groupes d’échantillons du signal dans le diagramme de phase. De plus, cette méthode d’analyse permet de com- parer finement les enveloppes des impulsions reçues et de mettre au point une nouvelle méthodologie de localisation. Celle-ci exploite les déformations rela- tives entre les impulsions, à la place des temps de propagation, ce qui permet de mettre au point un traitement plus performant et moins cher en termes de contraintes de synchronisation. Cette méthode fait l’objet du brevet « Système de localisation des transitoires électriques par représentation parcimonieuse des signaux », Brevet N° 14/50348.

Contact :

cornel IoAnA, équipe SYGMAPhy cornel.ioana@gipsa-lab.fr

Perspectives du projet :

- Démonstrateur portable en cours de réalisation, dans le cadre du projet AVENE PME « DEMA’LOC ».

- Projet TransLocator - Système de loca- lisation des sources transitoires par trai- tement distribué hiérarchisé, qui est en cours de financement par la S.A.T.T.

présente en région Grenobloise et qui conduira à la création de la start-up Trans Locator. Collaborations en cours de mise en place avec ERDF, Nexans, Hydro Québéc, Enekyo,…

ENERGIE

ENERGIE

M AnAGeMent de l ’ énerGIe dAnS leS quArtIerS IntellIGentS

Les quartiers intelligents constituent un monde où cohabitent des producteurs/consommateurs/accumulateurs d’énergie qui sont partiellement connectés par des tuyaux transportant un flux de puissance et un flux d’information. Le tout forme une communauté désireuse d’autonomie de décision tout en partageant des objectifs communs : économie de moyens et survie collective.

L’enjeu des recherches menées à GIPSA-lab dans ce domaine, en collaboration avec Schneider Electric, est de concevoir une architec- ture (communication/décision) distribuée et évolutive ainsi que les algorithmes d’optimisation associés.

Ces algorithmes permettent de :

1) respecter la puissance maximale achetée au réseau par le quartier ; 2) garder le caractère local de la décision de consommation ;

3) respecter les gabarits de confort fixés localement d’une façon autonome ;

4) optimiser la consommation globale du quartier dans un contexte de prix variable de l’énergie.

Deux défis majeurs sont à relever par toute solution : la mise à l’échelle (scalability) et l’implémentation sur support à puissance de calcul ré- duit. Les solutions développées à GIPSA-lab relèvent ces défis en per- mettant, par exemple, de résoudre le problème pour un quartier de 1 000 bâtiments impliquant 800 000 degrés de liberté en moins de 4 secondes.

Le coeur de la solution a été implémenté avec succés sur la RoomBox de Schneider Electric (produit existant et commercialisé).

Le principe de l’architecture proposée est de décomposer le quar- tier en noeuds de décision. Chaque noeud résout un problème local par une commande predictive sous contraintes fixées par un coordi- nateur. Chaque noeud envoie un résumé condensé de ses résultats au coordinateur. Ce dernier recalcule les paramètres des problèmes locaux (autorisation de puissance ou prix fictif de l’énergie) en re- constituant le coût global à optimiser. La solution permet de gérer le stockage, la production de renouvelable et bientôt la présence de circuit de chauffage mutualisée.

Ce travail s’inscrit dans une collaboration impliquant les deux thèses CIFRE de M. Y. Lamoudi et P. Pflaum.

Références :

M. Y. Lamoudi, M. Alamir and P. Béguery. A Distributed-in-time NMPC-Based Mechanism For Resource Sharing Problems. Springer Verlag. (2012)

P. Pflaum, M. Alamir, M. Y. Lamoudi. Scalability study for a hierarchical NMPC scheme for resource sharing problems. Proceedings of the European Control Conference, ECC2015, Linz, Austria, 2015

Contact : MAzen AlAMIr

équipe SySCo, référent Energie à GIPSA-lab

mazen.alamir@gipsa-lab.fr

Architecture générale de la solution adoptée Architecture générale d’un quartier intelligent

Implémentation sur la Roombox de Schneider

Exemple de simulation de 1000 bâtiments

cohybA – c ontrôle h ybrIde

Pour le b âtIMent vert

Le projet COHYBA porte sur la synthèse de contrôleurs embarqués pour les bâtiments efficaces énergétiquement. Ce problème est com- plexe de par les exigences en termes de performance, d’adaptabilité, de robustesse et de passage à l’échelle. Ce projet, soutenu par la région Rhône-Alpes, associe des équipes du GIPSA-Lab et du Laboratoire Jean Kuntzmann. Les algorithmes de contrôle symbolique, développés dans le cadre du projet, ont été validés sur une plateforme expérimentale à l’UFR PhITEM de l’Université Joseph Fourier.

Le projet COHYBA porte plus précisément sur la synthèse de contrôleurs pour la technologie UFAD (UnderFloor Air Distribution). Un bâtiment est construit avec deux plénums : des espaces communs à toutes les pièces situés au-dessus d’un faux plafond, et en-dessous d’un faux plancher. Le principe de la technologie UFAD est de refroidir la température sous le faux plancher, et d’envoyer cet air froid dans chacune des pièces du bâtiment à l’aide de ventilateurs au niveau du plancher. Le surplus d’air chaud dans les pièces est ensuite naturellement chassé au-dessus du faux plafond, et enfin renvoyé (à l’aide d’un dernier ventilateur) vers le plénum du plancher pour être refroidit à nouveau. Une plateforme expérimentale de dimen- sion réduite a été développée à l’UJF avec le concours des étudiants du Master MiSCIT (projets intégrateurs 2007-2015) et le soutien de projets UJF/Rhône-Alpes, GIPSA-lab et Institut Carnot LSI (2009-2010). En comparaison avec des solutions classiques de ventilation au niveau du plafond, cette solution a déjà montré des résultats intéressants en terme de confort et de réduction de la consommation d’énergie.

Le projet COHYBA propose une nouvelle approche pour le contrôle d’un bâtiment UFAD. Pour cela, un modèle non-linéaire et hybride représentant l’évolution des tem- pératures dans le bâtiment a été proposé et validé sur la plateforme expérimentale représentant un bâtiment UFAD de 4 pièces. Le modèle inclut des perturbations incertaines permettant de prendre en compte la présence de sources de chaleur dans le bâtiment, l’ouverture et la fermeture de portes ou encore la température extérieure. En exploitant la propriété de monotonie du système, un modèle sym- bolique (i.e. discret) est alors obtenu en discrétisant l’espace d’état : chaque état discret du modèle symbolique est un symbole représentant un ensemble d’états continus du système hybride. Ce modèle symbolique peut être représenté sous la forme d’un automate non-déterministe pilotable à l’aide d’un contrôleur discret. Des algorithmes ont été développés pour la synthèse de contrôleurs robustes permet- tant de conserver, quelles que soient les perturbations, la température de chaque pièce dans des bornes spécifiées par l’utilisateur, tout en optimisant un critère de performance énergétique. Ces algorithmes ont été implémentés et validés sur la plateforme expérimentale de l’UJF. Ils garantissent les contraintes de variation ther- mique tout en laissant un large choix de stratégies de commande. Des approches compositionnelles pour la synthèse de contrôleurs décentralisés sont en cours de développement pour permettre l’application de cette approche à des bâtiments de plus grande échelle.

Contacts :

eMMAnuel WItrAnt, équipe SLR

emmanuel.witrant@gipsa-lab.fr AntoIne GIrArd

Laboratoire Jean Kuntzmann Antoine.Girard@imag.fr PIerre-jeAn Meyer Laboratoire Jean Kuntzmann Pierre-Jean.Meyer@imag.fr

ENERGIE

Résultats expérimentaux : régula- tion par le contrôleur symbolique des températures des 4 pièces en présence de perturbations Maquette d’un bâtiment UFAD, construite à l’UFR PhITEM

A ctIvItéS de recherche coMMuneS ceA l etI /GIPSA-l Ab

La collaboration entre des chercheurs de GIPSA-Lab et des chercheurs du CEA Leti date de 2004 et n’a cessé de se renforcer au fil des an- nées. Elle est aujourd’hui formalisée par un accord cadre de collabo- ration Grenoble INP/CEA Leti qui permet aux chercheurs de travailler efficacement.

La collaboration CEA Leti/GIPSA-lab fut initiée en 2004 par Alain Barraud (GIPSA- Lab) dans le cadre d’un accord de collaboration portant sur l’étude d’algorithmes pour l’estimation des paramètres du mouvement humain. Ces travaux ont par la suite été valorisés à travers la création de la start up MOVEA en 2007, portée par le CEA Leti. Fort de ce succès, depuis 2009, sous la responsabilité d’Olivier Michel (GIPSA-Lab) et de H. Lhermet puis V. Heiries (CEA-Leti), deux nouveaux accords de collaboration quadriennaux successifs ont été mis en place dans les domaines du traitement du signal et de l’information. Ces accords ont permis de développer plusieurs axes de travail et d’impliquer beaucoup plus de chercheurs, dans un cadre contractuel réglé par un accord cadre de collaboration établi entre Grenoble-INP et le CEA Leti pour tous les aspects relatifs à la propriété intellec- tuelle et les modalités financières générales.

Les sujets d’études sont définis par un comité de pilotage mixte CEA LETI/

GIPSA-Lab comprenant actuellement 7 membres, et se réunissant au moins une fois par an. Les projets en cours y sont examinés et discutés ainsi que les moda- lités (délivrables, facturation) pour l’année en cours, et les prospectives à un an.

Les projets sont définis par tâches, décrites d’un point de vue scientifique et technique, soumises annuellement à l’évaluation du comité de pilotage.

Les thèmes sur lesquels des collaborations actives et suivies dans le temps se sont développées sont les suivants :

- Thème automatique (depuis 2009) - Responsables : Alain Barraud, Sylvie Charbonnier

- Thème Traitement du signal pour les réseaux denses de capteurs, SHM (depuis 2009) - Responsable : Olivier Michel

- Thème Télécom (depuis 2009) - Responsables : Laurent Ros, Jean-Marc Brossier - Thème Brain Computer Interfaces (2010-2011) - Responsable : Christian Jutten - Thème Traitement du signal pour les batteries (depuis 2010) - Responsable :

Pierre Granjon

- Thème Bio-ingénierie (depuis 2009) - Responsable : Jérôme Mars.

De nouvelles collaborations sont proches d’être formalisées. La première concerne l’application de méthodes d’échantillonnage compressif dans un contexte de communications UWB, développées avec le DACLE (département commun LIST- LETI) ; l’autre concerne l’étude de la jauge carbone de déplacements individuels, évaluée à partir de signaux multi-modaux issus de smartphones.

Un aspect intéressant de ces nouveaux projets réside dans le fait qu’ils se sont dessinés dans le cadre du « laboratoire commun », à travers des séances de travail, d’échanges, d’opportunités liées à l’existence de cette collaboration ren- forcée depuis 5 ans.

La très grande majorité de ces thèmes a donné lieu à des travaux de thèses co-encadrés par des chercheurs du CEA et de GIPSA-Lab. Plus de 10 étudiants doctorants ont déjà effectué leur thèse de doctorat sur des projets conjointement portés par le CEA Leti et GIPSA-lab. Dans ce même cadre collaboratif, des post- doctorants ont été accueillis à GIPSA-lab et au CEA. Des stagiaires de deuxième et troisième année d’école d’ingénieurs ou de Master2 ont participé à ces tra- vaux, en général au sein de GIPSA-Lab.

Contact :

olIvIer MIchel, GIPSA-lab

olivier.michel@gipsa-lab.fr

PARTENARIATS

Les travaux réalisés dans le cadre de cette collaboration fructueuse ont donné naissance à de nombreuses publications communes ainsi qu’à des brevets en copropriété. Pour le CEA, elle contribue au ressourcement des méthodes utili- sées pour répondre à des besoins d’innovations industrielles toujours friands de méthodes de traitement de signal perfectionnées. Pour GIPSA-lab, les projets poursuivis dans ce cadre permettent de faire émerger de nouveaux problèmes et offrent un environnement d’applications, de tests et de validations, très précieux.

PARTENARIATS

Identification de la flèche d’une poutre métallique sous contrainte, par méthode d’identification passive : le réseau de capteurs acoustiques (C1 à C7), placé sur la poutre, excité par les bruits ambiants (dans la bande 20Hz-20kHz) propagés dans la salle, permet d’estimer la forme, et donc les déformations de la poutre (thèse de R. Vincent). La matrice contient les distances es- timées par méthode passive, entre chaque couple de capteurs.

Estimations des densités spectrales de puis- sance des signaux vibratoires de la tour ARPEJ, pour différents facteurs de compression (2, 8, 16 respectivement) en « compressive sensing ».

D’autre part, tous les signaux ainsi enregistrés sont quantifiés sur un seul bit. La référence est calculée sans quantifivartion1-bit, pour un échantillonnage uniforme satisfaisant le critère de Shannon (travaux de thèse de A. Zebadua, GIPSA-Lab/DIS, dans le cadre du projet SHM poursuivi en collaboration avec le CEA Leti).

q uAtre nouveAux GAz détruISAnt lA couche d ’ ozone détectéS dAnS l ’ AtMoSPhère

Trois nouveaux chlorofluorocarbures : les CFC 112, 112a et 113a ainsi qu’un hydro-chlorofluorocarbure : le HCFC 133a viennent d’être détec- tés pour la première fois dans l’atmosphère. L’étude publiée en ligne le 9 mars 2014 dans Nature Géoscience estime que 74 000 tonnes de ces composés ont été émises dans l’atmosphère avant 2013. Cette étude menée par un consortium de chercheurs internationaux implique 2 labo- ratoires grenoblois, le LGGE et GIPSA-lab.

Précédemment, sept CFCs et six HCFCs avaient été identifiés comme espèces contribuant à la destruction de la couche d’ozone. En conséquence leurs émis- sions ont été régulées et progressivement bannies par le Protocole de Montréal et les amendements qui l’ont suivi. Bien que les émissions des nouvelles espèces détectées restent faibles par rapport au maximum d’émission des espèces régu- lées dans les années 1980, le CFC-113a est le seul CFC dont la concentration a fortement augmenté dans l’atmosphère au XXIème siècle, ce qui va à l’encontre des intentions du Protocole de Montréal. Une particularité des CFCs est qu’ils sont détruits très lentement dans l’atmosphère. Ainsi, même si leurs émissions étaient stoppées immédiatement, ils resteraient présents pendant plusieurs décennies.

Dans cette étude internationale, Johannes Laube de l’Université d’East Anglia a analysé des échantillons d’air collectés et préservés depuis le milieu des années 1970 en Australie, ainsi que des échantillons d’air interstitiel prélevés dans la neige compactée du Groenland. La contribution française a permis de traduire les données du Groenland en termes d’histoire des concentrations atmosphériques et en particulier de situer le début des émissions atmosphériques des nouveaux CFCs dans les années 1960.

Les 50 à 100 premiers mètres des calottes de glace du Groenland et de l’Antarc- tique sont constitués de neige qui se compacte progressivement sous l’effet de son poids. Entre les grains de neige, l’air circule lentement et des prélèvements à des profondeurs croissantes permettent d’accéder à de l’air de plus en plus ancien. Les échantillons d’air utilisés dans cette étude ont été collectés dans le cadre du forage international NEEM au Nord du Groenland, impliquant 14 pays dont la France. Une collaboration entre deux laboratoires grenoblois, le LGGE et le GIPSA-lab, a permis de développer des modèles très performants de transport des gaz dans la neige compactée. Ces modèles convertissent les profils de concentration dans la neige en fonction de la profondeur en évolution temporelle de la concentration à la surface de la calotte, c’est-à-dire dans l’atmosphère. Ils ont permis de montrer que les nou- veaux CFCs et HCFC mesurés n’étaient pas présents dans l’atmosphère avant les années 1960 ce qui suggère qu’ils sont émis par les activités de l’homme.

