Version du 8 octobre 2008 - LIFL
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<strong>Version</strong> <strong>du</strong> 8 <strong>octobre</strong> <strong>2008</strong><br />
Bilan<br />
2005–<strong>2008</strong>
Table des matières<br />
1 Laboratoire 1<br />
1.1 Historique et Contexte 1<br />
1.2 Structuration Scientifique <strong>du</strong> Laboratoire 2<br />
1.3 Plates-Formes 4<br />
1.4 Organisation 5<br />
1.5 Pro<strong>du</strong>ction Scientifique et Publications 7<br />
1.6 Contrats, Partenariat et Valorisation 7<br />
1.7 Enseignement et formation doctorale 8<br />
1.8 Animation et Vulgarisation 9<br />
1.9 Relations et reconnaissance internationales 10<br />
1.10 Ressources 10<br />
1.11 Evolution Générale 13<br />
2 Équipes 15<br />
2.1 BioInfo 15<br />
2.2 CalFor 19<br />
2.3 Fox-Miire 23<br />
2.4 GOAL 29<br />
2.5 Graphix 36<br />
2.6 GRAppA 41<br />
2.7 Map 47<br />
2.8 Noce 52<br />
2.9 OPAC 55<br />
2.10 PALOMA 60<br />
2.11 RD2P 63<br />
2.12 SMAC 70<br />
2.13 STC 74<br />
2.14 WEST 79<br />
3 Publications 85<br />
3.1 ACL sélectives 85<br />
3.2 Autres ACL 91<br />
3.3 ACT sélectives 94<br />
3.4 Autres ACT 108<br />
3.5 ACLN 131<br />
3.6 INV 133<br />
3.7 COM 134<br />
3.8 AFF 142<br />
3.9 OS 143<br />
3.10 OV 147<br />
3.11 DO 147<br />
3.12 AP 148<br />
3.13 TH 154<br />
A Annexes 159<br />
A.1 Composition <strong>du</strong> conseil de laboratoire 159<br />
A.2 Organigramme des services 160<br />
A.3 Liste des financements contractuels des équipes <strong>du</strong> laboratoire pendant la période 161<br />
A.4 Localisation 166<br />
A.5 Bilan de la Fédération Ircica 167<br />
i
1 Laboratoire<br />
1.1 Historique et Contexte<br />
Les activités de recherche en informatique à Lille datent de la création en 1961 <strong>du</strong> Laboratoire<br />
de Calcul. La réunion en 1983 de deux équipes associées au CNRS, l’ERA 771 « Architectures et Systèmes<br />
» d’une part, la Jeune Équipe « Informatique Théorique » d’autre part, a donné naissance au<br />
<strong>LIFL</strong> d’abord sous forme de l’URA 369, puis de l’UPRESA 8022 en 1997 et enfin sous la forme actuelle<br />
d’UMR en 2001.<br />
Le quadriennal actuel a permis le regroupement des actvités de recherche en informatique de<br />
la métropole lilloise au sein <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong>. En 2006, deux équipes ont rejoint le laboratoire : Grappa, le<br />
Groupe de Recherche en Apprentissage Automatique qui était une Equipe Associée de Lille 3 et Fox-<br />
Miire dont plusieurs membres sont enseignants-chercheurs de l’Institut Telecom. En 2007, l’équipe<br />
NOCE (Nouvelles Organisations pour la Collaboration et l’É<strong>du</strong>cation), qui faisait jusque là partie <strong>du</strong><br />
laboratoire TRIGONE en Sciences de l’É<strong>du</strong>cation, a également rejoint le laboratoire.<br />
Le laboratoire regroupe actuellement 110 permanents (77 enseignants-chercheurs, 5 chercheurs<br />
CNRS, 11 chercheurs INRIA, 8 ITA CNRS, 8,5 AITOS Lille 1), plus de 80 doctorants et de nombreux<br />
post-doctorants, ingénieurs, personnels techniques et administratifs recrutés sur ressources propres.<br />
Un contexte en forte évolution<br />
Le <strong>LIFL</strong>, qui est le plus gros laboratoire régional en Informatique, est un acteur important de la<br />
structuration régionale autour des STIC. Durant ces dernières années, le développement <strong>du</strong> laboratoire<br />
a été lié à deux projets dont le <strong>LIFL</strong> a été un des acteurs principaux :<br />
Création de l’IRCICA (Fédération de Recherche FR 3024) dont le <strong>LIFL</strong> a été un des éléments fondateurs.<br />
Cette fédération a en particulier permis le développement d’une part de la plate-forme<br />
de réalité virtuelle, d’autre part de la recherche autour des réseaux ad hoc et des objets mobiles<br />
communicants en collaboration avec l’IEMN. Deux équipes <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong>, Graphix et RD2P, y<br />
sont fortement impliquées. Elle est le point de départ <strong>du</strong> projet d’institut lillois des Sciences et<br />
Technologies de l’Information et de la Communication porté par l’Université de Lille 1.<br />
Implantation à Lille de l’INRIA , via l’UR INRIA multilocalisée Futurs, puis depuis <strong>2008</strong> le centre Inria<br />
- Lille Nord Europe. L’implantation à Lille de l’UR Futurs a été essentiellement basée sur<br />
des projets issus <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong>, même si des projets ont ensuite été créés par ou avec des membres<br />
d’autres laboratoires, en particulier les laboratoires LAGIS et Painlevé pour les laboratoires<br />
lillois. L’équipe administrative lilloise de l’UR a été hébergée dans les locaux <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong> avant l’ouverture<br />
<strong>du</strong> bâtiment de la Haute-Borne. À l’heure actuelle, 9 équipes <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong> sur 14 sont impliquées<br />
dans 9 équipes-projets INRIA <strong>du</strong> centre INRIA-Lille Nord Europe – 7 sont des équipesprojets<br />
communes avec le <strong>LIFL</strong>, 2 sont communes avec le <strong>LIFL</strong> et le LAGIS – et une équipe est<br />
impliquée dans le projet Grand LARGE <strong>du</strong> centre INRIA Saclay. La dynamique apportée par<br />
l’INRIA est clairement un élément important dans le développement <strong>du</strong> laboratoire.<br />
Le projet « Campus Intelligence Ambiante » <strong>du</strong> CPER<br />
Pilote <strong>du</strong> volet Informatique <strong>du</strong> programme TAC (Technologies Avancées pour la Communication),<br />
<strong>du</strong> Contrat Plan Etat Région 2003–<strong>2008</strong>, le <strong>LIFL</strong> joue un rôle déterminant dans le projet « Campus<br />
Intelligence Ambiante » <strong>du</strong> Contrat de Projets Etat Région 2007–2013 dont l’objectif est la création<br />
d’un campus interdisciplinaire de recherche et d’innovation technologique à vocation internationale<br />
dans le domaine des Sciences et Technologies de l’Information et de la Communication avec une ouverture<br />
vers les Sciences <strong>du</strong> Vivant. L’activité scientifique <strong>du</strong> campus est structurée en quatre axes :<br />
– Micro et Nano Dispositifs<br />
– Informatique Ubiquitaire<br />
– Photonique<br />
– Biologie Systémique<br />
1
2 Laboratoire<br />
Le <strong>LIFL</strong> est naturellement fortement impliqué dans l’axe « Informatique Ubiquitaire » 1 , axe qui<br />
se décline en 3 pistes de recherche complémentaires :<br />
– Réseaux de capteurs, et l’ensemble des problèmes posés – <strong>du</strong> hardware aux usages – par ces<br />
nouveaux dispositifs auto-organisés : ce thème interdisciplinaire est l’objet d’une collaboration<br />
développée dans le cadre de l’IRCICA entre l’équipe RD2P (<strong>LIFL</strong>/ centre INRIA-LNE) et l’IEMN.<br />
– Nouveaux modèles et Nouvelle ingénierie pour l’informatique ubiquitaire, avec trois focalisations<br />
: l’adaptabilité, le raisonnement et le calcul : ce thème est développé au <strong>LIFL</strong>, au CRIL et<br />
au centre INRIA-LNE.<br />
– Interactions augmentées entre les utilisateurs et les systèmes de demain, avec ici aussi deux<br />
focalisations : le retour tactile et les nouvelles métaphores d’interactions en 3D : ce thème<br />
interdisciplinaire est l’objet d’une collaboration développée dans le cadre de l’IRCICA entre<br />
l’équipe Graphix (<strong>LIFL</strong>/ centre INRIA-LNE) et le L2EP.<br />
Le laboratoire participe également à l’axe « Biologie Systémique » lié à l’Institut de Recherches<br />
Interdisciplinaires (USR 3078) : même si l’implication <strong>du</strong> laboratoire y est actuellement ré<strong>du</strong>ite, une<br />
thèse IRI/<strong>LIFL</strong> a été soutenue, deux projets sont en cours de montage, et les interactions devraient<br />
se développer.<br />
1.2 Structuration Scientifique <strong>du</strong> Laboratoire<br />
Le laboratoire comporte donc une centaine de chercheurs et enseignants-chercheurs permanents<br />
(5 chercheurs CNRS, 11 chercheurs INRIA, 77 enseignants-chercheurs, 3 ingénieurs de recherche).<br />
Le spectre scientifique <strong>du</strong> laboratoire est relativement large. Sur la période <strong>du</strong> contrat,<br />
il était structuré en trois axes, CBS (Calcul formel, Bioinformatique, Spécifications) CIM (Coopération,<br />
Images et Mobilité) et SCOPE (Simulation, Calcul et Optimisation Parallèles et Environnements<br />
Distribués) :<br />
CBS regroupe 4 équipes (32 permanents dont 12 HdR, 14 doctorants) autour des thématiques « Calcul<br />
Formel, Bio-Informatique, Apprentissage, Méthodes formelles ».<br />
Bio-Informatique, 6 p. autour de la conception de méthodes et d’outils informatiques pour<br />
l’analyse de séquences biologiques à grande échelle. L’équipe correspond à l’équipeprojet<br />
INRIA SEQUOIA.<br />
CalFor, 5 p. , équipe dont le cœur de métier est le calcul formel, en particulier l’algorithmique<br />
pour le traitement symbolique des équations différentielles, la modélisation en biologie<br />
cellulaire étant le domaine d’application privilégié.<br />
Grappa (Groupement de Recherche en Apprentissage Automatique), 11,5 p. avec un axe autour<br />
de l’apprentissage et de l’extraction d’information à partir de documents semi-structurés<br />
qui est à l’origine de l’équipe-projet INRIA Mostrare depuis 2004 en collaboration<br />
avec une partie de l’équipe STC, un axe autour de l’apprentissage par renforcement qui a<br />
donné lieu, en collaboration avec le laboratoire LAGIS, à l’équipe-projet INRIA SEQUEL<br />
démarrée en 2007.<br />
STC (Spécification, Tests, Contraintes), 9,5 p. centrée sur l’application des méthodes formelles<br />
dans différents contextes : la sécurité des systèmes – en collaboration avec l’équipe RD2P<br />
–, la modélisation en biologie systémique, les requêtes et transformations de documents<br />
semi-structurés – en collaboration avec Grappa au sein de l’équipe-projet INRIA MOS-<br />
TRARE – et enfin la modélisation de circuits.<br />
CIM regroupe 6 équipes (49 permanents dont 11 HdR, 44 doctorants) – NOCE l’ayant rejoint lors de<br />
son intégration en 2007 – autour des thématiques « Coopération, Images et Mobilité » :<br />
FOX-MIIRE, 5 p. dont l’objectif est la conception d’outils algorithmiques d’analyse, de traitement,<br />
d’indexation et filtrage d’informations visuelles (image, vidéo, modèle 3D) et<br />
leur validation à travers des applications diverses comme la gestion de grandes bases<br />
de données images et vidéo, l’analyse des comportements des utilisateurs et le filtrage<br />
d’informations visuelles dans un contexte web.<br />
1. dont le responsable est David Simplot-Ryl
1.2. Structuration Scientifique <strong>du</strong> Laboratoire 3<br />
GOAL, 12 p. équipe mixant des compétences en systèmes répartis et génie logiciel. L’équipe<br />
associe les approches par composants et par aspects ou encore les architectures orientées<br />
services pour développer de nouvelles méthodes et outils pour la conception de systèmes<br />
adaptatifs, de nouvelles infrastructures intergicielles, en partie dans le cadre des équipesprojets<br />
INRIA JACQUARD (jusque 2007), de l’équipe-projet INRIA ADAM (créée en <strong>2008</strong>)<br />
et de l’équipe-projet INRIA Rmod (en cours de création).<br />
Graphix, 9 p. dont l’objectif principal est de définir de nouvelles méthodes et outils pour interagir<br />
et collaborer sur des modèles 3D, ses recherches étant à l’intersection de l’animation<br />
et la simulation, de la réalité virtuelle, et des interfaces Homme machine. Son champ<br />
d’application privilégié est le monde médical. L’équipe correspond à l’équipe-projet IN-<br />
RIA ALCOVE.<br />
NOCE (Nouvelles organisations pour la Collaboration et l’É<strong>du</strong>cation) 9 p. qui est intégrée au<br />
laboratoire depuis 2007 et propose des méthodes, outils et infrastructures destinées à<br />
supporter les activités humaines de travail ou d’apprentissage menées en collaboration.<br />
RD2P, 7 p. autour de la thématique Système et Réseaux pour Petits Objets Portables et Sécurisés<br />
(équipe-projet INRIA POPS) et de problèmes émanant <strong>du</strong> domaine des réseaux, avec<br />
une orientation forte pour le développement d’architectures et protocoles (action Misc).<br />
SMAC, 7 p. autour de la conception de comportements intelligents pour des entités artificielles,<br />
avec deux aspects, d’une part, la théorie des jeux computationnelle, d’autre part la<br />
simulation centrée interactions. Les applications privilégiées sont essentiellement mais<br />
non exclusivement l’économie (en lien avec le laboratoire CLAREE) et les jeux vidéo.<br />
SCOPE regroupe 4 équipes (18 permanents dont 7 HdR, 24 doctorants) autour des thématiques<br />
« Simulation, Calcul et Optimisation Parallèles et Environnements Distribués ».<br />
MAP, 1 p. autour <strong>du</strong> calcul scientifique haute performance. L’équipe participe à l’équipe-projet<br />
INRiA Grand Large <strong>du</strong> centre INRIA Saclay.<br />
OPAC, 6 p. autour de la conception et la réalisation d’algorithmes d’optimisation efficaces<br />
pour la résolution de problèmes d’optimisation multi-critères difficiles, en utilisant des<br />
méthodes avancées issues de l’optimisation combinatoire en Recherche Opérationnelle,<br />
de la décision en Intelligence Artificielle et de l’utilisation <strong>du</strong> Parallélisme/Distribution .<br />
L’équipe correspond à l’équipe-projet INRIA DOLPHIN.<br />
Paloma, 2 p. autour de la conception et de l’exécution efficace d’applications distribuées sur<br />
des grappes et grilles d’ordinateurs, en particulier dans le cadre des bases de données de<br />
très grande taille.<br />
WEST, 9 p. autour de la conception conjointe matériel/logiciel de systèmes embarqués avec<br />
<strong>du</strong> calcul intensif. L’équipe correspond à l’équipe-projet INRIA DART.<br />
Axe Équipe Participation à équipe-projet Inria<br />
CBS<br />
CIM<br />
SCOPE<br />
Bio-Informatique (6 p.) Sequoia (6 p.)<br />
Calfor (5 p.) Alien (1 p./11 p.)<br />
Grappa (11,5 p.) Mostrare (5,5 p./9 p.), Sequel (5 p./8 p.)<br />
STC (9,5 p.) Mostrare (3,5 p./9 p.), Pops (2 p./8 p.)<br />
Fox-MIIRE (5 p.)<br />
GOAL (12 p.) Adam (7 p.)<br />
GRAPHIX (9 p.) Alcove (9 p.)<br />
NOCE (9 p.)<br />
RD2P (7 p.) Pops (6 p./8 p.)<br />
SMAC (7 p.)<br />
MAP (1 p.) Grand-Large (1 p./9 p.)<br />
OPAC (6 p.) Dolphin (6 p.)<br />
Paloma (2 p.)<br />
WEST (9 p.) Dart (9 p.)
4 Laboratoire<br />
1.3 Plates-Formes<br />
Le laboratoire a développé plusieurs projets techniques d’ampleur, en particulier la plate-forme<br />
de Réalité Virtuelle et l’installation <strong>du</strong> nœud lillois de l’opération Grid5000. Le développement de ces<br />
équipements a été possible grâce au soutien des différentes tutelles et partenaires et de la région et<br />
ces plates-formes s’inscrivent pleinement dans le CPER CIA. La volonté qui accompagne le développement<br />
de ces équipements est multiple : expérimenter et valider les recherches des équipes <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong>,<br />
fédérer, en permettant la mutualisation d’équipements mais aussi la synergie entre les recherches<br />
des équipes, mettre à disposition des services pour tout le laboratoire mais aussi pour d’autres laboratoires,<br />
favoriser la valorisation. Ces plates-formes – en particulier la plate-forme de réalité virtuelle<br />
– sont également un outil fort de communication à destination <strong>du</strong> grand public (Fête de la Science,<br />
...).<br />
La plate-forme de Réalité Virtuelle Cette plate-forme regroupe dans le batiment Ircica un ensemble<br />
de salles d’expérimentation. Quatre équipements sont aujourd’hui opérationnels :<br />
– une salle immersive de réalité virtuelle qui permet de placer les usagers au cœur d’un<br />
environnement virtuel en leur offrant des possibilités riches d’interaction ;<br />
– une « War-room » est une pièce pouvant accueillir l’ensemble des responsables afin de<br />
prendre des décisions importantes en concertation à l’aide d’un nombre important d’informations<br />
et documents. La war-room de l’Ircica utilisant les nouvelles techniques de<br />
Réalité Virtuelle comprend un grand écran stéréoscopique, une table d’interaction tactile<br />
et des périphériques à retour d’effort ;<br />
– un mur de télépresence, qui est un équipement de visio-conférence de grande qualité à<br />
taille réelle et respectant les contacts visuels ;<br />
– un ensemble d’outils de fabrication et de mesure permettant de réaliser des stimulateurs<br />
tactiles 2 .<br />
– D’ici la fin <strong>2008</strong>, nous mettrons en place un cinquième équipement : un magasin laboratoire<br />
dans lequel nous con<strong>du</strong>irons des expériences sur le suivi des clients et l’intro<strong>du</strong>ction<br />
de technologies de réalité augmentée.<br />
Ces équipements permettent de renforcer la dynamique autour <strong>du</strong> 3D et de la Réalité virtuelle<br />
dans la région en partenariat avec les jeunes entreprises innovantes comme Idées-3com,<br />
3D-<strong>du</strong>o, VB2S ou Wip-On et de faciliter les interactions entreprise-recherche dans le cadre <strong>du</strong><br />
PICOM. Ils sont intégrés dans la plateforme nationale ANR Part@ge sur l’interaction collaborative.<br />
Grille de recherche Grid5000. Grid5000 (https://www.grid5000.fr) est un projet d’envergure nationale<br />
initié en 2003 par le Ministère de la Recherche par le biais de l’ACI GRID pour créer<br />
un grand instrument pour promouvoir en France la recherche scientifique sur les systèmes<br />
distribués à grande échelle (grilles de calcul et systèmes peer-to-peer). Il s’agit d’une grille expérimentale<br />
de 5000 cœurs de calcul répartis en grappes installées et administrées sur 9 sites :<br />
Bordeaux, Grenoble, Nancy, Lille, Lyon, Orsay, Rennes, Sophia-Antipolis et Toulouse. Au même<br />
titre que les autres sites, Lille a été sélectionnée en 2004 par le Ministère pour accueillir un<br />
nœud de Grid5000. Outre l’impulsion financière <strong>du</strong> Ministère, d’autres organismes ont apporté<br />
un soutien financier au projet sur le site de Lille, notamment l’INRIA, le CNRS, la Génopole<br />
de Lille, Lille 1 et la Région Nord-Pas-de-Calais. Ces soutiens ont permis l’acquisition d’une<br />
grappe de 618 cœurs de calcul hébergée au Centre de Ressources Informatiques de Lille 1 et<br />
connectée aux autres sites via Renater, ainsi que le recrutement d’un ingénieur expert (non<br />
permanent) pour l’administrer. Après avoir porté la candidature de Lille, le <strong>LIFL</strong> assure en collaboration<br />
avec le centre INRIA Lille - Nord Europe (LNE) le pilotage <strong>du</strong> projet sur le site de<br />
Lille et la coordination scientifique et technique avec les autres sites.<br />
La présence d’un nœud Grid5000 à Lille a fortement contribué à la création d’une dynamique<br />
et au développement d’une activité scientifique sur les grilles informatiques au <strong>LIFL</strong>.<br />
Grid5000 est utilisé comme plate-forme d’expérimentation à grande échelle par plus de 30<br />
chercheurs en moyenne par an. Au <strong>LIFL</strong>, l’activité scientifique sur les grilles est développée<br />
par les équipes GOAL, OPAC, BioInfo, MAP, GRAPPA, PALOMA et porte sur la conception de<br />
modèles et d’algorithmes pour la résolution de problèmes d’optimisation combinatoire, la<br />
2. pour plus d’info http://www2.lifl.fr/GRAPHIX/pfrv/intro.php
1.4. Organisation 5<br />
résolution de problèmes d’algèbre linéaire, l’analyse de séquences en bioinformatique, l’apprentissage<br />
et la fouille de données. Les travaux portent également sur la conception et le<br />
développement de services pour le déploiement automatique d’applications à composants<br />
distribués sur la grille.<br />
Cette activité s’est tra<strong>du</strong>ite en termes de publications scientifiques, de collaborations, de<br />
réalisation de logiciels, d’animation scientifique, et de formation par l’enseignement et la<br />
recherche. Grid5000 a servi comme plate-forme d’expérimentation et de validation de travaux<br />
réalisés au <strong>LIFL</strong> dans le cadre de 19 thèses de Doctorat (dont 6 soutenues) et 1 HDR<br />
soutenue, et publiés dans plus de 10 revues internationales et dans les actes de plus de 40<br />
conférences internationales avec comités de lecture. Un des résultats marquants <strong>du</strong> projet<br />
Grid5000 (http://www.inria.fr/actualites/2005/grillecalcul.fr.html), est la réalisation<br />
d’un défi en optimisation combinatoire par l’équipe lilloise qui a valu le 2 e prix à l’école<br />
Grid5000 organisée à Grenoble en mars 2006. Grid5000 a également encouragé le passage sur<br />
grilles de calcul de logiciels notamment ParadisEO-G, FDF, Protea et YML, développés par<br />
différentes équipes <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong>. En matière de formation, la grille est utilisée dans le cadre de projets/stages<br />
de Master réalisés en laboratoire (en moyenne une dizaine par an), et la formation<br />
des chercheurs (organisation de journées de formation). Initialement dédiée à la recherche,<br />
Grid5000 a été utilisée à Lille pour la première fois dans le cadre de l’enseignement des grilles<br />
en France : la plate-forme est utilisée pour réaliser des Travaux Pratiques en Master.<br />
1.4 Organisation<br />
1.4.1 Pilotage<br />
L’équipe de direction <strong>du</strong> laboratoire a été renouvelée fin 2007, Jean-Marc Geib directeur jusque<br />
fin 2007 ayant quitté la direction pour d’autres fonctions et Sophie Tison lui ayant succédé. L’équipe<br />
est constituée <strong>du</strong> <strong>du</strong> directeur, <strong>du</strong> directeur adjoint (P. Boulet depuis le 1 er janvier <strong>2008</strong>, S. Tison<br />
auparavant), et <strong>du</strong> responsable financier (L. Seinturier depuis septembre 2007, S. Tison de septembre<br />
2006 à septembre 2007, C. Chaillou avant septembre 2006). Elle se réunit une fois par semaine. Le<br />
directeur adjoint est chargé des ressources humaines. Un responsable de la Valorisation(C. Chaillou),<br />
un responsable des Relations Internationales (M. Daoudi) et un responsable des Etudes Doctorales<br />
(J.L. Dekeyser) complètent l’équipe.<br />
Le conseil de laboratoire, renouvelé fin 2007 3 , se réunit une fois par mois environ. Dans la composition<br />
<strong>du</strong> conseil, on a recherché bien sûr un équilibre entre les différentes catégories de personnels<br />
y compris les doctorants. On a veillé également à assurer une représentation par leurs personnels de<br />
nos différentes tutelles (CNRS, Lille 1, Lille 3) Pour faciliter la concertation sont invités régulièrement<br />
le chargé de mission STIC de Lille 1, un représentant de l’Institut Telecom ( M. Daoudi).et le directeur<br />
ou le délégué scientifique <strong>du</strong> centre INRIA Lille - Nord Europe.<br />
Le conseil est élargi aux responsables d’équipes plusieurs fois par an pour toutes les discussions<br />
de politique scientifique : projet scientifique <strong>du</strong> laboratoire, profils des demandes de postes<br />
d’enseignants-chercheurs, ...<br />
L’assemblée générale est réunie au moins une fois par an.<br />
Un bureau de concertation avec le centre INRIA LNE réunit régulièrement les directeurs des<br />
laboratoires LAGIS, <strong>LIFL</strong> et <strong>du</strong> centre INRIA LNE ainsi que le délégué scientifique <strong>du</strong> centre INRIA<br />
LNE et le directeur adjoint <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong> pour échanger les informations (financements, ...), construire<br />
une stratégie et des actions communes – création de nouveaux projets, valorisation, communication,<br />
animation scientifique, ... – et règler des « détails <strong>du</strong> quotidien ». Ont été également mises en place<br />
des commissions pour permettre de favoriser le travail en commun (une commission sur le système<br />
d’information, une sur l’Information Scientifique et Technique, une sur l’animation scientifique).<br />
Enfin une démarche a été initiée pour développer les outils de communication interne ; les efforts<br />
sont à poursuivre, la dispersion <strong>du</strong> laboratoire sur plusieurs sites et la complexification <strong>du</strong> contexte<br />
renforçant ce besoin de communication interne.<br />
3. voir composition en annexe
6 Laboratoire<br />
1.4.2 Équipe administrative et de gestion<br />
L’équipe est composée de 7 personnes 4 : 1 A, 3 Tech, 1 AJT, 2 AGT en CDD. Elle a en charge<br />
la partie administrative (gestion des ressources humaines, recrutements, système d’information <strong>du</strong><br />
<strong>LIFL</strong>), la partie gestion des projets dont les crédits sont gérés par le CNRS ou l’Université de Lille 1<br />
(dotations ou crédits spécifiques MESR et CNRS, projets ANR, projets européens, CPER , contrats<br />
SAIC, ...).<br />
Depuis quelques années le <strong>LIFL</strong> est en phase continue d’évolution<br />
– en nombre de chercheurs, de dossiers à traiter, à suivre ;<br />
– en diversité des dossiers, en complexité de ces dossiers (multi équipes <strong>LIFL</strong>, multi partenaires<br />
extérieurs USTL ou autre, surtout avec obligation de tout justifier).<br />
Pour rester dans la dynamique <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong> et accompagner les chercheurs dans ces nouveaux objectifs,<br />
depuis 2 ans, en accord avec l’équipe de direction passée et actuelle, l’équipe a préparé une évolution<br />
de son organisation tenant compte<br />
– des compétences acquises ou à acquérir pour chacune (formation NABUCO, SIFAC, XLAB) ;<br />
– de l’ensemble de la répartition des tâches qui n’est pas liée uniquement aux projets financés<br />
des chercheurs (administration) ;<br />
– des obligations sur le suivi des dossiers.<br />
Un projet est affecté à une personne dans une cohérence de suivi de projet. Ainsi des dossiers différents<br />
d’un même projet sont suivis par la même personne qui traite tous les mouvements en dépenses<br />
et facturations.<br />
Une personne de l’équipe a en charge l’ensemble des recrutements, vu la spécificité de ces dossiers.<br />
Intérêt des projets : Le responsable a 1 seul interlocuteur qui doit être réactif.<br />
Les services de comptabilité de l’USTL (SAIC, Recherche) l’UFR , les services <strong>du</strong> CNRS ont 1 seul<br />
interlocuteur pour un projet défini.<br />
La collègue désignée pour le suivi d’un projet a une vision globale de ce dossier, ce qui lui facilite<br />
l’échelonnement des dépenses, pour le gérer en relation directe avec le responsable et surtout pour<br />
préparer la justification.<br />
Intérêt <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong> : Chaque collègue s’implique dans les dossiers qu’elle a en charge. Le <strong>LIFL</strong> peut<br />
afficher<br />
– les compétences de chacun des personnels composant son service de gestion auprès des chercheurs<br />
mais aussi des tutelles et de l’extérieur quelque soit la diversité des projets (tutelles,<br />
gestions, contraintes différentes suivant le financeur, ...) ;<br />
– une continuité <strong>du</strong> service avec la possibilité de réactivité en cas de surcharge de travail, période<br />
de fin d’année, d’absence d’une collègue ou d’urgence sur un engagement puisque toutes sont<br />
formées ou se forment aux différentes applications comptables.<br />
1.4.3 Équipe Systèmes/Réseaux/Logistique<br />
L’équipe systèmes/réseaux et logistique, composée de 11 personnes sous la responsabilité de<br />
Gilles Carin (IE CNRS), a en charge le choix, la mise en place et le bon fonctionnement des moyens<br />
informatiques communs nécessaires aussi bien à la recherche qu’au fonctionnement technique et<br />
administratif <strong>du</strong> laboratoire. Trois ingénieurs de recherche dont la mission principale est de participer<br />
au sein d’équipes de recherche à l’étude, la mise en place et au développement de plateformes<br />
spécifiques apportent leur expertise dans le choix et le développement d’outils nécessaire à l’administration<br />
des systèmes et réseaux.<br />
Trois ingénieurs d’étude ont la maîtrise d’œuvre, sous la responsabilité de l’équipe de direction,<br />
des ressources informatiques et de leurs procé<strong>du</strong>res d’utilisation (ex : PSSI). Ils assurent dans ce<br />
cadre, la correspondance avec le Centre de Ressources Informatiques de Lille 1 et co-encadrent et<br />
accompagnent la tâche des techniciens et la relation avec les chercheurs et les fournisseurs. Deux<br />
adjoints techniques et un technicien assurent la maintenance de plateformes techniques communes<br />
(téléphones, réseaux, imprimantes, ...), l’installation de postes informatiques et la mise en œuvre des<br />
procé<strong>du</strong>res nécessaires à leur fonctionnement, si nécessaire en collaboration avec les services de<br />
Lille 1 et des fournisseurs.<br />
4. dont une à mi-temps pour le laboratoire, une à 80%
1.5. Pro<strong>du</strong>ction Scientifique et Publications 7<br />
Deux agents des services techniques (1,5 ETP) sont attachés aux tâches d’entretien et de logistique<br />
<strong>du</strong> bâtiment principal en collaboration avec le service correspondant de Lille 1. L’un d’entre<br />
eux a la responsabilité d’ACMO 5 .<br />
Un Assistant Ingénieur est responsable de la logistique <strong>du</strong> bâtiment IRCICA.<br />
1.5 Pro<strong>du</strong>ction Scientifique et Publications<br />
Sur la période (1 er janvier 2005 à juillet <strong>2008</strong>) la pro<strong>du</strong>ction <strong>du</strong>n laboratoire en terme de revues est<br />
de 159 revues répertoriées dans des bases internationales (ACL selon la nomenclature AERES) dont<br />
104 internationales et jugées réellement sélectives 6 . Au niveau des communications aux conférences,<br />
la pro<strong>du</strong>ction est de 540 communications en conférences avec actes (ACT pour l’AERES) dont 203<br />
internationales jugées de très bon niveau par les équipes. Globalement, le ratio publications par permanent<br />
a fortement progressé pour les communications en conférences avec ACT (80 ACL et 250 ACT<br />
sur le précédent contrat). Le nombre de publications dans des revues de haut niveau reste faible et inégalement<br />
réparti entre les équipes ; si on peut noter une amélioration, – le nombre d’ACL sélectives<br />
sur 2005 était de 11, alors qu’il est déjà de 33 sur <strong>2008</strong> – et des publications dans d’excellentes revues<br />
(ACM Transactions on Software Engineering and Methodology, IEEE Transactions on Pattern Analysis<br />
and Machine Intelligence, IEEE Trans. on Computers, IEEE Trans. on Parallel and Distributed<br />
Systems, Human-Computer Interaction, Journal of Parallel and Distributed Computing, Journal of<br />
Computer and System Sciences, Machine Learning, ...), ce point nécessite clairement d’être amélioré.<br />
On peut par contre être relativement satisfait – sans s’en contenter – <strong>du</strong> nombre de communications<br />
internationales sélectives, de la présence dans des conférences d’excellent niveau (ACMMM, CHI,<br />
INFOCOM, ISSAC, LICS, MASCOTS, MODELS, NIPS, PERCOM, PODS, PODC, SIGKDD, ECOOP, ...) et<br />
<strong>du</strong> bon niveau de publication des doctorants.<br />
Sur la centaine de permanents <strong>du</strong> laboratoire, un petit nombre a une activité de recherche au sein<br />
d’une équipe mais un niveau de publications qui peut être jugé faible (moins d’une dizaine selon<br />
les normes AERES 7 ) : ce faible niveau de publication s’explique souvent de façon conjoncturelle, par<br />
exemple par des responsabilités pédagogiques ou/et administratives lourdes ou par une reconversion<br />
thématique. Il va de soi que le laboratoire encourage et soutient toute démarche permettant de<br />
conforter leur activité de recherche.<br />
Enfin, donnons deux exemples de la reconnaissance internationale des travaux <strong>du</strong> laboratoire : la<br />
plateforme « Java In the Small ») développée par l’équipe RD2P a obtenu plusieurs distinctions dont<br />
un JAX innovative Award en 2007, le logiciel CrazyStone, développé par R. Coulom (équipe Grappa),<br />
vainqueur en 2006 de Computer Olympiad, a gagné le tournoi <strong>du</strong> congrès européen de Go en <strong>2008</strong>, et<br />
a battu en septembre une joueuse professionnelle, Kaori Aoba, avec 8 pierres de handicap seulement.<br />
1.6 Contrats, Partenariat et Valorisation<br />
Le laboratoire, en liaison avec l’Université, le CNRS mais aussi avec ses partenaires comme l’IN-<br />
RIA, a entrepris une démarche volontariste pour le développement des collaborations in<strong>du</strong>strielles<br />
et des activités de transfert et de valorisation : participation à différentes manifestations -journées<br />
Innovembre 2007, Nuit de l’Innovation,..-, visite d’in<strong>du</strong>striels (Fujitsu, in<strong>du</strong>striels <strong>du</strong> Picom, ...), forte<br />
implication dans le Pôle In<strong>du</strong>stries <strong>du</strong> COMmerce,...). Depuis 2007, C. Chaillou, membre <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong>, a<br />
été chargé de mission par l’Université de Lille 1 de la valorisation dans le domaine STIC-soft (LAGIS,<br />
L2EP, <strong>LIFL</strong>). Le bilan sur la période 2005-<strong>2008</strong> 8 peut être résumé comme suit :<br />
5. Agent Chargé de la Mise en Œuvre des règles d’hygiène et de Sécurité.<br />
6. Les équipes ont identifié les publications qu’elles jugent réellement sélectives et une harmonisation a été faite au niveau<br />
<strong>du</strong> laboratoire. Nous avons décidé de ne pas prendre en compte les publications francophones, même si certaines sont<br />
indiscutablement d’excellent niveau.<br />
7. ce nombre pouvant bien sûr varier selon le filtre choisi pour les publications considérées de rang A<br />
8. N’ont pas été pris en compte les projets obtenus aux appels d’offre <strong>2008</strong>, les réponses étant partielles à la date de<br />
rédaction de ce dossier.
8 Laboratoire<br />
1.6.1 Contrats :<br />
Projets Européens : le <strong>LIFL</strong> a participé ou participe à cinq réseaux d’excellence européens (FP6), six<br />
projets <strong>du</strong> FP6 (2 IP, 1 STREP, 2 ITEA, 1 FP6/Eureka ), cinq projets <strong>du</strong> FP7 (1 IST, 1 IP,1 ITEA2, 1<br />
Health, 1 Cooperation ), un COST et un Interreg.<br />
Projets nationaux : le <strong>LIFL</strong> a participé ou participe à 12 ACI (Sécurité, CIGCJC, ImpBio, GRID, MDD,<br />
Systèmes Complexes), 22 projets ANR (Jeunes Chercheurs, Blanc, MDCO, Tecsan, MDCA, SesurTélécoms,<br />
TL, ...), 5 RNRT, 5 RNTL, 2 RIAM, plusieurs ARC INRIA.<br />
Pôles de compétitivité : Le laboratoire a été porteur ou partenaire de projets labellisés par les pôles<br />
de compétivité, en particulier le Pôle régional Picom (Pôle In<strong>du</strong>stries <strong>du</strong> COMmerce) (projets<br />
ANAXA-VIDA, CAPPUCINO, COLIVAD, DECARTE, FeelTact, PLearnet, ICOM (Infrastructure<br />
pour le COMmerce <strong>du</strong> futur), P1G) mais aussi le pôle de compétitivité I-Trans (projet GENEVE),<br />
le Pôle Minalogic, région Rhône-Alpes (MIND), le pôle SCS « "solutions communicantes et<br />
sécurisées » et le Pôle de compétitivité Systém@tic (Ter@ops).<br />
Contrats in<strong>du</strong>striels : Les équipes <strong>du</strong> laboratoire ont signé des contrats avec des grands groupes<br />
comme avec des PME, avec des entreprises locales comme avec des entreprises nationales<br />
ou étrangères (Gemalto, EDF, France Telecom, Thales, Total, Auchan, Jouve, Ankama, Norsys,<br />
SNEDA, MAPLE, Idees3com, ...) que ce soit dans le cadre d’études, d’accompagnement de<br />
bourse CIFRE, ...<br />
1.6.2 Transfert et Valorisation<br />
Logiciels : sur la période 2005-<strong>2008</strong>, l’activité scientifique des équipes s’est tra<strong>du</strong>ite par la pro<strong>du</strong>ction<br />
d’un nombre significatif de logiciels (50). Cette pro<strong>du</strong>ction est à peu près uniformément<br />
répartie sur l’ensemble des équipes : de façon logique, un peu plus pour les équipes fortement<br />
orientées génie logiciel, et a contrario moins pour les équipes dont l’effectif est moindre (la<br />
masse critique permettant le développement logiciel étant moins facile à atteindre dans ce<br />
cas).<br />
Participation aux organismes de standardisation : les équipes <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong> sont impliquées dans les activités<br />
internationales de standardisation, notamment auprès <strong>du</strong> consortium OMG (Object<br />
Management Group) autour des profils UML MARTE pour la conception de systèmes embarqués<br />
et <strong>du</strong> standard CCM (CORBA Component Model) pour les applications réparties à base<br />
de composants.<br />
Brevets : l’activité de dépôt de brevets s’élève à 7 unités, notamment centrée sur les équipes con<strong>du</strong>isant<br />
des activités proches <strong>du</strong> matériel ou dans lesquelles les interactions matériel logiciel sont<br />
importantes (par ex. interfaces haptiques, carte à puces). Il s’agit là de domaines pour lesquels<br />
il est certainement plus naturel de breveter que dans un domaine uniquement logiciel. Les<br />
brevets déposés l’ont été aussi bien au niveau national, qu’européen et international.<br />
Création d’entreprises : À l’initiative <strong>du</strong> laboratoire LAGIS et de l’équipe GRAPPA <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong>, la startup<br />
Predict & Control a été créée dans le domaine de la prévision et de l’optimisation pour<br />
l’in<strong>du</strong>strie <strong>du</strong> commerce.<br />
1.7 Enseignement et formation doctorale<br />
Le <strong>LIFL</strong> est fortement impliqué dans les formations en Informatique de Lille – Licence Sciences et<br />
Technologies de Lille 1, formations <strong>du</strong> FIL (licence et master d’Informatique de Lille 1), Département<br />
d’Informatique de l’IUT A, Polytech’Lille, Telecom’Lille 1, master MIASH de Lille 3 –, que ce soit à<br />
travers ses enseignants-chercheurs ou par les nombreux stages (TER) qu’il propose aux étudiants.<br />
Il participera en <strong>2008</strong>-2009 au parcours recherche mis en place au niveau Licence par l’Université<br />
Lille 1.<br />
Le <strong>LIFL</strong> est équipe d’accueil de l’Ecole Doctorale Régionale Sciences Pour l’Ingénieur Lille Nordde-France<br />
(ED 072), école doctorale régionale multidisciplinaire. Au sein de cette Ecole, les études<br />
doctorales <strong>du</strong> domaine Informatique -qui concerne tous les laboratoires régionaux d’Informatiquesont<br />
sous la responsabilité d’un Directeur des Etudes Doctorales, Jean-Luc Dekeyser. Celui-ci est également<br />
le responsable des affaires doctorales <strong>du</strong> laboratoire et i a en charge le suivi des doctorants :
1.8. Animation et Vulgarisation 9<br />
inscription, financement, soutenance, formation , ... Le <strong>LIFL</strong> a la volonté de s’impliquer dans la vie<br />
de la formation doctorale : cours spécifiques à l’Ecole Doctorale donnés par des membres <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong><br />
(par exemple sur le Calcul Haute Performance) dont certains communs avec l’école doctorale Grascomp<br />
de la Communauté Française de Belgique (techniques de l’ingénierie logicielles et l’adaptation),<br />
soutien à l’association Tilda -Thésards en informatique de Lille et docteurs associés- créée par<br />
un groupe de doctorants <strong>du</strong> Laboratoire, soutien à l’organisation de journées de doctorants ( journées<br />
Eurodoc organisées par l’association Tilda en collaboration avec l’école doctorale Grascomp<br />
(www2.lifl.fr/eurodocinfo08/livret.pdf)), ... Plusieurs des actions menées ont été soutenues<br />
par le Collège Doctoral Européen Lille-Nord Pas de Calais ( http://cde.univ-lille1.fr/).<br />
Au 31 août <strong>2008</strong>, le <strong>LIFL</strong> comprenait 80 doctorants, avec près de 30 nouvelles inscriptions en<br />
2007. Le nombre de thèses soutenues a été de 78 dans les quatre dernières années (septembre 2004–<br />
août <strong>2008</strong>) dont 15 en 2005, 22 en 2006 comme en 2007. A titre de comparaison, le nombre de thèses<br />
soutenues sur toute la période <strong>du</strong> dernier contrat était de 35 thèses. L’évolution est donc satisfaisante,<br />
même si il faut poursuivre les efforts, en particulier sur l’attractivité et la qualité <strong>du</strong> recrutement. Là<br />
encore, la diversification 9 <strong>du</strong> recrutement <strong>du</strong>rant ces dernières années, même si elle n’est pas bien<br />
sûr à elle seule une garantie de qualité, est un élément positif : sur les 29 nouveaux inscrits en 2007,<br />
plusieurs venaient de Grandes Ecoles et seuls 18 avaient obtenu leur Master à Lille 1.<br />
Toutes les thèses sont financées (Allocation Ministère, CIFRE, co-financement région/organismes<br />
de recherche (CNRS, INRIA, INRETS, ...)). La <strong>du</strong>rée moyenne des thèses est de près de 42 mois mais<br />
plus de la moitié des doctorants soutiennent avant décembre de l’année n + 3, n étant l’année d’inscription<br />
en thèse.<br />
La répartition des thèses soutenues et des doctorants reste inégale selon les équipes 10 . Même<br />
si il est naturel que le nombre de doctorants soit moins élevé dans les équipes aux recherches plus<br />
fondamentales – encadrement différent, vivier des doctorants plus restreint, financements de type<br />
CIFRE plus rares... – et même si une amélioration timide a pu être notée, ce point reste à améliorer.<br />
On peut se réjouir de l’obtention par plusieurs de nos doctorants de prix lors de conférences ainsi<br />
que de l’obtention par certains de bourses de post-doctorat assez sélectives (Fullbright et Lavoisier<br />
par exemple).<br />
Enfin, l’insertion des docteurs issus <strong>du</strong> laboratoire est satisfaisante. Environ un tiers des doctorants<br />
ayant soutenu dans la période est actuellement en postdoc, environ un tiers occupe une<br />
position d’enseignant-chercheur permanent ou de chercheur (INRIA, CEA, THALES, étranger), environ<br />
un tiers occupe un poste d’ingénieur essentiellement dans des entreprises privées 11 . On peut<br />
noter une augmentation <strong>du</strong> nombre de docteurs qui choisissent des carrières non académiques, ce<br />
qui est très positif pour les relations R&D entreprises / laboratoires de recherche académique mais<br />
peut aussi révéler un manque d’attractivité des carrières académiques.<br />
1.8 Animation et Vulgarisation<br />
1.8.1 Animation<br />
Le séminaire <strong>du</strong> laboratoire (http://www.lifl.fr/evenements/seminaires.fr.html) a lieu en<br />
général le jeudi de 14 h à 15 h, sous la responsabilité de Richard Olejnik jusque début <strong>2008</strong>, d’Alexandre<br />
Sedoglavic depuis. Ce séminaire va être réorganisé (voir projet) pour s’adapter à l’évolution de<br />
l’unité et <strong>du</strong> contexte (taille, multilocalisation, partenariat avec d’autres laboratoires et le centre<br />
INRIA LNE).<br />
Les membres <strong>du</strong> laboratoire ont organisé ou co-organisé de nombreuses conférences (AE’05,<br />
EA’05, ISPDC’05, EGC’06, IDM’06, BDA’06), journées et workshops (GTAS 2005, JFDPLA’05, RTLW’05,<br />
EGPDS’06, META’06, Roadef’06, EIWAS’07, JOBIM’08, RAIM’08, EWRL’08, ...), écoles (ING’05, MLSS’08,<br />
EPIT’08,...), localement ou non.<br />
9. On peut remarquer également l’internationalisation <strong>du</strong> recrutement, environ 40% des doctorants étant de nationalité<br />
étrangère.<br />
10. Sur la période ont été soutenues 14 thèses dans l’axe CBS, 42 dans l’axe CIM et 21 dans l’axe SCOPE ; actuellement il y a<br />
14 doctorants dans CBS, 44 dans CIM, 24 dans Scope.<br />
11. l’un d’entre eux a créé son entreprise
10 Laboratoire<br />
1.8.2 Vulgarisation<br />
Les membres <strong>du</strong> laboratoire participent régulièrement aux activités de vulgarisation organisées<br />
par l’Université, le CNRS ou l’INRIA, par exemple dans le cadre de la Fête de la Science, sous forme de<br />
démos, d’animations, de rencontres avec les scolaires ou de la Nuit des Chercheurs. En particulier, les<br />
équipes ont été très impliquées dans SciencesOPark, événement organisé <strong>du</strong> 11 au 13 <strong>octobre</strong> 2007,<br />
par la SAEM <strong>du</strong> parc scientifique de la Haute Borne, l’INRIA Futurs, l’IRCICA, la délégation régionale<br />
<strong>du</strong> CNRS et Lille 1 pour permettre au grand public, aux scolaires et aux entreprises de découvrir les<br />
sciences autrement. Plus généralement, les membres <strong>du</strong> laboratoire participent également en liaison<br />
avec les filières d’enseignement à des présentations de l’Université et des métiers de la recherche<br />
dans les lycées ou lors de forums destinés aux étudiants.<br />
Notons enfin l’activité importante de vulgarisation <strong>du</strong> laboratoire à travers articles, livres d’information<br />
scientifique, conférences et interventions dans les médias pour le grand public, en particulier<br />
grâce à Jean-Paul Delahaye (rubriques dans « Pour la Science », articles dans l’encyclopédie « Universalis<br />
», ...).<br />
1.9 Relations et reconnaissance internationales<br />
La forte participation des membres <strong>du</strong> laboratoire à des comités de programme, d’édition ou<br />
de pilotage internationaux, la participation à quatre réseaux d’excellence européens et plus d’une<br />
dizaine de projets européens sur la période, les collaborations établies dans différents cadres (PICS<br />
<strong>du</strong> CNRS, resp. <strong>du</strong> Réseau de formation et de recherche franco-russe en Sciences et Technologies<br />
de l’Information et de la Communication (CNRS), PAI (Maroc, Tunisie, Brésil), équipes associées<br />
INRIA, ...) témoignent de la reconnaissance internationale acquise. Bien évidemment, l’effort doit<br />
être poursuivi, que ce soit au niveau des contrats européens ou au niveau de l’implication dans<br />
comités de conférences internationales de haut niveau par exemple.<br />
De nombreux chercheurs étrangers, juniors ou seniors, font des séjours dans notre laboratoire,<br />
que ce soit sur des supports d’enseignants-chercheurs invités par l’Université de Lille 1 (un à plusieurs<br />
chercheurs par an, chacun de un à 3 mois en général), sur des supports régionaux en particulier<br />
de chaires internationales qui permettent à des seniors de venir pour de longues périodes (<br />
comme actuellement Zhongfei Zhang), sur des postes de chercheurs invités <strong>du</strong> CNRS, sur des supports<br />
INRIA ou plus récemment sur des postes de chercheurs invités dans le cadre <strong>du</strong> CPER "Campus<br />
Intelligence Ambiante" (7 chercheurs invités sur <strong>2008</strong> pour une période totale de 14 mois).<br />
Réciproquement, si peu de membres <strong>du</strong> laboratoire ont fait des séjours de plusieurs mois dans<br />
des laboratoires étrangers, plusieurs sont invités régulièrement pour des périodes de une à plusieurs<br />
semaines, Christophe Chaillou a passé une année sabbatique en Chine (CASIA-LAMIA) et Gregory<br />
Kucherov est depuis septembre <strong>2008</strong> au laboratoire Poncelet (UMI 2615) de Moscou pour un an.<br />
Ces collaborations internationales se tra<strong>du</strong>isent par un nombre relativement important 12 de publications<br />
cosignées avec des membres d’institutions étrangères et par un accroissement <strong>du</strong> nombre<br />
des thèses en cotutelle sur la période : il y en a actuellement dix en cours (Canada, Chine, Luxembourg,<br />
Maroc, Tunisie).<br />
1.10 Ressources<br />
1.10.1 Les ressources humaines<br />
Les effectifs <strong>du</strong> laboratoire ont considérablement évolué ces dernières années, avec une augmentation<br />
de 30 % <strong>du</strong> nombre de chercheurs et enseignants-chercheurs permanents, mais surtout<br />
avec une proportion beaucoup plus forte de chercheurs (CNRS ou INRIA). En effet, depuis 2005, le<br />
nombre de chercheurs CNRS de l’unité est passé de 2 CR à 5 (1 DR, 4 CR) et le laboratoire a bénéficié<br />
de l’arrivée de chercheurs INRIA : fin août <strong>2008</strong>, 4 DR et 7 CR sont ainsi membres d’équipes<br />
communes.<br />
12. L’analyse quantitative reste à faire !
1.10. Ressources 11<br />
Si l’évolution <strong>du</strong> nombre d’enseignants-chercheurs est plus modérée (de 67 à 76), le renouvellement<br />
a été important : une quinzaine de membres ont quitté le laboratoire (nomination PR à l’extérieur,<br />
retraite, ...) 13 . L’équipe Noce a rejoint le laboratoire au cours <strong>du</strong> contrat.<br />
Ont été recrutés depuis 2006 17 MCF Lille 1 (dont 10 extérieurs, i.e. n’ayant pas fait leur thèse à<br />
Lille), tous ayant effectué un séjour post-doctoral d’au moins un an), 1 MCF Lille 3 (extérieur) et 2<br />
enseignants-chercheurs « Institut Telecom » dont 1 extérieur. Pour les postes de professeur, seul 1 PR<br />
extérieur a été recruté depuis 2006, 4 MCF ayant été promus PR sur la période.<br />
Les profils recherche des postes d’enseignants-chercheurs 14 sont discutés en conseil de laboratoire<br />
avant d’être transmis pour arbitrage à l’Université. Les grandes lignes directrices sont : renforcement<br />
des activités prioritaires, soutien des activités émergentes -par exemple en accompagnant le<br />
nomination d’un nouveau PR ou l’arrivée d’un DR par un poste de MCF-, renforcement des capacités<br />
d’encadrement des équipes. Bien enten<strong>du</strong>, le message donné par le laboratoire pour le recrutement<br />
est de privilégier l’excellence et l’ouverture.<br />
Enfin, notons qu’environ 60 % des chercheurs et enseignants-chercheurs permanents (resp. 55 %<br />
des enseignants-chercheurs) <strong>du</strong> laboratoire participent à des équipes-projets INRIA <strong>du</strong> centre INRIA<br />
Lille-Nord Europe. Le tableau ci-dessous synthétise les effectifs au 30/08/08 :<br />
Statut Non membres INRIA Membres INRIA<br />
Enseignants-chercheurs 35 42<br />
Chercheurs CNRS 1 4<br />
Chercheurs INRIA 11<br />
Sur la période, un nombre assez important de délégations (INRIA, CNRS), de détachements INRIA<br />
et de CRCT accordés à des membres <strong>du</strong> laboratoire, a permis de renforcer l’effort de recherche. Les<br />
délégations ont également permis d’accueillir plusieurs membres extérieurs au laboratoire.<br />
Enfin, une tendance est l’augmentation des recrutements temporaires sur fonds propres, que ce<br />
soit comme doctorants, post-doctorants ou ingénieurs de recherche.<br />
Côté équipe administrative et technique, la partie administrative a été renforcée par un poste de<br />
technicien CNRS (occupé par F. Hammadi) et la partie technique par un poste d’Ingénieur d’Etudes<br />
Lille 1 (occupé par M. Ladrouz). Depuis 2007, deux contractuels sont payés sur fonds propres pour<br />
faire face aux charges de travail de l’équipe administrative et un contractuel pour l’entretien <strong>du</strong><br />
bâtiment.<br />
1.10.2 Les ressources financières<br />
Les ressources financières <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong> (en moyenne annuelle sur la dernière période) sont globalement<br />
les suivantes :<br />
– moyens récurrents et spécifiques (dotations MENESR et CNRS) : 0,3 M€ (21 % <strong>du</strong> total dont<br />
17 % pour le MENESR et 4 % pour le CNRS) ;<br />
– ressources propres (programmes et contrats) : 1,6 M€ (79 % <strong>du</strong> total).<br />
Notons que ces ressources ne prennent en compte que les ressources "gérées" directement par<br />
le <strong>LIFL</strong> (CNRS, Lille 1, LILLE 3). En particulier, les équipes-projets communes INRIA disposent d’un<br />
budget INRIA : il a été de 1,08 M€ en 2006 dont 0,74 M€ de recettes apportées par les équipes (ANR,<br />
contrats européens, ..) et de 1,5 M€ en 2007 dont 0,9 M€ de recettes apportées par les équipes 15<br />
Le budget annuel global <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong> est donc de l’ordre de 1,9 M€ dont 0,3 M€ en dotation <strong>du</strong> laboratoire.<br />
Il est détaillé dans le tableau suivant.<br />
La dotation de base <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong> sert essentiellement au maintien de l’infrastructure administrative et<br />
technique commune <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong>. Une partie -environ 50 K€ en <strong>2008</strong>- est attribuée aux équipes, essentiellement<br />
par un mécanisme -très léger- d’appels incitatifs internes qui permet d’aider ponctuellement<br />
des projets des chercheurs ou doctorants <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong>.<br />
13. certains ont malheureusement cessé leur activité de recherche, par exemple accaparés par des charges administratives :<br />
ils restent associés au laboratoire qui s’engage à leur fournir le cadre pour une reprise de l’activité.<br />
14. Il s’agit ici essentiellement des postes de l’Université de Lille 1, mais la discussion inclut également les postes de l’Université<br />
de Lille 3<br />
15. Disposer de ces chiffres atteste de la volonté de coopération sur le terrain entre le centre INRIA Lille -Nord Europe et le<br />
<strong>LIFL</strong>
12 Laboratoire<br />
Par cette organisation les équipes disposent d’un ensemble de services communs de bonne qualité<br />
et adéquats à leur travail au sein <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong>. Nous finançons sur nos fonds propres près de 3 ETP<br />
(deux agents administratifs, un personnel d’entretien à mi-temps, prise en charge partielle <strong>du</strong> personnel<br />
d’accueil de l’Ircica). Les ressources propres à chaque équipe ou projet commun restent à<br />
disposition des équipes.<br />
1.10.3 Les locaux<br />
2004 2005 2006 2007<br />
Crédits établissements 485 917 551 119<br />
USTL, Lille 3, CNRS<br />
Dotations<br />
Université 240 767 239 485<br />
CNRS 71 700 64 584<br />
Moyens spécifiques<br />
Université (BQR, PPF, ...) 67 225 117 525<br />
CNRS 6 000 6 000<br />
Ressources propres 1 591 832 1 526 610<br />
Programmes internat. 39 000<br />
EU 413 162 723 665<br />
ANR 251 525 429 521<br />
Pôles de compétitivité 105 840 77 662<br />
Collect. territoriales 340 377<br />
Fondations 114 102 114 102<br />
Contrats privés 115 652 16 773<br />
Autres 251 174 125 887<br />
Total 1 977 524 1 954 204<br />
Les locaux ont été un point critique <strong>du</strong>rant la période, malgré la construction de l’extension <strong>du</strong><br />
M3, disponible en 2004 16 . La croissance forte <strong>du</strong> laboratoire, son implication dans l’Ircica et dans<br />
l’INRIA ont con<strong>du</strong>it à la situation actuelle où les bureaux « recherche » des membres <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong> sont<br />
répartis sur trois bâtiments 17 .<br />
– Les services administratifs <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong>, les équipes Calfor, Fox-MIIRE, MAP, NOCE, PALOMA, SMAC<br />
et une partie des équipes STC et GOAL sont localisés dans le bâtiment M3 (Lille 1) à l’intérieur<br />
<strong>du</strong> campus où elles occupent 875 m 2 de bureaux.<br />
– 2 équipes (RD2P, Graphix) sont localisées dans le bâtiment IRCICA (CNRS) avec 735 m 2 de<br />
bureaux et de salles techniques (plate-forme PIRVI, réseaux de capteurs) 18<br />
– 4 équipes (BioInfo, GRAPPA 19 OPAC, WEST) et une partie des équipes GOAL et STC sont hébergées<br />
dans le Bâtiment INRIA de la Haute-Borne où elles occupent 1025 m 2 de bureaux.<br />
– Une partie de l’équipe Fox-Miire est hébergée dans le bâtiment de Telecom Lille 1.<br />
Même si la plupart des équipes disposent actuellement de locaux satisfaisants, la dispersion sur<br />
trois bâtiments et deux sites a bien enten<strong>du</strong> des implications sur le fonctionnement <strong>du</strong> laboratoire ;<br />
de même la distinction quasi-systématique des bureaux « recherche » et « enseignement » a modifié<br />
les conditions de travail des enseignants-chercheurs ; l’évolution des effectifs nécessitera une réorganisation<br />
partielle des locaux à très court terme – réorganisation prévue fin <strong>2008</strong>, des travaux de<br />
rénovation <strong>du</strong> M3 devant être entrepris dès septembre –, et une réorganisation complète prenant<br />
en compte l’augmentation des effectifs, la proximité des services et le lien avec la formation doit<br />
être envisagée avec les différents partenaires pour permettre le développement des projets et des<br />
équipements.<br />
16. L’équipe WEST a été hébergée dans des bureaux loués par l’INRIA de 2005 à 2007.<br />
17. La solution envisagée de regrouper les membres <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong> sur le site de la Haute-Borne dans les bâtiments Ircica et INRIA<br />
n’ayant pu être mise en œuvre<br />
18. 850 m2 de bureaux à partir d’automne 2009, avec l’hébergement d’une partie de l’équipe Fox-Miire<br />
19. L’équipe Grappa est également partiellement hébergée par l’Université de Lille 3
1.11. Evolution Générale 13<br />
1.11 Evolution Générale<br />
Le développement <strong>du</strong> laboratoire et son implication dans des projets d’envergure ( IRCICA, implantation<br />
de l’INRIA, CPER Campus Intelligence Ambiante) sont des élément forts de ce quadriennal.<br />
Un autre élément marquant -et lié- de la période a été le développement de collaborations avec<br />
d’autres laboratoires régionaux – IEMN, LAGIS 20 , L2EP, CLAREE, ProBioGem, ... Les partenariats<br />
in<strong>du</strong>striels que ce soit avec des grands groupes ou des PME innovantes se sont renforcés comme<br />
l’illustre notre forte implication dans les pôles de compétitivité, en particulier le Pôle des In<strong>du</strong>stries<br />
<strong>du</strong> COMmerce. De même le rayonnement international <strong>du</strong> laboratoire s’est développé comme en<br />
attestent l’accroissement des partenariats internationaux et de l’implication des membres <strong>du</strong> laboratoire<br />
dans les comités internationaux. Enfin, notons que même si le nombre de chercheurs a<br />
augmenté <strong>du</strong>rant la période (de 2 CR CNRS à 5 chercheurs CNRS et 11 chercheurs INRIA), le laboratoire<br />
reste un laboratoire « très » universitaire, fortement impliqué dans les formations et dans les<br />
structures de l’Université (membres des différents conseils, vice-présidence TIC, direction de composantes,<br />
...).<br />
Si les grands domaines originels <strong>du</strong> laboratoire – logiciel, parallélisme et calcul distribué, image,<br />
méthodes formelles – sont toujours au centre de nos recherches, les thématiques ont bien évidemment<br />
évolué 21 : essor important des activités de recherche autour de l’informatique ubiquitaire et<br />
des infrastructures logicielles pour l’Intelligence Ambiante, fort développement de la thématique<br />
interaction, importance de la thématique « calcul haute performance », confirmation de l’implication<br />
<strong>du</strong> laboratoire dans la modélisation <strong>du</strong> vivant et des systèmes complexes, renforcement de la<br />
thématique apprentissage – en interaction avec le laboratoire LAGIS –, émergence de la thématique<br />
transversale « sécurité », ...<br />
En conclusion, le laboratoire s’est considérablement développé ces dernières années et a été au<br />
cœur de projets ambitieux (création de l’Ircica, implantation de l’INRIA, campus « Intelligence Ambiante<br />
» de la Haute-Borne). Une des priorités <strong>du</strong> laboratoire ces dernières années a été bien sûr<br />
d’accompagner ce développement (fléchage des postes, soutien financier, ...) en veillant à ce qu’il<br />
soit équilibré, favorise l’excellence, permette l’émergence de nouvelles thématiques et renforce les<br />
équipes existantes. Le maintien de l’unité <strong>du</strong> laboratoire dans un paysage complexe en forte évolution,<br />
l’établissement d’un cadre de partenariat clair avec l’INRIA et le développement de l’attractivité<br />
restent des enjeux importants.<br />
20. La collaboration avec le LAGIS a amené une réflexion sur le rapprochement des deux laboratoires, réflexion évoquée<br />
dans le projet<br />
21. Le projet de laboratoire a pris ces évolutions en compte pour la structuration.
2 Équipes<br />
2.1 BioInfo<br />
Mots-clés : bio-informatique, algorithmique discrète, combinatoire<br />
2.1.1 Membres<br />
Permanents<br />
Mathieu GIRAUD, CR2 CNRS dans l’équipe depuis 2006<br />
Gregory KUCHEROV, DR2 CNRS dans l’équipe depuis 2005<br />
Laurent NOE, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2006<br />
Maude PUPIN, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2000<br />
Hélène TOUZET (resp.), CR1 CNRS dans l’équipe depuis 2005<br />
Jean-Stéphane VARRÉ, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2001<br />
Non permanents<br />
Ségolène CABOCHE, Doctorant INRIA dans l’équipe depuis septembre 2006<br />
Antoine DE MONTE, IR CNRS dans l’équipe depuis août 2007<br />
Arnaud FONTAINE, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis <strong>octobre</strong> 2005<br />
Marta GIRDEA, Doctorant INRIA dans l’équipe depuis septembre 2007<br />
Benjamin GRENIER-BOLEY, IR INRIA dans l’équipe depuis septembre 2007<br />
Aude LIEFOOGHE, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis <strong>octobre</strong> 2004<br />
Alban MANCHERON, POST-DOC INRIA dans l’équipe depuis septembre 2007<br />
Invités et anciens membres<br />
Martin FIGEAC (doctorant puis ATER).<br />
Matthieu DEFRANCE (doctorant puis ATER).<br />
2.1.2 Problématique<br />
Guillemot SYLVAIN (ATER).<br />
Jesper JANSSON (CR1 INRIA).<br />
L’équipe travaille en bio-informatique. Plus précisément, le thème fédérateur est la conception<br />
de méthodes et d’outils informatiques pour l’analyse de séquences biologiques à grande échelle. Le<br />
terme séquence recouvre des objets biologiques riches. Il peut s’agir de gènes, de protéines, d’ARN<br />
non-codants, de chromosomes, de génomes, ... Les programmes de séquençage permettent en effet<br />
aujourd’hui d’accéder à un grand volume de données de qualité. Cette profusion invite à raisonner<br />
à l’échelle globale des génomes, pour plusieurs espèces. C’est un changement de perspective<br />
qui s’accompagne de questions importantes pour la compréhension des mécanismes cellulaires. La<br />
première question concerne la fonction des régions non-codantes, avec notamment les ARN noncodants<br />
et les éléments de régulation qui jouent vraisemblablement un rôle essentiel dans la complexité<br />
des organismes eucaryotes. En second lieu, la disponiblité de génomes complets permet d’appréhender<br />
les relations fonctionnelles entre les gènes. Cela ouvre la voie à la biologie des systèmes,<br />
qui enrichit l’approche génétique classique dirigée par l’étude indivi<strong>du</strong>elle d’un gène en lien avec les<br />
nouvelles technologies de transcriptomique et de protéomique. Enfin, la disponibilité de génomes<br />
apparentés permet de rechercher les mécanismes conservés entre espèces au fil de l’évolution par<br />
génomique comparative.<br />
L’équipe aborde ces problèmes à travers quatre thèmes principaux : la comparaison de séquences<br />
à l’échelle génomique, l’analyse des ARN non-codants, les signaux de regulation et les peptides non<br />
ribosomiaux. Ces quatre thèmes reposent sur des fondements méthodologiques communs avec des<br />
solutions issues de l’algorithmique discrète sur les mots, les arbres et les graphes.<br />
15
16 Équipes<br />
2.1.3 Résultats<br />
Comparaison de séquences et recherche de régularités structurelles. La comparaison de séquences<br />
reste un thème central pour la recherche d’homologie. Dans ce cadre, nous avons développé le<br />
modèle des graines sous-ensembles, qui améliore la sensibilité dans la recherche d’alignements, que<br />
ce soit pour des séquences d’ADN [61, 267] ou plus récemment de protéines [650]. Nous avons aussi<br />
étudié l’implémentation de ces graines sur une architecture reconfigurable FPGA pour les comparaisons<br />
à très grande échelle [632], au sein d’une collaboration avec l’INRIA Rennes. Un autre travail<br />
a con<strong>du</strong>it à la mise au point d’un algorithme efficace pour la comparaison multiple de séquences<br />
sans alignement [27], qui a permis de comparer 70 génomes complets de HIV/SIV [26]. Par ailleurs,<br />
une nouvelle classe d’éléments transposables présents dans des génomes de plantes a été analysée<br />
[48]. Enfin, nous avons mené des travaux algorithmiques sur la recherche de structures périodiques<br />
et palindromiques dans les séquences [265, 247], ainsi que sur les graphes d’intervalles intervenant<br />
dans différents modèles bioinformatiques.<br />
Analyse des ARN non-codants. Les gènes à ARN, ou ARN non-codants, sont des gènes qui ne sont<br />
pas tra<strong>du</strong>its en protéine. Leur rôle au sein de la cellule a été largement réévalué ces dernieres années<br />
avec la découverte de leur implication dans la régulation des gènes notamment. La particularité des<br />
ARN non-codants est que leur fonction est fortement conditionnée par leur structure : la molécule<br />
d’ARN a la capacité de former des interactions à longues portées pour s’organiser en une structure<br />
tri-dimensionnelle hiérarchique. D’un point de vue combinatoire, c’est donc un objet complexe, que<br />
l’on peut modéliser par des arbres ordonnés ou des graphes suivant l’expressivité que l’on souhaite<br />
conférer au modèle. Dans ce domaine, nos premiers travaux portaient sur la prédiction de structure<br />
conservée pour une famille d’ARN. Ils ont fait l’objet d’une invitation pour contribuer à un manuel<br />
de bio-informatique dédié à la génomique comparative [98]. Plus récemment, plusieurs résultats ont<br />
été obtenus concernant la comparaison d’ARN non-codants, prenant en compte les informations de<br />
séquence et de structure spatiale, pour différents modèles évolutifs [87, 99, 8]. Ces travaux ont une<br />
portée à la fois théorique, en améliorant la complexité d’algorithmes connus sur les arbres et les séquences<br />
arc-annotées, et pratique, en ouvrant la voie à la comparaison d’ARN à grande échelle. Nous<br />
avons aussi étudié une méthode de recherche de structures par une indexation à base de graines<br />
[220].<br />
Analyse des signaux de régulation. Ce thème a démarré dans l’équipe dans le sillage scientifique<br />
de l’IRI, avec le soutien d’une ACI Jeunes Chercheurs. Les signaux de régulation sont des informations<br />
contenues dans le génome qui participent au contrôle transcriptionnel des gènes, et donc à<br />
leur expression. Nous nous intéressons à une modélisation sous forme de motifs approchés décrits<br />
par un modèle statistique appelé matrice position-poids, largement utilisé par la communauté biologique.<br />
Dans ce cadre, nous avons proposé un nouvel algorithme pour la recherche de tels motifs, basé<br />
sur des techniques d’indexation et d’information mutuelle entre matrices [291] et une stratégie de<br />
sélection de sites candidats à l’échelle de génomes en présence de plusieurs espèces par empreinte<br />
phylogénétique et sur-représentation locale [24]. Nous avons aussi étudié la significativité de ces motifs,<br />
avec un algorithme amélioré de calcul de P-valeur [100]. Tous ces travaux sont implémentés dans<br />
la suite logicielle TFM (pour Transcription Factor Matrices), avec les mo<strong>du</strong>les TFM-Explorer, TFM-<br />
Scan et TFM-Pvalue. Ils s’accompagnent également d’une réflexion globale sur la distribution des<br />
fréquences des mots dans les génomes [23], montrant en particulier que celles-ci ne peuvent pas être<br />
expliquées par des modèles <strong>du</strong> type markovien, traditionnellement employés en bioinformatique.<br />
Peptides non-ribosomiaux. Cette thématique est menée en collaboration étroite avec le laboratoire<br />
de microbiologie ProBioGEM de l’Université de Lille 1, spécialisé dans les bioprocédés enzymatiques<br />
et microbiens. L’objectif est de développer des outils de manipulation et d’analyse de peptides<br />
particuliers synthétisés par la voie non ribosomiale. Ces peptides, appelés NRP (Non Ribosomal Peptides),<br />
présentent des caractéristiques particulières telles qu’une petite taille (entre 2 et 50 acides aminés)<br />
; qu’une structure 2D qui n’est pas nécessairement linéaire (présence d’un ou plusieurs cycles<br />
et/ou de branchements) ; qu’une grande variété d’acides aminés ou d’autres types de monomères.<br />
Nous avons développé NORINE, la première et unique ressource dédiée à ces peptides [10]. A l’heure<br />
actuelle, plus de 700 peptides sont recensés dans la base de données, avec des annotations validées<br />
manuellement à partir de publications scientifiques. De plus, nous avons proposé une représentation<br />
de leur structure 2D sous la forme de graphes non orientés, dont les sommets sont étiquetés par
2.1. BioInfo 17<br />
les acides aminés et dont les arrêtes représentent les liaisons chimiques. Dans ce cadre, nous avons<br />
mis au point un algorithme efficace de recherche d’un motif structurel. NORINE dans sa forme actuelle<br />
a été présentée à la Société Francaise de Microbiologie en 2007, et a obtenu le prix <strong>du</strong> meilleur<br />
poster.<br />
2.1.4 Perspectives<br />
Les différents thèmes développés par l’équipe ont pour point commun de reposer sur des fondements<br />
méthodologiques issus de l’algorithmique discrète. Mais, à côté de ces aspects théoriques, nos<br />
recherches sont menées avec un double souci. Elles doivent être menées en relation étroite avec des<br />
équipes de recherche en biologie et validées sur des données biologiques. Elles doivent également<br />
aboutir à la réalisation et à la diffusion de logiciels à destination de la communauté biologique et bioinformatique.<br />
Pour le premier point, deux thèses en cours font ainsi l’objet d’un co-encadrement<br />
avec un laboratoire de biologie, et les collaborations (contractualisées ou non) avec des équipes de<br />
recherche en biologie prennent une place croissante dans la politique scientifique de l’équipe. Cela<br />
se tra<strong>du</strong>it par des publications sélectives en informatique et en bio-informatique, bien sûr, mais<br />
également dans des revues de biologie reconnues, telles que Journal of Molecular Evolution, Trends<br />
in Genetics, Nucleic Acid Research ou BMC Genomics. Pour le second point, l’équipe maintient un<br />
serveur web pour la diffusion des logiciels développés, ce qui contribue de manière importante à<br />
sa visibilité (http://bioinfo.lifl.fr). Ce serveur est effectivement utilisé. Il reçoit plusieurs centaines<br />
de requêtes par mois, et les logiciels hébergés apparaissent dans des publications d’équipes de<br />
biologie pour l’établissement de nouveaux résultats. Malgré la jeunesse relative de l’équipe, nos activités<br />
bénéficient ainsi d’une bonne reconnaissance nationale : participation à l’encadrement <strong>du</strong> GDR<br />
Bio-informatique moléculaire, <strong>du</strong> GDR Informatique Mathématique, organisation de la conférence<br />
nationale JOBIM en <strong>2008</strong>, ... Il faudrait maintenant asseoir cette visiblité au niveau international.<br />
C’est un de nos objectifs pour la période prochaine. À côté de ces aspects positifs, l’équipe souffre<br />
d’une faiblesse relative de contrats. Cela peut s’expliquer à la fois par la quasi-absence de tissu in<strong>du</strong>striel<br />
et la difficulté à s’insérer dans les appels à projets type ANR ou européens, où la bio-informatique<br />
est actuellement représentée de manière marginale. Nous devons faire davantage d’efforts dans ce<br />
sens. Nous souhaiterions également améliorer le flux de doctorants sur bases contractuelles, ce qui<br />
rejoint le point précédent. Pour conclure, l’équipe Bioinfo envisage de garder essentiellement le<br />
même périmètre scientifique pour les prochaines années, mais avec un nouveau nom – Sequoia –<br />
notamment par équité vis-à-vis d’autres équipes <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong> qui développent également une activité en<br />
bio-informatique.<br />
2.1.5 Collaborations<br />
– Université de Montréal (M. Csuros, N. El-Mabrouk)<br />
– Université de Moscou (R. Kolpakov)<br />
– Université de Varsovie (A. Gambin, S. Lasota), Université<br />
de Cracovie (D. Grzebelus)<br />
– Institut de Problèmes Mathématiques en Biologie<br />
de l’Académie de Sciences de Russie (M. Roytberg)<br />
– Université de Bergen (F. Fomin, P. Heggernes)<br />
– JPMorgan Chase, New York (V. Grebinski)<br />
– LRI, Laboratoire de Recherche en Informatique -<br />
Université Paris Sud<br />
– IGM, Institut Gaspar Monge - Université Marne-la-<br />
Vallée<br />
– LABRI, Laboratoire Bordelais en Informatqiue -<br />
2.1.6 Contrats<br />
Analyse algorithmique pour l’analyse de l’expression<br />
des gènes (ACI –Jeunes Chercheurs) de 2003 à<br />
2006.<br />
Traitement à grande échelle de séquences biologiques<br />
(BQR) de 2006 à 2006.<br />
Université Bordeaux 1<br />
– DIMAR, Diversité, évolution et écologie fonctionnelle<br />
marine, UMR 6540 , Marseille<br />
– Laboratoire de Génétique et Evolution des Populations<br />
végétales, UMR CNRS 8016 Université Lille 1<br />
– Laboratoire ProBioGEM, Procédés Biologiques Génie<br />
Enzymatique et Microbien, Université Lille 1<br />
– Unité INSERM 801, Interactions cellulaires et moléculaires<br />
des bactéries pathogènes avec l’hôte<br />
– INRA Toulouse<br />
– équipe Symbiose, IRISA / INRIA Rennes<br />
– Laboratoire Statistique et Génome, Evry<br />
– Institut de Mathématique de Luminy<br />
PPF bio-informatique (PPF) de 2006 à 2009, partenaires<br />
: IFR 147 (Protéomique, Modifications posttra<strong>du</strong>ctionnelles<br />
et Glycobiologie), Probiogem (Laboratoire<br />
des procédés biologiques, génie enzymatique<br />
et microbiologique), GEPV (Laboratoire de Génétique
18 Équipes<br />
et Evolution des Populations Végétales), Laboratoire<br />
de Chimie Organique et Macromoléculaire, Institut de<br />
Biologie de Lille .<br />
Brasero (ANR –programme blanc) de 2007 à 2009, partenaires<br />
: Université Paris-Sud (LRI et IGM), Université<br />
Bordeaux I (LABRI), INRIA Rhônes Alpes (HELIX).<br />
NCRNA - a collaborative platform for non coding<br />
RNA annotation (ReNaBi) de 2007 à 2009, partenaires :<br />
Plateforme Bioinformatique Génopole Toulouse-Midi-<br />
Pyrénées, Laboratoire des Interactions Plantes Microorganismes<br />
(INRA Toulouse), MIA (INRA Toulouse).<br />
ARENA - Groupe de travail pluridisciplinaire sur la<br />
structure et la fonction des ARN (ACI –ImpBio) de<br />
2004 à 2007, partenaires : LaBRI (Université Bordeaux<br />
2.1.7 Logiciels et brevets<br />
YASS (http://bioinfo.lifl.fr/yass/) : logiciel de<br />
recherche de similarités entre séquences nucléiques,<br />
basé sur la technique des graines espacées et des<br />
graines multi-ensembles.<br />
Norine (http://bioinfo.lifl.fr/norine/) : système<br />
d’information dédié aux peptides issus de la<br />
synthèse non-ribosomiale [10].<br />
caRNAc (http://bioinfo.lifl.fr/RNA/carnac) :<br />
logiciel d’inférence de structure secondaire commune<br />
pour une famille de séquences d’ARN homologues<br />
[98].<br />
gardenia (http://bioinfo.lifl.fr/RNA/gardenia) :<br />
gardenia est un logiciel d’alignement multiple de<br />
structures d’ARN [8].<br />
magnolia (http://bioinfo.lifl.fr/magnolia) : lo-<br />
2.1.8 Thèses et habilitations à diriger des recherches<br />
Thèses de doctorat<br />
Matthieu DEFRANCE, Algorithmes pour l’analyse<br />
de régions régulatrices dans le génome d’eucaryotes<br />
2.1.9 Visibilité et faits marquants<br />
Visibilité<br />
I), MIA (INRA Toulouse), TAGC (Marseille), Institut<br />
de Génétique et Microbiologie (UMR CNRS 8621 Université<br />
Paris-Sud), Institut de Biologie Moléculaire et<br />
Cellulaire (FRC 1589, Université Louis Pasteur).<br />
Optimisation de graines et indexation des banques<br />
d’ADN sur mémoire FLASH reconfigurable (ARC IN-<br />
RIA) de 2006 à 2007, partenaires : IRISA (Symbiose),<br />
unité INSERM U694 (CHU Angers), IP Design (LESTER,<br />
Lorient).<br />
Repevol, Évolution des structures répétées dans les<br />
génomes (ACI –ImpBio) de 2004 à 2007, partenaires :<br />
LIRMM, Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive,<br />
Institut de Génétique Humaine à Montpellier, Boston<br />
University.<br />
giciel d’alignement multiple de séquences nucléiques<br />
sur la base de de leur fonction putative (ARN codant<br />
ou ARN structuré) [40]).<br />
protea (http://bioinfo.lifl.fr/protea) : logiciel<br />
d’identifiaction de régions codantes conservées entre<br />
génomes reposant sur des principes de génomique<br />
comparative [236].<br />
TFM (http://bioinfo.lifl.fr/TFM) : suite logicielle<br />
dédiée à l’étude des sites de fixation de facteurs de<br />
transcription représentés par des matrices scoreposition,<br />
qui met en œuvre les différents travaux décrits<br />
au paragraphe Analyse des signaux de régulation.<br />
TFM intègre plusieurs génomes mammifères (homme,<br />
souris, rat) et les banques de données Transfac et<br />
Jaspar [24, 291, 100].<br />
supérieurs (décembre 2006).<br />
Aude LIEFOOGHE, Matrices score-position, propriétés<br />
et localisation (juillet <strong>2008</strong>).<br />
– organisation de JOBIM <strong>2008</strong> (Journées Ouvertes Biologie, Informatique, Mathématique), la<br />
conférence francophone en bio-informatique, à Lille en juillet <strong>2008</strong>. H. Touzet a co-présidé le<br />
comité d’organisation, les autres membres de l’équipe y ont participé.<br />
– comité éditorial de la revue BMC Algorithms for Molecular Biology (G. Kucherov)<br />
– création de puzzles bioinformatiques pour la Fête de la Science<br />
2.1.10 Publications significatives<br />
1. S. Caboche, M. Pupin, V. Leclère, A. Fontaine,<br />
Ph. Jacques, and G. Kucherov. NORINE : a database<br />
of nonribosomal peptides. Nucleic Acids<br />
Research, pages D326 – D331, January <strong>2008</strong>.<br />
2. M. Csürös, L. Noé, and G. Kucherov. Reconsidering<br />
the significance of genomic word frequencies.<br />
Trends in Genetics, 23(11) :543–546,<br />
October 2007.<br />
3. M. Defrance and H. Touzet. Predicting trans-<br />
cription factor binding sites using local overrepresentation<br />
and comparative genomics.<br />
BMC Bioinformatics, 2006.<br />
4. Arnaud Fontaine, Antoine de Monte, and Hélène<br />
Touzet. MAGNOLIA : multiple alignment<br />
of protein-coding and structural rna sequences.<br />
Nucleic Acids Research, Web Server Issue, <strong>2008</strong>.<br />
5. Mathieu Giraud. Not so many runs in strings.<br />
In Int. Conf. on Language and Automata Theory
2.2. CalFor 19<br />
and Applications (LATA 08), volume in press<br />
of Lecture Notes in Computer Science (LNCS),<br />
<strong>2008</strong>.<br />
6. G. Kucherov, L. Noé, and M. Roytberg. A unifying<br />
framework for seed sensitivity and its<br />
application to subset seeds. Journal of Bioinformatics<br />
and Computational Biology, 4(2) :553–<br />
569, 2006.<br />
7. G. Kucherov, L. Noé, and M. Roytberg. Subset<br />
seed automaton. In J. Holub and J. Zdarek,<br />
editors, Proceedings of the 12th International<br />
Conference on Implementation and Application<br />
of Automata (CIAA 2007), Prague (Czech<br />
Republic), July 16-18, 2007, volume 4783 of Lecture<br />
Notes in Computer Science, pages 180–191.<br />
Springer Verlag, 2007.<br />
2.2 CalFor<br />
8. Aude Liefooghe, Hélène Touzet, and Jean-<br />
Stéphane Varré. Large scale matching for<br />
position weight matrices. In Proceedings of<br />
the 17th Annual Symposium on Combinatorial<br />
Pattern Matching (CPM), July 5-7, Barcelona<br />
(Spain), volume 4009 of Lecture Notes in Computer<br />
Science, pages 401–412. Springer Verlag,<br />
2006.<br />
9. H. Touzet. Comparative analysis of RNA genes :<br />
the CaRNAc software, volume Methods in Molecular<br />
Biology, Special issue on comparative<br />
genomics I, pages 465–473. Humana Press,<br />
2007.<br />
10. Hélène Touzet and Jean-Stéphane Varré. Efficient<br />
and accurate p-value computation for<br />
position weight matrices. Algorithms for Molecular<br />
Biology, 2(15), 2007.<br />
Mots-clés : calcul formel, algèbre différentielle, géométrie différentielle, modélisation en biologie<br />
cellulaire<br />
2.2.1 Membres<br />
Permanents<br />
François BOULIER, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 1996<br />
François LEMAIRE, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2004<br />
Nour-Eddine OUSSOUS, PR2 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2002<br />
Michel PETITOT (resp.), PR2 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2000<br />
Alexandre SEDOGLAVIC, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2002<br />
Non permanents<br />
Asli ÜRGÜPLÜ, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2006<br />
Samuel VIDAL, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2005<br />
Invités et anciens membres<br />
Raouf DRIDI (doctorant). Ngalla DJITTE (post-doctorant).<br />
2.2.2 Problématique<br />
En recherche, l’équipe calcul formel a développé la théorie et la pratique des méthodes qui constituent<br />
son cœur de métier (algorithmique pour le traitement symbolique des équations différentielles).<br />
Certains de ses membres se sont investis dans le domaine de la modélisation en biologie<br />
cellulaire. Des logiciels ont été développés.<br />
2.2.3 Résultats<br />
Développement <strong>du</strong> cœur de métier. En géométrie différentielle, la thèse de Raouf Dridi [1087] a<br />
approfondi les travaux de Sylvain Neut (thèse en 2003) sur la méthode d’équivalence de Cartan. Les<br />
résultats obtenus ont été publiés dans [721, 28, 30, 29, 218, 31, 82, 32]. Ces travaux consistent à tenter<br />
de limiter le grossissement des formules en adaptant dynamiquement (i.e. au cours <strong>du</strong> calcul) les systèmes<br />
de coordonnées utilisés. Ils permettront à moyen terme d’améliorer les solveurs d’équations
20 Équipes<br />
différentielles sous forme close ainsi que les intégrateurs numériques d’équations différentielles. Plusieurs<br />
paquetages MAPLE ont été réalisés mais leur valorisation in<strong>du</strong>strielle (incorporation dans la<br />
bibliothèque standard <strong>du</strong> logiciel MAPLE) reste à faire.<br />
En algèbre différentielle, des résultats théoriques ont été obtenus récemment dans le domaine de<br />
l’approximation d’état quasi-stationnaire des systèmes d’équations différentielles obtenus à partir de<br />
systèmes de réactions chimiques. Ces travaux sont liés à l’activité de modélisation en biologie. Ils ont<br />
été publiés dans [767]. Les résultats obtenus lors de la période précédente ont été développés sous<br />
forme logicielle (bibliothèques BLAD) et ont été synthétisés dans l’HDR de François Boulier [977]. La<br />
négociation d’un accord de recherche de deux ans avec l’entreprise MAPLESOFT (incorporation des<br />
bibliothèques BLAD dans MAPLE) a <strong>du</strong>ré dix-huit mois et s’est concrétisée en juin <strong>2008</strong>. Ce contrat<br />
a été soutenu par un Projet Incitatif interne <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong> (achat de matériel, 5000 euros).<br />
En géométrie différentielle, des résultats ont été obtenus dans la perspective de la théorie <strong>du</strong><br />
contrôle. Ces travaux, qui complètent les résultats sur l’approximation d’état quasi-stationnaire,<br />
portent sur la ré<strong>du</strong>ction de l’ensemble des paramètres dans les systèmes dynamiques. Ils ont été<br />
publiés dans [331, 881]. Ils ont été obtenus en collaboration avec le projet INRIA ALIEN. Ils sont développés<br />
dans le cadre de la thèse d’Asli Ürgüplü. Un paquetage MAPLE a été réalisé (paquetage ELPS)<br />
mais sa valorisation in<strong>du</strong>strielle reste à faire.<br />
En algèbre commutative, des résultats théoriques ont été obtenus dans le domaine de la simplification<br />
des systèmes d’équations polynomiales. Ils ont été publiés dans [282, 283, 183, 196, 195].<br />
Ces travaux sont liés à l’amélioration <strong>du</strong> paquetage RegularChains (incorporé dans la bibliothèque<br />
standard de MAPLE lors de la période précédente).<br />
D’autres résultats ont été obtenus en dehors des domaines cités ci-dessus. Ils ont été publiés dans<br />
[203, 180]. La thèse de Samuel Vidal est en cours. Elle porte sur l’analyse combinatoire des dessins<br />
d’enfants de Grothendieck. L’application en vue est l’analyse qualitative des systèmes dynamiques.<br />
Des collaborations avec l’Ontario Research Centre for Computer Algebra (Marc Moreno Maza,<br />
Greg Reid) et avec l’université <strong>du</strong> Minnesota (Peter Over) ont été développées. Des membres de<br />
l’équipe ont contribué à l’organisation de plusieurs conférences (ISSAC, CASC, TC, PASCO).<br />
Modélisation en biologie. Des membres de l’équipe se sont investis dans le domaine de la modélisation<br />
en biologie cellulaire. L’approche retenue est la modélisation des réseaux de régulation de<br />
gènes par équations différentielles polynomiales paramétriques. Les stages MRI de Natacha Skrzypczak<br />
(2005), Asli Ürgüplü (2006), d’Anthony Hebig (2007) et Frédéric Maquet (<strong>2008</strong>) ainsi que le cours<br />
MRI de l’équipe portent sur ce domaine.<br />
Des premiers résultats ont été présentés dans [977, 400]. Ils synthétisent des travaux amorcés lors<br />
de la période précédente (projet LEPISME).<br />
Des résultats ont été obtenus dans le cadre d’un groupe de travail dédié à la modélisation de<br />
l’algue verte ostreococcus tauri [182, 602, 401, 181]. Ce groupe de travail, animé par Marc Lefranc<br />
(USTL, PhLAM) et François-Yves Bouget (Obs. océanologique de Banyuls) a été valorisé sous la forme<br />
d’un projet ANR BIOSYS (MINICLOCK) mais aucun membre de notre équipe n’en fait partie. L’expérience<br />
acquise dans ce groupe a permis la mise au point d’un algorithme dédié à l’approximation<br />
d’état quasi-stationnaire pour les systèmes de réactions chimiques [767].<br />
Une collaboration s’est développée mi-2007 avec le groupe BioPi de l’équipe STC <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong>. Elle a<br />
été soutenue par le PPF Bioinfo de Lille (4400 euros). Des collaborations ont été amorcées avec les<br />
projets INRIA HELIX et COMORES.<br />
Une autre collaboration s’est amorcée début <strong>2008</strong> avec Yasushi Saka (Multicellular Group de l’IBL)<br />
autour de la réalisation d’un composant logiciel d’aide à la modélisation en biologie cellulaire avec<br />
application à la modélisation des réseaux de gènes synthétiques. Une première maquette (paquetage<br />
MABSys) a été réalisée. Une proposition de projet ANR BLANC <strong>2008</strong> a été déposée (projet MORDU)<br />
pour soutenir cette collaboration dans le cadre d’une équipe-projet de l’IRI.<br />
Le retentissement des travaux de l’équipe a con<strong>du</strong>it à plusieurs conférences et tutoriels invités<br />
[729, 730]. Une session dédiée à la modélisation en biologie est en cours d’organisation dans le cadre<br />
des Journées Nationales de Calcul Formel <strong>2008</strong>. Cette session est soutenue par le PPF bioinfo de Lille.<br />
Au sujet de la géométrie différentielle. Dans la résolution d’un problème, on distingue traditionnellement<br />
– le calcul symbolique des relations reliant les valeurs des diverses inconnues et paramètres <strong>du</strong><br />
problème
2.2. CalFor 21<br />
– le calcul numérique (approximatif) des valeurs numériques attachées aux divers symboles.<br />
Par exemple, le calcul symbolique permet d’établir la relation ζ(2) = π 2 /6 portant sur les symboles ζ(2)<br />
et π. Le calcul numérique permet d’obtenir la valeur approchée π = 3.14159.... Le calcul symbolique<br />
(à la main ou sur ordinateur) est fondé sur l’algèbre et le calcul numérique est fondé sur l’analyse (la<br />
théorie de l’approximation).<br />
La géométrie permet souvent d’éviter des calculs fastidieux et aborde la question cruciale de<br />
l’influence <strong>du</strong> choix d’un système de coordonnées particulier sur la complexité ou le résultat <strong>du</strong><br />
calcul à effectuer. La géométrie intervient à la fois en calcul symbolique (la géométrie algébrique) et<br />
en calcul numérique (intégration géométrique des équations différentielles). Le point clé est que le<br />
grossissement des formules peut être lié au choix des coordonnées.<br />
On connait les grands progrès de la géométrie algébrique dans les années 60 mais il convient de<br />
noter que le traitement algébrique des équations différentielles (i.e. l’algèbre différentielle) codifié<br />
par l’école américaine (J. F. Ritt) s’est fait indépendamment des travaux en géométrie différentielle<br />
initiée par Sophus Lie et Elie Cartan. L’équipe de calcul symbolique <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong> (travaux de F. Boulier, F.<br />
Lemaire, M. Moreno Maza) est mondialement connue pour ses travaux (théorie et implantation) sur<br />
la réécriture de Ritt.<br />
L’approche géométrique des équations différentielles est proche des méthodes <strong>du</strong> calcul tensoriel<br />
dont on connait le rôle crucial en physique, en particulier dans l’étude de la gravitation (la relativité<br />
générale – A. Einstein). Elle permet de traiter « à la main » certains problèmes qui, en théorie, sont<br />
résolubles par la réécriture de Ritt mais ne le sont pas en pratique parce les formules grossissent.<br />
Malheureusement, l’approche géométrique est encore mal comprise et son algébrisation reste à<br />
faire.<br />
Un premier pas a été effectué pendant la thèse de S. Neut qui a réalisé une implantation de qualité<br />
de la méthode d’équivalence de E. Cartan, méthode permettant de décider si deux équations différentielles<br />
se dé<strong>du</strong>isent par un changement de variables. Un deuxième pas a été effectué pendant la<br />
thèse de R. Dridi qui a montré l’intérêt de cette méthode pour l’amélioration des solveurs actuels, en<br />
particulier pour l’amélioration <strong>du</strong> solveur symbolique d’équations différentielles <strong>du</strong> système Maple.<br />
Bien que la méthode d’équivalence soit l’œuvre <strong>du</strong> mathématicien francais E. Cartan, les grands<br />
spécialistes actuels sont principalement américains formés par le grand géomètre S. S. Chern, élève<br />
de Cartan. Peter Olver (université <strong>du</strong> Minnesota) est l’un des ces spécialistes. Il a rapporté ces deux<br />
thèses et s’intéresse aux travaux de l’équipe de calcul formel <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong>, ce qui prouve que le travail<br />
lillois est mené sérieusement.<br />
2.2.4 Perspectives<br />
L’équipe calcul formel garde sa structuration actuelle. Elle a deux objectifs liés, qui prolongent le<br />
bilan. Ces objectifs sont détaillés dans le projet de l’équipe.<br />
Autoévaluation. Nous avons choisi un positionnement qui nous permet de faire à la fois <strong>du</strong> calcul<br />
symbolique, une application et <strong>du</strong> développement de logiciel. D’une part, les problèmes clefs posés<br />
dans le champ d’application suggèrent les questions théoriques à creuser et la façon de concevoir<br />
les logiciels ; d’autre part, les résultats obtenus en recherche théorique et les logiciels développés ont<br />
des retombées dans le champ d’application. Toutefois, cette pluridisciplinarité complique le travail<br />
et pose des difficultés considérables pour trouver des étudiants en thèse ayant un niveau suffisant<br />
en informatique et en mathématiques.<br />
Des membres de l’équipe ont pris d’importantes responsabilités administratives.<br />
2.2.5 Collaborations<br />
– Coencadrement de la thèse de Raouf Dridi avec<br />
l’université d’Annaba (Algérie)<br />
– Coencadrement de la thèse de Samuel Vidal avec<br />
Marc Huttner (labo de Maths, USTL)<br />
– Collaboration avec Peter Olver (Université <strong>du</strong> Minnesota).<br />
Articles publiés.<br />
– Collaboration avec Marc Moreno Maza (Univ. Western<br />
Ontario). Paquetage RegularChains. Articles.<br />
– Collaboration avec Marc Lefranc (PhLAM, USTL) et<br />
François-Yves Bouget (Banyuls). Articles.<br />
– Collaboration avec M. Fliess (projet INRIA ALIEN).<br />
Article.<br />
– Collaboration avec Yasushi Saka (IBL et IRI). Proposition<br />
de projet ANR BLANC <strong>2008</strong>.<br />
– Collaboration avec MAPLESOFT. Accord de recherche<br />
de deux ans.
22 Équipes<br />
2.2.6 Contrats<br />
Waterloo MAPLE (In<strong>du</strong>striel) de <strong>2008</strong> à 2010, partenaires<br />
: Entreprise MAPLESOFT.<br />
2.2.7 Logiciels et brevets<br />
BLAD (Bibliothèques Lilloises d’Algèbre Différentielle)<br />
(http://www.lifl.fr/~boulier/BLAD) : Bibliothèques<br />
écrite en langage C. Licence LGPL. Fait<br />
l’objet d’un transfert in<strong>du</strong>striel dans le logiciel MAPLE.<br />
2.2.8 Thèses et habilitations à diriger des recherches<br />
Habilitations à diriger des recherches<br />
François BOULIER, Réécriture algébrique dans les<br />
systèmes d’équations différentielles polynomiales en<br />
vue d’applications dans les Sciences <strong>du</strong> Vivant (2006).<br />
2.2.9 Visibilité et faits marquants<br />
Visibilité<br />
ELPS (Expanded Lie Point Symmetry)<br />
(http://www2.lifl.fr/~sedoglav/Software/<br />
ExpandedLiePointSymmetry) : Logiciel dédié au calcul<br />
des symétries de Lie.<br />
Thèses de doctorat<br />
– Conférence invitée DARCA <strong>2008</strong> (une heure, François Boulier).<br />
– Tutoriel invité Algebraic Biology <strong>2008</strong> (une heure, François Boulier).<br />
– Comité de programme ISSAC 2007 (François Boulier).<br />
– Organisation de l’École thématique sur les MZV (Michel Petitot).<br />
Faits marquants<br />
Raouf DRIDI, Utilisation de la méthode d’équivalence<br />
de Cartan dans la construction d’un solveur d’équations<br />
différentielles (2007).<br />
– Accord de recherche de deux ans avec MAPLESOFT en juin <strong>2008</strong> (contrat pour l’intégration des<br />
bibliothèques BLAD dans MAPLE).<br />
– Nour-Eddine Oussous a pris la direction de l’UFR IEEA en 2006.<br />
– François Boulier est Chargé de Mission par le Président de l’USTL depuis 2006 pour la mise en<br />
place <strong>du</strong> Certificat Informatique et Internet niveau 1.<br />
– Alexandre Sedoglavic est responsable des séminaires <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong>.<br />
2.2.10 Publications significatives<br />
1. Alin Bostan, François Ollivier, Frédéric Chyzak,<br />
Bruno Salvy, Éric Schost, and Alexandre<br />
Sedoglavic. Fast computation of power series<br />
solutions of systems of differential equations.<br />
In Proceedings of the 2007 ACM-SIAM Symposium<br />
on Discrete Algorithms, pages 1012–1021,<br />
2007.<br />
2. François Boulier, Marc Lefranc, François Lemaire,<br />
and Pierre-Emmanuel Morant. Model<br />
Re<strong>du</strong>ction of Chemical Reaction Systems using<br />
Elimination, 2007. Presented at the international<br />
conference MACIS 2007, http://hal.<br />
archives-ouvertes.fr/hal-00184558.<br />
3. François Boulier, Marc Lefranc, François Lemaire,<br />
and Pierre-Emmanuel Morant. Applying<br />
a rigorous quasi-steady state approximation<br />
method for proving the absence of oscillations<br />
in models of genetic circuits. In K. Horimoto<br />
et al., editor, Proceedings of Algebraic Biology<br />
<strong>2008</strong>, number 5147 in LNCS, pages 56–64. Sprin-<br />
ger Verlag Berlin Heidelberg, <strong>2008</strong>.<br />
4. François Boulier, Marc Lefranc, François Lemaire,<br />
Pierre-Emmanuel Morant, and Aslı<br />
Ürgüplü. On proving the absence of oscillations<br />
in models of genetic circuits. In H. Anai,<br />
K. Horimoto, and T. Kutsia, editors, Proceedings<br />
of Algebraic Biology 2007, volume 4545 of LNCS,<br />
pages 66–80. Springer Verlag Berlin Heidelberg,<br />
2007. http://hal.archives-ouvertes.fr/<br />
hal-00139667.<br />
5. François Boulier, François Lemaire, and Marc<br />
Moreno Maza. Well known theorems on triangular<br />
systems and the D 5 principle. In<br />
Proceedings of Transgressive Computing 2006,<br />
pages 79–91, Granada, Spain, 2006. http://<br />
hal.archives-ouvertes.fr/hal-00137158.<br />
6. Raouf Dridi, Sylvain Neut, and Michel Petitot.<br />
Elie Cartan’s geometrical vision or how to<br />
avoid expression swell. Journal of Symbolic<br />
Computation, To appear.
2.3. Fox-Miire 23<br />
7. Raouf Dridi and Michel Petitot. Towards a<br />
New ODE Solver Based on Cartan’s Equivalence<br />
Method. In proceedings of IS-<br />
SAC 2007, Waterloo, Ontario, Canada, 2007.<br />
http://arxiv.org/abs/cs.SC/0702065.<br />
8. Raouf Dridi and Michel Petitot. New classification<br />
techniques for ordinary differential<br />
equations. Journal of Symbolic Computation,<br />
To appear.<br />
2.3 Fox-Miire<br />
9. Peter J. Olver, Michel Petitot, and P. Solé. Generalized<br />
transvectants and Siegel mo<strong>du</strong>lar forms.<br />
Advances in Applied Mathematics, 38 :404–418,<br />
2007. http://www.sciencesdirect.com.<br />
10. Alexandre Sedoglavic. Re<strong>du</strong>ction of algebraic<br />
parametric systems by rectification of their<br />
affine expanded lie symmetries. In H. Anai,<br />
K. Horimoto, and T. Kutsia, editors, Proceedings<br />
of Algebraic Biology 2007, volume 4545 of LNCS,<br />
pages 277–291, 2007.<br />
Mots-clés : Analyse segmentation et indexation de modèles 3D, reconnaissance des formes, analyse<br />
et reconnaissance de visages 3D, analyse statistiques des images, extraction d’information de la vidéo,<br />
optimisation des descriptions multidimensionnelles des contenus multimédia, analyse des usages<br />
de la vidéo, <strong>du</strong> web.<br />
2.3.1 Membres<br />
Permanents<br />
Boulbaba BEN AMOR, EC autres min. Institut Telecom dans l’équipe depuis septembre 2007<br />
Mohamed DAOUDI (resp.), EC autres min. Institut Telecom dans l’équipe depuis 2005<br />
Chabane DJERABA (resp.), PR2 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 2004<br />
Jean MARTINET, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre <strong>2008</strong><br />
Jean-Philippe VANDEBORRE, EC autres min. Institut Telecom dans l’équipe depuis décembre 2002<br />
Non permanents<br />
Mehdi ADDA, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Septembre 2004<br />
Samir AMIR, IR CNRS dans l’équipe depuis Mars <strong>2008</strong><br />
Lahoucine BALLIHI, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis décembre 2007<br />
Hassen DRIRA, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis janvier <strong>2008</strong><br />
Sanaa EL FKIHI, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2005<br />
Ismail ELSAYED, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Septembre <strong>2008</strong><br />
Abdelghani GHOMARI, Doctorant Autre dans l’équipe depuis 2003-2007<br />
Oriol GUITART, IR CNRS dans l’équipe depuis Juin <strong>2008</strong><br />
Abdia HAMDANI, IR CNRS dans l’équipe depuis Avril <strong>2008</strong><br />
Nacim IHADDADENE, POST-DOC CNRS dans l’équipe depuis Décembre 2007<br />
Adel LABLACK, Doctorant CNRS dans l’équipe depuis Octobre 2006<br />
Sylvain MONGY, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Septembre 2004<br />
Md. Haidar SHARIF, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Septembre 2007<br />
Julien TIERNY, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis <strong>octobre</strong> 2005<br />
Kent WASHINGTON, IC CNRS dans l’équipe depuis Mai <strong>2008</strong><br />
Xi WONG, IR CNRS dans l’équipe depuis Juin <strong>2008</strong><br />
Invités et anciens membres<br />
Anuj SRIVASTAVA (Professeur invité).<br />
Dan SIMOVICI (Professeur invité).<br />
Zhongfei (Mark) ZHANG (Chaire internationale).<br />
Fatma BOUALI (Maître de Conférences des Universi-<br />
2.3.2 Problématique<br />
tés).<br />
Fatima BELKOUCH (Maître de Conférences des Universités).<br />
Mélodie LITTERIE (Ingénieur contractuel).<br />
Aujourd’hui les contenus numériques sont de plus en plus complexes (image, vidéos, modèles<br />
3D) et de plus en plus volumineux, grâce notamment aux évolutions technologiques dans le domaine
24 Équipes<br />
des infrastructures, des périphériques, et des outils d’acquisition, de stockage et de diffusion. La<br />
faiblesse des méthodes actuelles d’accès aux contenus, constitue un frein majeur pour l’exploitation<br />
des contenus dans les divers contextes d’usage.<br />
Notre groupe travaille sur les domaines suivants :<br />
1. Dans le cadre de la vidéo, par la description multidimensionnelle des contenus vidéos pour<br />
l’accès rapide aux contenus, l’extraction de l’information des actions des utilisateurs guidée<br />
ou pas par des ontologies, et le regroupement des fixations <strong>du</strong> regard.<br />
2. Dans le cadre des modèles 3D, par le développement des descripteurs de formes 3D, par le<br />
développement de nouvelles méthodes permettant de retrouver des informations structurelles<br />
d’un modèle 3D, et de l’analyse des déformations géométriques. Notre but ultime est de définir<br />
des distances entre des objets 3D, invariantes aux transformations géométriques, robustes aux<br />
déformations et capables de comparer des objets entre eux, même partiellement.<br />
3. La modélisation de la variabilité statistique dans les images. En effet, une image contient un<br />
très grand nombre de pixels. Les images sont des éléments d’espaces de très haute dimension.<br />
Comment peut-on capturer la variabilité des pixels par des modèles statistiques ? Quel modèle<br />
probabiliste peut-on employer pour capturer des scènes intéressantes, dans des images ?<br />
2.3.3 Résultats<br />
1. Thierry Urruty, dans le cadre de sa thèse soutenue en 2007 [1127], a proposé un modèle de représentation<br />
des descriptions multidimensionnelles des contenus multimédia, pour des accès<br />
rapides aux contenus. Les principes de la méthode reposent sur une structuration pyramidale<br />
des données multidimensionnelles et des regroupements par projection aléatoire. La méthode<br />
a un bon positionnement par rapport à l’état de l’art, au niveau des performances.<br />
2. