projets

lun, 10/12/2020 - 11:45

DESIR

Développement et évaluation de stratégies de gestion durable des sédiments de bassins d’infiltration et de rétention des eaux pluviales
  • EAUX PLUVIALES
  • ,
  • SEDIMENTS URBAINS
Responsable INSA : Vincent CHATAIN
Coordinateur : INSA LYON – DEEP
Financement : Agence de l'EAU
Montant global du projet : 185455€
Dates projet : Novembre, 2019 - Novembre, 2021
Contact : vincent.chatain@insa-lyon.fr-julien.couvidat@insa-lyon.fr-laetitia.bacot@graie.org

Sédiments de bassins urbains : une ressource fonctionnelle de la ville durable ?

 

Les bassins de rétention et d’infiltration (BR et BI) sont utilisés comme technique alternative de gestion des eaux de pluie depuis les années 90. Les matières en suspension drainées lors des épisodes pluvieux s’accumulent sous forme de sédiments à la surface des ouvrages. Les gestionnaires de ces ouvrages sont amenés à curer régulièrement le lit de ces ouvrages pour maintenir leurs fonctionnalités d’origine, à savoir le stockage temporaire des eaux de pluie et leur infiltration. Cependant, en l’absence de données consolidées et de réglementation spécifique, il n’y a aucune recommandation pour la gestion de ces ouvrages. De plus, les sédiments excavés tombent immédiatement sous le coup de la réglementation des déchets, limitant les possibilités de traitement et de valorisation. La gestion de ces sédiments représente ainsi un coût important pour les gestionnaires, alors même qu’ils peuvent constituer une ressource organique et/ou minérale potentielle dans un contexte d’épuisement des ressources naturelles (granulats, sables, amendement organique…).  Cependant l’accumulation au fil du temps de micropolluants minéraux (Cu, Pb, Zn, Cr, Cd, As…) et organiques (HAP, PCB, alkylphénols, pesticides…) peut représenter un verrou majeur qui peut limiter les filières de valorisation et qu’il convient de mieux maîtriser.

 

Les principaux objectifs du projet DÉSIR sont :

 

  1. Approfondir les connaissances des caractéristiques géochimiques des sédiments de bassins, et leur variabilité spatio-temporelle,
  2. Faire un état des lieux des pratiques opérationnelles de gestion actuelles de ces sous-produits,
  3. Déterminer les fonctions de ces sédiments pouvant être considérés comme des néosols (fonction biologique, écologique, esthétique, sociétale…),
  4. Identifier les filières de gestion et de valorisation de ces résidus, et étudier les possibilités de valorisation les plus adaptées.

 

Afin d’atteindre ces objectifs, une recherche bibliographique sera effectuée en début de projet afin de recenser tous les travaux scientifiques ou opérationnelles ayant trait aux sédiments de BR/BI. La synthèse réalisée permettra d’orienter les besoins en recherche nécessaires pour compléter les données synthétisées. Enfin, l’identification des filières actuelles et futures et leur évaluation comparée permettra d’éditer des recommandations opérationnelles à destination des principaux acteurs de la gestion des BR/BI.

http://www.graie.org/othu/progr_desir.htm 

 

lun, 10/12/2020 - 11:00

InnoTherMS

Innovative Predictive High Efficient Thermal Management System
  • GESTION THERMIQUE INNOVANTE
  • ,
  • VEHICULE ELECTRIQUE URBAIN
Responsable INSA : Shihe XIN
Coordinateur : SAINT-JEAN INDUSTRIE
Financement : REGION AURA
Montant global du projet : 2000000€
Dates projet : Septembre, 2018 - Août, 2021
Contact : shihe.xin@insa-lyon.fr

L’objectif du projet est de développer et tester un système de gestion thermique innovante des véhicules électriques destinés au transport urbain et suburbain en utilisant le potentiel d’énergie existant qui est habituellement perdu à l’environnement. Ceci permettra d’augmenter l’efficacité globale du véhicule électrique et son autonomie.