La mise en commun des expertises du LGGE sur la physique de la neige et la composition de l’air et du GIPSA-lab sur le traitement des équations du transport de gaz en milieu hétérogène a permis de développer de nouveaux modèles numé- riques. L’automatique permet d’inclure l’effet «mémoire» dans des méthodes «in- verses». Connaissant l’histoire atmosphérique d’un gaz, les équations physiques permettent de calculer comment il a été transporté dans la neige et la glace, qui gardent la « mémoire » de ses variations passées. Les méthodes « inverses » per- mettent de « retourner le problème » : connaissant la concentration des gaz dans la neige et la glace (qu’on peut mesurer aujourd’hui), elles permettent de recons- truire l’histoire de leurs concentrations atmosphériques.

La contribution française au projet de forage glaciaire NEEM a été organisée à travers un projet de l’Agence Nationale de la Recherche coordonné par Valérie Masson-Delmotte du Laboratoire des Sciences du Climat à Gif-sur-Yvette. Il est soutenu par l’Institut Pierre Simon Laplace, le Commissariat à l’Energie Atomique, l’Institut National des Sciences de l’Univers du CNRS et l’Agence Nationale de la Recherche (projet « Vulnérabilité Milieux Climat 2007 »).

Contacts :

eMMAnuel WItrAnt, équipe SLR

emmanuel.witrant@gipsa-lab.fr PAtrIcIA MArtInerIe, LGGE Grenoble

martinerie@lgge.obs.ujf-grenoble.fr

RESULTAT

Newly detected ozone-depleting substances in the atmosphere

Johannes C. Laube, Mike J. Newland, Christopher Hogan, Carl A. M.

Brenninkmeijer, Paul J. Fraser, Patricia Martinerie, David E. Oram, Claire E. Reeves, Thomas Röckmann, Jakob Schwander, Emmanuel Witrant & William T. Sturges

Nature Geoscience 7, 266–269 (2014)

G éo d IAlect - e xPlorAtIon deS outIlS GéoMAtIqueS Pour le trAIteMent

et l ’ AnAlySe deS donnéeS GéolInGuIStIqueS :

APPlIcAtIon à lA dIAlectoloGIe

Le projet GéoDialect s’intéresse à la numé- risation de documents cartographiques an- ciens tels que les atlas linguistiques (des collections de cartes) et à l’extraction par des méthodes géomatiques innovantes d’informa- tions géolinguistiques et géographiques figu- rant dans ces supports, pour le traitement et l’analyse des données dialectales. Le projet se concentre sur un atlas de données brutes, l’Atlas Linguistique de la France (ALF) de Jules Gilliéron et Edmond Edmont, et notamment sur la façon dont on peut réhabiliter et valo- riser cet ouvrage (sur papier vieillissant et âbimé) par le moyen d’un support numérique et informatisé, de type Système d’Informa- tion Géographique (SIG).

