Equipe ESN

Thème de recherche : Electromagnétisme, Signal, Réseau

 

Animateurs / Points de contact par établissement :

ENAC : Christophe Macabiau / Nicolas Larrieu
ISAE :  Jérôme Lacan / José Radzik
ONERA : Laurent Castanet / Marc Boyer

Objectifs et enjeux

L’objectif de cette équipe est de fédérer les enseignants chercheurs et chercheurs travaillant sur la thématique des télécommunications, réseaux et localisation sur le domaine de l’aéronautique et de l’espace. Ce domaine possède des spécificités qui justifient des recherches dédiées. La thématique de la cyber-sécurité est un enjeu transverse aux différentes thématiques scientifiques abordées dans le thème 8. Il n’est donc pas abordé au sein d’un axe de recherche dédié.

La recherche dans le domaine de l’électromagnétisme est fondamentale pour la conception des systèmes aérospatiaux car elle permet la prise en compte des interactions entre les ondes électromagnétiques et l’environnement de ces systèmes, qu’il soit dégagé (atmosphère, environnement terrestre local), confiné (dans un aéronef ou à l’intérieur d’une charge utile) voire radioélectrique (coexistence avec d’autres systèmes similaires ou de nature différente). Par rapport aux systèmes purement terrestres (réseaux cellulaires, fibres optiques, surveillance de sites, …) les systèmes aérospatiaux possèdent des spécificités qui nécessitent de mener des recherches spécifiques (ex. communications satellites-avions), mais aussi des recherches complémentaires pour s’intégrer aux infrastructures terrestres (ex. 5G). Ces recherches couvrent notamment les domaines des antennes, de la CEM et de la propagation.

La recherche dans le domaine du traitement du signal concerne des activités extrêmement variées allant de la recherche fondamentale (théorie du signal) à des recherches beaucoup portées vers l’aval couvrant des domaines applicatifs tels les télécommunications (filaires, sans fil, liaisons de commande ou de données), la radionavigation (par satellite, à partir d’émetteurs radio ou de centrales inertielles embarquées), le radar (de surveillance, de poursuite ou d’observation). Les systèmes aérospatiaux peuvent bénéficier de recherches menées dans le cadre des applications terrestres mais ici aussi ils possèdent un certain nombre de spécificités qui nécessitent le lancement d’activités particulières (e.g. lutte contre les perturbations du canal atmosphérique, techniques de compensation des interférences intra et inter systèmes, formes d’onde robustes ou agiles, …).

La recherche en réseaux couvre un spectre très large. Celle-ci concerne aussi bien les réseaux ouverts tel l’Internet que les réseaux fermés plus spécialisés et contraints tels les réseaux embarqués. Les principaux concepts et avancées dans cette thématique trouvent aussi bien application dans ces deux types de réseaux. Par exemple, des résultats de recherche sur la méthodologie de  routage des réseaux ad-hoc ont été utilisés au sein de flottes de drones. De façon équivalente, des mécanismes d’ordonnancements voire de routage issus du monde de l’embarqué ont trouvé application dans le monde de l’Internet. Cependant, l’application de ces concepts n’est pas directe. Aussi, le domaine des communications aérospatiales possède ses propres problématiques de recherche en réseaux qui amènent des méthodes et des champs de recherche spécifiques.

Axes de recherche

Axe 1 – Electromagnétisme

  • Antennes : modélisation, conception, réalisation, mesure
  • Propagation : mesure, modélisation, outils de prévision
  • Compatibilité électromagnétique (CEM) : mesure, modélisation

Axe 2 – Signal

  • Traitement radar : détection, pistage, identification
  • Techniques de communication : conception de signaux et modulation, émetteurs, récepteurs, sécurité couche physique
  • Navigation : conception de signaux, traitement récepteur (dont traitement anti-interférences et anti-multitrajets), estimation Position Vitesse Temps (PVT) et autres paramètres trajectoire, hybridation, intégrité
  • Traitement d’antennes, localisation

Axe 3 – Réseau

  • Conception et optimisation des protocoles et architectures de communication (MAC, routage, transport, application, Qualité de service (Qos), fiabilité, ordonnancement…)
  • Modélisation et évaluation de performance des réseaux (Qualité Expérience Utilisateur (QoE), efficacité, pire cas…)
  • Sécurisation des systèmes de communication (cyber-sécurité, architectures, sûreté de fonctionnement…)

Positionnement

Politique partenariale

  • Partenariats académiques
  • TéSA, CSUT
  • DLR, Fraunhofer inst, NLR, TNO, FOI, FFI, QinetiQ
  • Universités européennes : PoliMi, UCL, UoVigo, UoMadrid, UoAveiro, UoAthens, …
  • Réseaux : SatNEx
  • Partenariats institutionnels
  • CNES, ESA, NASA, ISRO
  • DGA, EDA
  • DGAC, Eurocontrol
  • UE
  • Pôle de compétitivité : Aerospace Valley (DAS TOP) …
  • Partenariats industriels (grands groupes)
  • Groupe Airbus : Airbus, ADS, Ariane Group
  • Groupe Thales : TAS, TAV, TOSA, TR6, TSA
  • SAFRAN (ex-SAGEM)
  • Latécoère
  • Partenariats industriels (PME-ETI)
  • Oktal-SE, SCALIAN (Alyotech), …
  • SILICOM, M3S, …
  • RealTime-at-Work

Ressources

  • ENAC
  • Ressources humaines : 16 enseignants-chercheurs, 7 post-docs, 1 ingénieur de recherche, 10-15 thésards.
  • Outils logiciels : Feko, HFSS, ADS, Outil de prédiction erreur multitrajets GNSS sol FMRE, Outil de prédiction erreur multitrajet VOR Verso, Outil de modélisation des systèmes Quasi-Optiques QOSGB, Waypoint Inertial Explorer.
  • Plateformes : Station bande X, Trajectographie de référence SPAN, Véhicule de collecte de données, Robot Jackal, labo de mesures RF
  • ISAE/RESCOM
  • Ressources humaines : 7 enseignants-chercheurs, 10 doctorants, 2 post-doctorants
  • Outils logiciels :Tetrys, Wopanets
  • Plateformes : plate-forme réseau, plate-forme blockchain
  • ISAE/SCAN
  • Ressources humaines : 3 enseignants-chercheurs, 4 doctorants.
  • Outils logiciels : OMNET++, GnuRadio.
  • Plateformes : plateforme radio-logicielle.
  • Ressources ONERA / DEMR Toulouse
  • Ressources humaines : 35 ingénieurs, 1 technicien, 10-15 doctorants, 1-2 post-docs, 3 chercheurs associés.
  • Outils logiciels : bibliothèque recommandations UIT-R série P, simulateur SISTAR (canal troposphérique), code EPEE (Equation parabolique, propagation, fouillis), logiciel SCHUN (propagation milieu urbain), simulateur AdvPropAeroTool (canal aéronautique par satellite), outil SE-RAY-EM/FERMAT (lancer de rayons +OG+OP+MCE) et SE-NAV (tracé de rayons+OG+UTD) en partenariat avec Oktal-SE, méthodes numériques (ELSEM 3D -méthode des moments-, ALICE -différences finies-, FEM-GD -éléments finis-, FACTOPO -FMM-, CRIPTE -CEM-, Power Balance -CEM-).
  • Plateformes : Récepteurs de balises satellitaires bandes Ka et Q (Toulouse, Le Fauga, Salon, Kourou, Shillong), radiomètres bandes Ka et V, plateforme PROMOLAB bande L à Ka, laboratoire de mesures radar à courte portée, bancs de caractérisation de matériaux, base de mesures d’antennes, base de mesures de CEM, chambre réverbérante à brassage de modes.
  • Ressources ONERA / DTIS Toulouse
  • Ressources humaines :  5 ingénieurs, 1 doctorant
  • Outils logiciels :
  • Plateformes :

Feuille de route

Plan d’action