Projets phares

Une part importante des travaux de recherche et de développement du département COSYS se structure au sein de trois projets phares qui jouent un rôle fédérateur au sein de l’institut ainsi que sur le projet de ville durable "LaVallée.

• R5G (Route de 5ème Génération).

• l’EquipEx Sense-City.

• le Ferroviaire, avec notamment les actions menées dans le cadre de l’IRT Railenium,
   
• Projet du démonstrateur de vie durable "LaVallée"

R5G

L’Ifsttar a lancé la démarche « Route 5ème génération » (R5G). La première phase a consisté à labelliser des briques techniques en situation contrôlée (TRL 1 à 5). La deuxième phase consiste à démontrer un sous-ensemble de ces innovations en situation réelle (TRL 6 à 7). La troisième phase consistera à concevoir les outils de politiques publiques permettant de déployer les solutions pertinentes (TRL 8 à 9).

Le projet R5G bénéficie de moyens alloués à différents outils incitatifs: Vingt laboratoires issus des 5 départements, dont tous ceux du département COSYS, participent au projet sur différentes thématiques.

Au plan national, R5G bénéficie notamment du soutien de l’IDRRIM¹  et de l’USIRF² . Parmi les partenaires institutionnels, le CEREMA³ , l’ENPC⁴  et l’ENTPE⁵ , à travers les unités mixtes et les équipes associées à l’Ifsttar, participent au projet. Parmi les industriels, les groupes comme COLAS, EIFFAGE, EUROVIA, EGIS et TOTAL participent, par le financement d’expérimentations et l’appropriation de la démarche, au succès de celle-ci.

Le projet R5G est partie prenante du projet phare du FEHRL  « Forever Open Road » et a permis :

• d’influer sur le contenu des appels à projets européens : direction de groupes d’experts du FEHRL⁶ de 2011 à 2013, ouverture des lignes H2020 8.1 et 8.2 en 2013, lancement de l’ERANET et INFRAVATION début 2014, lancement de deux CSA en 2015 sur la coordination des acteurs européens dans le secteur.

• de participer à la structuration de la filière route française : proposition d’un Appel à manifestation d’intérêt R5G à l’issue de la TRNEE⁷  en 2011, proposition d’un AMI au PIA2 via le MEDDE au printemps 2013, mi 2013 contribution au rapport  Lauvergeon Innovation 2030, inscription dans la SNTEDD (Stratégie Nationale de Transition Ecologique vers un Développement Durable) en 2014, initiation d’une démarche stratégique portée par la DGITM et la DRI courant de l’été 2014.

• d’augmenter la visibilité des travaux de l’Ifsttar aux plans national (articles de presse et revues professionnelles, sollicitations pour des présentations : 10 interventions prévues entre octobre 2014 et mars 2015) et international (keynote au congrès de l’IRF en 2011, obtention du prix « Road design and conception » au congrès mondial de la route de l'AIPCR en 2011, keynote au congrès ICWCUCA⁸  en 2012, invitation par le TRB Workshop on road vehicle automation en 2013, invitation par Bentley Systems en novembre 2014).

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¹IDRRIM : Institut des Routes, des Rues et des Infrastructures pour la Mobilité
² USIRF : Union des Syndicats de l'Industrie Routière Française
³ CEREMA : Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement
⁴ ENPC : Ecole Nationale des Ponts et Chaussées
⁵ENTPE : Ecole Nationale des Travaux Publics de l’Etat
⁶FEHRL : Forum of European National Highway Research Laboratories
⁷TRNEE : Table Ronde Nationale sur l’Efficacité Energétique
⁸ICWCUCA : International Conference on Wireless Communications in Unusual and Confined Areas

Sense-City

Sense-City est un Equipement d’Excellence du Programme d’Investissement d’Avenir de l’ANR, courant sur la période 2011-2019 et doté d’un budget de 9 millions d’euros. Initialement porté par l'Université Paris-Est, ce programme implique aujourd’hui l'Université Gustave Eiffel, l'ESIEE-CCIP, le LPICM⁹ (UMR 7647 CNRS-Ecole Polytechnique), le CSTB¹⁰, l'INRIA.

Depuis le 1ier Janvier 2020, Sense-city est un équipement remarquable de l'Université Gustave Eiffel, géré par le LISIS/COSYS.  

Sense-City est une chambre climatique pouvant recouvrir deux espaces de 400m². Sur chacun de ces espaces, on construit une portion de territoire, appelée Mini-Ville, équipée de multitude de capteurs permettant :

• d’étudier la performance d’aménagements et de matériaux urbains

• de monitorer la ville de demain par envoi d’informations adhoc

• d’étudier la pollution atmosphérique, de l’eau ou des sols

Sense-city permet également d’avancer sur la conception et l’amélioration des micro et nanocapteurs, leur calibration et d’améliorer la chaîne du capteur à la décision.

La chambre climatique permet de programmer de conditions météorologiques spécifiques sur des durées déterminées et de recommencer des expériences autant que nécessaire. Le climat programmé peut être standard ou extrême selon les besoins scientifiques exprimés. Il est ainsi possible de programmer par exemple des canicules sur des périodes de plusieurs semaines et d’étudier les effets de cette canicule sur la pollution, la résistance de la végétation ou la calibration des capteurs.

La chambre climatique se déplace d’un espace à l’autre selon les besoins. Cela permet de réaliser des expériences soit en condition réelle instrumentée, à l’air libre, soit en condition contrôlée, mais aussi de construire de nouvelles mini-villes sans interrompre l’ensemble des expérimentations. Les mini-villes sont construites en fonction des besoins scientifiques et technologiques exprimés. Un des deux espaces dispose d’un sous-sol afin d’étudier la détection de réseaux, la géothermie ou encore la pollution des sols. Une mini ville est faite pour porter un ensemble d’expérimentations sur des durées de quelques jours à plusieurs mois selon les besoins exprimés.

Implanté au cœur de la Cité Descartes à Paris Est, cet équipement se positionne comme un démonstrateur réaliste d’innovations urbaines. Il fournit un terrain d’expérimentation bien plus riche et plus complexe que la salle blanche traditionnelle, et permet une plus grande reproductibilité et un contrôle plus fin que l’environnement urbain. Plateforme R&D ouverte tant aux académiques qu’aux industriels et aux collectivités, Sense-City participe au positionnement de la Cité Descartes comme un pôle tertiaire phare pour la ville du futur.

Les domaines d’intérêt couvrent les performances énergétiques des bâtiments et des quartiers, la qualité sanitaire du bâti (pollution de l’air intérieur), la qualité et la durabilité des réseaux urbains (transport, fluides), la qualité de l’air extérieur, des sols et des eaux, le contrôle des zones de stockage des déchets, la durabilité et la sécurité des infrastructures, l’analyse de la performance de nouveaux matériaux pour la ville. 

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 Pour en savoir plus…

⁹LPICM : Laboratoire de Physique des Interfaces et Couches Minces
¹⁰CSTB : Centre Scientifique et Technique du Bâtiment

Ferroviaire

L’IFSTTAR joue un rôle majeur dans l’IRT Railenium et en particulier le département COSYS.

Contribution  aux projets X2RAIL-1 et X2RAIL-2 sur les futurs systèmes de communication sans fil adaptatifs pour le contrôle-commande, la virtualisation des essais, la cyber-sécurité des systèmes, la localisation GNSS pour servir le concept de balise virtuelle ERTMS, le développement de nouvelles solutions technologiques embarquées pour assurer en sécurité l’intégrité du train, l’utilisation des méthodes formelles dans le processus de développement et de validation des applications critiques dans le ferroviaire, l’harmonisation de l’usage des outils de gestion de trafic afin d’optimiser l’exploitation des réseaux ferroviaires et le couplage virtuel de trains.

•  Projet MORIPAN (MOdèle de RIsque pour les PAssages à Niveau) développe des modèles fins de l’accidentologie aux passages à niveau et Analyse l’efficacité des solutions potentielles pour améliorer la sécurité.
   
•  ERTMS régional propose des outils pour spécifier le besoin des lignes ferroviaires utilisant le système de signalisation «ERTMS régional». 
   
•  IN2RAIL vise à proposer une architecture de capteurs et des protocoles de communication pour la surveillance de la consommation énergétique. 
   
•  ESTIMATE fait un état de l’art technico-économique des solutions innovantes pour les communications très haut débit à bord des trains, publiés dans un ouvrage chez Springer.
   
•  OPTINFRA optimise la planification horaire lors de travaux de maintenance des infrastructures ferroviaires. 
   
•  CERVIFER revisite la simulation numérique de la dynamique ferroviaire et de l’interaction train-voie.