La dialectologie s’intéresse à l’étude des traits et des phénomènes linguistiques caractéristiques des langues à tradition orale comme les parlers locaux, appelés dialectes. Les traits linguistiques peuvent être de nature très différente (phonétique, morphosyntaxique, lexicale, sémantique ou prosodique) et évoluent dans un espace géographique donné, dans le temps et au contact de la société : on parle de variations diatopique (dans l’espace), diachronique (dans le temps) et diastratique (selon les caté- gories sociales, d’âge, de genre des locuteurs), diaphasique (selon la situation communicative). Pour étudier les parlers locaux, la dialectologie s’est spéciali- sée dans la constitution de corpus de données descriptives, collectées grâce à une méthodologie d’enquête qui repose sur des questionnaires, sur le choix de réseaux de points linguistiques et de locuteurs ou informateurs. Le traitement et l’analyse des données de terrain se fait au moyen de cartes linguistiques, sur lesquelles sont reportées les localités enquêtées et, à côté de ces dernières, les formes linguistiques collectées en relation à un concept, en transcription phoné- tique (données brutes). L’ALF a été la première collection de cartes de ce genre : la publication de cet ouvrage (1902-1910) comporte 35 fascicules, réunissant en 12 volumes, 1920 cartes géolinguistiques (pour un total de 1 226 880 réponses transcrites) qui représentent une photo instantanée de la situation dialectale de la France à la fin du XIX^e siècle.

Les objectifs du projet GéoDialect sont multiples :

- le repérage des caractéristiques des données de l’ALF en fonction du traitement et de l’analyse géomatiques de données des cartes de cet atlas ;

- la numérisation et le stockage pérenne des cartes de l’ALF ;

- l’élaboration d’un modèle de données géolinguistiques permettant leur intégra- tion dans un SIG ;

- le développement de traitements d’analyse spatiale ainsi que de modes de Contact :

elISAbettA cArPItellI, équipe SLD

elisabetta.carpitelli@gipsa-lab.fr cArole chAuvIn-PAyAn, équipe SLD

carole.chauvin@gipsa-lab.fr SIlvIA GAlly,

équipe SLD

silvia.gally@gipsa-lab.fr

PROJETS

Atlas Linguistique de France - ALF

représentations cartographiques adaptés aux données et aux besoins des géo- linguistes ;

- la contribution à la diffusion du patrimoine linguistique et culturel véhiculé par les cartes.

Les méthodes d’analyse spatiale et de géovisualisation élaborées permettent d’optimiser la production de cartes interprétatives et, plus généralement, d’inno- ver les recherches dans le domaine de la géolinguistique.

Pour la réalisation de ce projet, la totalité des cartes qui composent les neuf pre- miers volumes de l’ALF a été numérisée : la construction d’un site internet est en cours de réalisation et une mise en ligne des cartes en format JPEG et TIFF à des- tination du grand public et des chercheurs est prévue. Les cartes interprétatives, produites dans le cadre du projet, présentent des aires linguistiques construites automatiquement, par le biais d’algorithmes : chaque aire correspond à un type lexical regroupant des formes phonétiques rattachées à un même étymon. La carte des désignations de l’aulne, ci-dessous, montre deux types lexicaux avec leurs variantes (aune/on et dérivés, ber/ver et dérivés) ; d’autres caractéristiques peuvent être représentées sur la carte, comme des traitements phonétiques ou des interprétations sémantiques basées sur une approche motivationnelle (cer- taines désignations, par exemple, sont créées à partir de la couleur ou de la di- mension de la plante). Pour la production automatique de cartes interprétatives fon- dées sur des critères retenus par les géo- linguistes, six algorithmes d’interpolation (Exponential, Gaussian, Epanechnikov, Tricubic, Uniform and Inverse Distance kernels), ainsi que d’autres méthodes, ont été adaptés pour répondre aux besoins des recherches en dialectologie.

Ce projet, financé par le Labex PERSYVAL, s’inscrit dans une démarche pluridisci- plinaire regroupant des équipes greno- bloises spécialisées en géolinguistique et dialectologie (GIPSA-Lab, équipe SLD) et en traitement de l’information géo- graphique et géomatique (LIG, équipe Steamer), une équipe lyonnaise experte en numérisation de documents anciens (LIRIS, équipe IMAGINE) ainsi qu’une uni- té de chercheurs en informatique et traite- ment d’images de La Rochelle (L3i).

Le projet GéoDialect s’est déroulé conjoin- tement au projet PEPS HuMain 2013 CartoDialect, dont le LIG est porteur.

PROJETS

PROJETS

c o - APPrentISSAGe

dAnS leS InterfAceS cerveAu - ordInAteur

Les interfaces cérébrales sont rapidement devenues un objet de recherche très attractif dans le monde et en France que se soit pour la suppléance du handicap ou pour les jeux vidéos. Cependant, les recherches se sont principalement attachées à améliorer les outils de traitement du signal ou de classification des évènements. Si incontestablement des progrès significatifs ont été réalisés grâce à ces études, les interfaces cerveau- machine resteront un objet d’attraction pour les seuls chercheurs si celles-ci ne sont pas étudiées en s’intéressant plus particulièrement aux aspects d’interaction entre l’utilisateur et la machine.

Lorsque les capteurs sont de qualité modeste (par exemple avec les casques grands publics), l’interaction homme-machine suppose une lourde phase d’ap- prentissage avec des taux d’erreurs encore trop importants. A ceci vient s’ajouter le phénomène dit de « BCI illiteracy » (Kübler & Müller, 2007) qui montre que près de 20 % des sujets présentent à ce jour des signaux apparemment inexploitables.

Or, comme cela fut le cas aux premières heures de la reconnaissance de la pa- role, les phases d’apprentissage par la machine à la reconnaissance des signaux induit une boucle d’apprentissage : l’utilisateur s’adapte à la machine en modi- fiant ses signaux d’entrées pour maximiser les taux de reconnaissance.

Dans le contexte des Interfaces Cerveau-Ordinateur (ICO), ce phénomène est complexe et peu étudié (Nijholt, 2009). Ainsi, aujourd’hui, on distingue deux approches pour entraîner les sujets à contrôler les signaux cérébraux (Curran et Stokes, 2003). Dans la première, les utilisateurs doivent reproduire des tâches mentales spécifiques (par exemple d’imagerie motrice : « je pousse un objet ») répétées pour l’apprentissage de la machine. Simple d’apparence, cette tech- nique a pour inconvénient de ne donner aucune clé à l’utilisateur sur la forme exacte de la pensée pour que la reconnaissance soit maximale. La deuxième ap- proche, appelée « operant conditionning » consiste à fournir un feedback continu des interactions reconnues par la machine de sorte que les sujets apprennent à contrôler l’interface sans avoir vraiment conscience de comment ils la contrôlent.

Cette technique est réputée pour être très difficile à maîtriser.

Partant de ces différents constats, nos objectifs scientifiques sont :

- de mieux comprendre les différences inter-individu face aux ICO pour com- prendre le phénomène de « BCI illiteracy » et le réduire,

- de déterminer une typologie des pensées susceptibles d’être bien reconnues par les ICO,

- d’élaborer des protocoles et guides d’utilisation assurant un apprentissage opti- mal des ICO afin d’obtenir des taux de reconnaissance acceptables pour des interactions non binaires.

Ce projet a été mené par une collaboration entre le GIPSA-lab (équipe ViBS) et le LIG (équipe iiHM). Pour mener à bien ce travail, une doctorante (Nataliya Kos’myna) a été recrutée. Ses résultats ont donné lieu à des publications scienti- fiques, mais aussi de nombreuses démonstrations lors de manifestations scienti- fiques ou grand-public. Sa démonstration la plus emblématique est la commande d’un drone par la pensée qui nécessite moins de 5 minutes de mise en place et de prise en main par un novice et qui utilise un principe innovant de commande : l’imagination conceptuelle. Ainsi il est possible de penser, par exemple, à un nuage blanc pour faire décoller le drone ou de penser à de l’herbe verte pour le faire atterrir ce qui permet une commande très naturelle pour les sujets.

Contacts : bertrAnt rIvet, équipe ViBS, GIPSA-lab bertrant.rivet@gipsa-lab.fr frAncK tArPIn-bernArd, équipe iiHM, LIG

franck.tarpin@ujf-grenoble.fr nAtAlIyA KoS’MynA, équipe iiHM, LIG

nataliya.kosmina@imag.fr Commande d’un drône par la pensée