ven, 10/09/2020 - 15:46

DTHE

Double Tomographe à Haute Energie
  • TOMOGRAPHIE X
  • ,
  • ESSAIS IN SITU
Responsable INSA : Eric MAIRE - Joël LACHAMBRE
Coordinateur : INSA LYON
Financement : REGION AURA
Montant global du projet : 1300000€
Dates projet : Septembre, 2018 - Décembre, 2024
Contact : eric.lemaire@insa-lyon.fr

Un tomographe unique au monde, constitué de deux lignes de tomographie identiques à haute énergie croisées pour une acquisition simultanée de deux scans tomographiques. L’appareil ouvre la voie à des acquisitions simultanées bi résolution, ou bi énergie. Il autorise aussi  des scans deux fois plus rapides. Les deux sources X, identiques  ont une large gamme d’énergie jus’qu’à 300 keV ce qui donne à l’appareil son caractère unique. Il est équipé d’une platine pouvant accueillir des bancs d’essais in situ innovants. Il alimentera à l’INSA un nouveau champ de recherche vers des acquisitions très rapides et multimodales. Cette plateforme répond à une demande croissante de la recherche, de l’industrie et de l’enseignement dans la compréhension de phénomènes physiques dynamiques se manifestant à l’intérieur des structures et/ou de la matière.

mer, 10/07/2020 - 10:37

LOTOREG

Topologie Locale et Régulation globale, modélisation d’un couplage dynamique et multi-échelle
  • CHROMATINE
  • ,
  • REGULATION TRANSCRIPTIONNELLE
Responsable INSA : Sam MEYER
Coordinateur : INSA LYON - MAP
Financement : ANR
Montant global du projet : 185068€
Dates projet : Octobre, 2019 - Décembre, 2022
Contact : sam.meyer@insa-lyon.fr

Les données de transcriptomique suggèrent que les gènes bactériens sont co-régulés le long de domaines spatiaux sur le génome, même lorsqu’ils ne partagent aucun facteur de transcription, ce qui échappe aux modèles de régulation classiques. Le projet LoToReG vise à expliquer ces observations par une forme ancestrale et novatrice de régulation transcriptionnelle, basée sur l’activité de l’ARN Polymérase elle-même sur l’ADN, à travers la formation de domaines topologiques-transcriptionnels couplés. L’objectif du projet est de développer une modélisation computationnelle quantitative de ce mode de régulation basal. Notre stratégie intègre l’analyse de données haut-débit novatrices obtenues sur la bactérie phytopathogène Gram-négative Dickeya dadantii, avec une modélisation/simulation dynamique 1D du processus couplé de transcription-topologie local le long d’un chromosome entier.

https://anr.fr/Projet-ANR-18-CE45-0006

mer, 10/07/2020 - 10:09

X-FEW

Développement d'une approche couplée Energie de frottement - Théorie du troisième corps, pour modéliser la cinétique d'usure en fretting des contacts métalliques
  • USURE
  • ,
  • TROISIEME CORPS
Responsable INSA : Sylvie DESCARTES
Coordinateur : CENTRALE LYON - LTDS
Partenaires : INSA LYON - LAMCOS
Financement : ANR
Montant global du projet : 326372€
Dates projet : Octobre, 2016 - Septembre, 2020
Contact : sylvie.descartes@insa-lyon.fr

L’usure par fretting (micro-déplacements alternés) est considérée comme une dégradation critique au niveau de nombreux contacts industriels (roulements, turbine, attaches moteur). Malheureusement, il n’existe pas de modèle permettant une prédiction fiable de cinétiques d’usure. Deux approches sont actuellement considérées : La première dite approche énergétique, mise en place par le laboratoire LTDS, consiste à corréler l’extension du volume d‘usure en fonction de l’énergie de frottement dissipée dans l’interface au travers d’un coefficient énergétique d’usure. Cette démarche est facile à implémenter dans un code FEM (éléments finis), mais reste cependant limitée car elle ne prend pas en compte la présence du lit de débris présent dans l’interface. La seconde approche, développée par le laboratoire LAMCOS, consiste à formaliser la dynamique d’usure en considérant un bilan entre le flux de débris d’usure généré et celui éjecté de l’interface. Plus physique, ce modèle prend en compte la présence du lit de débris mais reste très difficile à implémenter dans un code FEM. Par une approche couplée expérimentations / simulations, l’objectif de ce projet est de pallier à cette limitation en développant une approche énergétique étendue de l’usure prenant en compte l’effet du troisième corps. Cette nouvelle formulation permettra de donner des prédictions quantitatives de l’usure tout en tenant compte de la physique de l’interface et notamment des écoulements du troisième corps.

Les matériaux en contact, étudiés dans ce projet pour la mise en place de cette nouvelle approche ont été sélectionnés pour obtenir des interfaces modèles permettant de générer une usure abrasive. Ce projet porte donc sur des contacts métalliques mais sera potentiellement développé pour d’autres matériaux. Pour gérer et contrôler les écoulements de troisième corps, il est proposé de mettre en place des texturations de surface optimisées et d’étudier des configurations de contact « piégeantes » et « non piégeantes ». Cette nouvelle formulation de l’usure sera implémentée dans les codes du LTDS et du LaMCoS

mer, 10/07/2020 - 09:44

ECODRIVE

Noise and vibration in eco-efficient powertrains
  • ACOUSTIQUE
  • ,
  • VEHICULES ELECTRIQUES
Responsable INSA : Jérôme ANTONI
Coordinateur : KU LEUVEN
Financement : COMMISSION EUROPEENE
Montant global du projet : 3405853€
Dates projet : Mars, 2020 - Février, 2024
Contact : jerome.antoni@insa-lyon.fr
Une formation spécialisée pour réduire les émissions des véhicules.
Réduire les émissions et la pollution dans tous les aspects de la vie quotidienne figure parmi les priorités du programme de l’UE. Le transport routier respecte également des règlements stricts sur les émissions, ouvrant la voie avec des véhicules électriques (VE), des moteurs à combustion interne et des groupes motopropulseurs hybrides et écologiques. Toutefois, il est urgent de tester et de simuler plusieurs défis complexes liés aux performances. Le projet ECO DRIVE, financé par l’UE, formera une nouvelle génération d’experts pour relever les défis complexes liés au bruit de combustion, au son désagréable des moteurs électriques, au bruit, aux vibrations et secousses (NVH) induits par la transmission et aux vibrations de torsion de la transmission, entraînant de nouvelles conceptions dotées de performances et d’une efficacité écologique accrues. Le projet a neuf bénéficiaires issus de grandes institutions académiques, des principaux centres de recherche et des meilleurs producteurs automobiles d’Europe.
mar, 10/06/2020 - 17:55

PANSCAN

Contrôle-santé passif de structures basé sur l'interaction des non-linéarités acoustiques de contact avec le bruit vibratoire ambiant
  • VIBRATION-INDUITES-PAR FROTTEMENT
  • ,
  • DETECTION DE DEFAUT
Responsable INSA : Eric CHATELET
Coordinateur : UNIV VALENCIENNES - IEMN
Financement : ANR
Montant global du projet : 393996€
Dates projet : Mars, 2018 - Septembre, 2021
Contact : eric.chatelet@insa-lyon.fr

Ce projet porte sur l'étude fondamentale d'une méthode innovante de détection et d'imagerie des dommages pour la surveillance structurelle. Le principe est basé sur l'utilisation du bruit acoustique et vibratoire ambiant comme substitut aux ondes ultrasonores incidentes générées par les méthodes d'essai non destructives conventionnelles. L'applicabilité du bruit incontrôlé pour la détection des défauts dans les structures de type plaque a été validée dans des travaux récents. Bien que des résultats académiques très encourageants aient été obtenus en termes de détection de défauts et localisation, l'utilisation de réponses de défauts linéaires rend hasardeuse une application dans des conditions réelles, où les changements liés à l'environnement dans les signaux enregistrés constitueraient un problème majeur. Par conséquent, nous proposons dans ce projet de profiter des phénomènes de non-linéarité acoustique de contact (CAN) liés aux endommagements, afin de développer des techniques de surveillance passive plus robustes. En effet, une zone endommagée sujette à les charges mécaniques statiques ou de basse fréquence (LF) présentent souvent un comportement non linéaire qui peut induire deux types des signatures caractéristiques dans les signaux ultrasonores haute fréquence (HF): (1) émission acoustique et génération d’harmoniques par des phénomènes de contact solide-solide; (2) effets pompe-sonde entraînant des modulations des ondes HF incidentes sur les dommages. L’exploitation de ces effets en utilisant les vibrations LF ambiantes telles que générées en service sera l’aspect clé de ce projet. Grâce au traitement original des ondes HF produites ou modulées naturellement par le CAN sous charge LF, nous nous attendons à une détection robuste et, éventuellement, à la localisation et à la caractérisation des dommages structuraux critiques. En effet, puisqu'ils s'appuieront sur un sondage répétitif des mêmes dommages dans différents états de chargement basse fréquence, plutôt que sur une base hypothétique « sans dommage », ces techniques devraient être beaucoup plus insensibles aux conditions environnementales que les techniques linéaires. De plus, les techniques envisagées ne dépendent pas de sources acoustiques produites artificiellement. Par conséquent, elles devraient être applicables avec des ressources plus faibles (consommation d'énergie, matériel réduit) que les systèmes classiques des techniques d'émission-réception. L'une des principales applications envisagées est la surveillance de la santé structurelle (SHM) des structures dont les conditions d'utilisation les soumettent aux ondes ambiantes acoustiques et vibratoires. Les structures aéronautiques en sont évidemment un exemple notoire. Dans ce contexte, les principes développés sont considérés comme une solution prometteuse pour déployer des systèmes de surveillance structurelle à bord et en service qui n'auraient pratiquement pas d'incidence sur la consommation de puissance de l'avion. Ce serait un gain significatif par rapport à la surveillance active classique, plus consommatrice d'énergie.

mar, 10/06/2020 - 17:14

ACADEMICS

Machine Learning & Data Science for Complex and Dynamical ModelS
  • MACHINE LEARNING
  • ,
  • SYSTEME COMPLEXES
Responsable INSA : Céline ROBARDET
Coordinateur : ENS LYON - LAB PHYS
Financement : UDL
Montant global du projet : 1193156€
Dates projet : Septembre, 2018 - Décembre, 2021
Contact : celine.robardet@insa-lyon.fr

La finalité du projet est de développer et combiner des approches en « apprentissage machine » (Machine Learning) et en sciences des données (Data Analytics, Data Science), avec un objectif d’apprentissage de modèles complexes dans deux domaines scientifiques importants et porteurs d'enjeux globaux : la compréhension et la modélisation des mécanismes fondamentaux du climat, et la compréhension quantitative de mécanismes clefs en sciences sociales.

Le projet ACADEMICS est porté par : l’Institut Rhônalpin des Systèmes Complexes (IXXI) ; le Laboratoire de Physique à l’ENS de Lyon (LP ENS de Lyon) ; le Laboratoire d’Informatique du Parallélisme (LIP) ; le Laboratoire Hubert Curien (LabHC) ; le Laboratoire d’Informatique en Images et Systèmes d’information (LIRIS). Les quatre laboratoires apportent des expertises complémentaires visant à proposer de nouvelles approches d'études de données complexes, hétérogènes, irrégulières, entachées d'erreur ou partiellement observées, ancrées dans l'apprentissage machine et la science des données, et à renforcer aussi par ce projet l'expertise dans ce domaine sur le site de l'Université de Lyon.

mar, 10/06/2020 - 11:19

e-WARNINGS

Détection précoce de la rupture par fatigue ou intermittente via les multiplets acoustiques validés en champ complet
  • EMISSION ACCOUSTIQUE
  • ,
  • RUPTURE PAR FATIGUE
Responsable INSA : Stéphanie DESCHANEL
Coordinateur : INSA LYON - MATEIS
Financement : ANR
Montant global du projet : 600000€
Dates projet : Avril, 2020 - Septembre, 2024
Contact : stephanie.deschanel@insa-lyon.fr

La fatigue, i.e rupture de structures mécaniques sous sollicitation cyclique, demeure une gageure technologique considérable, car elle survient de façon inattendue lorsque la structure fonctionne apparemment dans un régime stabilisé et sûr, sans signe extérieur de détérioration mécanique. Si des méthodes de prédiction de la durée de vie basées sur la suivi non-destructif des propriétés de matériaux, ont été proposées, la détection précoce et le suivi de la fissuration en fatigue reste un problème crucial. Nous avons récemment mis en évidence la détection de signaux d’émission acoustique (EA) spécifiques de la propagation de fissures par fatigue, dans différents matériaux métalliques. Ces signaux, dénommés multiplets acoustiques, se caractérisent par des formes d’ondes quasi identiques, signature d’une source unique, et sont déclenchés de façon répétée sur de nombreux cycles de chargement successifs au même niveau de contrainte. Ils marquent la propagation lente et incrémentale d’une fissure de fatigue à chaque cycle, ou le frottement le long des surfaces de rupture. Étant spécifiques à la fissuration incrémentale par fatigue, ils peuvent être utilisés comme des avertissements précurseurs de la propagation des fissures, qui mènera en définitive à une rupture globale. En se basant sur cette preuve de concept, le projet e-WARNINGS a pour but d’étendre cette étude aux objectifs suivants: i) comprendre l’origine des multiplets et identifier les mécanismes physiques impliqués, pour différents matériaux et différentes sollicitations ii) développer de nouveaux modèles de sources d’EA en analysant les signaux détectés en lien avec les événements mécaniques à leur origine. Des mesures de champs de déplacement à très haute vitesse et des simulations avancées de la rupture seront utilisées pour améliorer l’analyse des signaux EA. iii) proposer un nouveau suivi temps réel non-destructif fiable pour l’amorçage et la propagation de fissures de fatigue grâce à des algorithmes d’apprentissage automatique lors d'essais mécaniques ou au sein de structures industrielles en service. Pour atteindre ces objectifs, la méthodologie développée dans le projet e-WARNINGS est basée sur l’utilisation des multiplets acoustiques, interprétés comme la signature spécifique des fissures de fatigue. Ceci sera validé et étendu à d’autres matériaux. D’autres améliorations dans l’analyse des multiplets sont proposés, guidées par l’analyse d’une situation modèle avec une événement de propagation unique. Pour valider le modèle de source numérique et améliorer la robustesse des algorithmes, nous utiliserons diverses configurations expérimentales de complexité croissante. Tout cela bénéficiera à la détection temps réel de la propagation de la fissure en utilisant les multiplets dans des applications industrielles, en surmontant les limites des méthodes existantes qui nécessitent de nombreuses investigations manuelles et périodiques. Le projet e-WARNINGS en étendant le champ d’application de techniques d’analyse sismologique de pointe à la science des matériaux est innovant par nature. La détection spécifique de ces multiplets dans les matériaux permettra d’obtenir un nouveau moyen de détecter, surveiller et mesurer l’extension de fissure de fatigue in situ et in-operando avec des techniques non destructives. Cette nouvelle méthode de suivi et les nouveaux algorithmes de détection/mesure proposés dans ce projet permettront l’identification de fissures et le risque de rupture sous-jacent avec une sensibilité et une spécificité sans précédent et ce bien avant qu’une propagation instable ne se produise. Cela i) conduira à une solution autonome fournissant de véritables alertes précoces avec une détection en ligne fiable et un suivi de la fissuration par fatigue dans les structures en service, (ii) ouvrira la voie à une optimisation des démarches de tolérance au dommage et donc iii) servira à améliorer la sûreté des installations et la prévention du risque industriel.

lun, 09/21/2020 - 17:02

PARADIS

Analyse sans paramètre des surfaces discrètes
  • SURFACES DISCRETES
  • ,
  • ESTIMATION DE VECTEURS NORMAUX
Responsable INSA : TRISTAN ROUSSILLON
Coordinateur : INSA LYON - LIRIS
Financement : ANR
Montant global du projet : 260638€
Dates projet : Octobre, 2018 - Novembre, 2022

Dans de nombreuses applications (en science des matériaux ou en imagerie médicale par exemple), des dispositifs d'acquisition non invasifs comme l'imagerie par résonance magnétique et la tomographie ou microtomographie aux rayons X, sont nécessaires pour l'observation, la prise de mesures ou l'aide au diagnostique. Ces dispositifs génèrent habituellement des données volumiques, c'est-à-dire des images 3D, composées de données régulièrement espacées dans un domaine rectangulaire. Les volumes 3D proviennent de la segmentation de telles images. Ils peuvent aussi être synthétisés, car de nombreux schémas numériques de simulation reposent sur la régularité du support des données.

Le projet PARADIS porte sur la géométrie des frontières des volumes 3D, appelées surfaces digitales. Conserver la nature discrète des données est un avantage pour effectuer des calculs exacts en nombres entiers, pour réaliser des opérations géométriques booléennes ou pour utiliser des structures de données efficaces. Un inconvénient est sa pauvre géométrie : une surface discrète est seulement composée d'éléments de surface quadrangulaires dont le vecteur normal est parallèle à l'un des axes, cela quelle que soit la résolution. De nombreuses tâches en informatique graphique, vision par ordinateur ou analyse d'image 3D, nécessitent une géométrie plus riche : le rendu, les déformations de surface pour la simulation physique ou le suivi, les mesures de précision, etc. Pour réaliser des tâches géométriques pertinentes et bénéficier en même temps des avantages cités précédemment, on a besoin d'enrichir la géométrie des surfaces digitales en estimant des informations supplémentaires en chaque élément de surface. Ce projet porte plus particulièrement sur l'estimation de quantités géométriques locales et du premier-ordre, telle que la direction du vecteur normal. Il vise à fournir des estimateurs précis et sans paramètre basés sur une portion de surface de taille adaptée autour de chaque élément. Puisque nous cherchons des estimations du premier-ordre, il s'agira typiquement d'un morceau de plan digital qui s'ajuste localement à la surface.    

Un défi est de recouvrir toute la surface par des morceaux de plan digital. Un tel recouvrement ne fournit pas seulement un champs de vecteurs normaux, mais pourrait aussi fournir, s'il est calculé pour plusieurs versions sous-échantillonnées du volume 3D donné en entrée, une manière de déterminer l'échelle à laquelle la présence de bruit est peu probable : un grand nombre de très petits segments de plan digital révèle la présence de bruit, tandis que les parties lisses sont décomposées en un plus petit ensemble de segments. 

Ce qui est difficile, c'est qu'il y a une explosion combinatoire de morceaux de plan digital et que parmi eux, tous ne sont pas tangent à la surface digitale. Une opportunité d'avancer sur cette question est de considérer le récent développement des algorithmes dits "plane-probing", proposés par le porteur et ses collaborateurs. Ces algorithmes permettent de décider à la volée comment inspecter la surface digitale et faire croître un segment de plan digital tangent par construction. La direction de croissance est donnée à la fois par des propriétés arithmétiques et géométriques.

Nous attendons des impacts positifs en informatique graphique, vision par ordinateur et analyse d'image 3D, car les tâches de haut-niveau mentionnées précédemment et bien d'autres, comme l'extraction de primitive ou la compréhension de scène, dépendent de la qualité de l'estimation des normales. De plus, comme de nombreuses images 3D sont susceptibles d'être dégradées par du bruit, notamment en imagerie médicales, la détection du bruit est une tâche cruciale qui pourrait devenir une étape incontournable lors du traitement des images 3D

https://perso.liris.cnrs.fr/tristan.roussillon/paradis.html

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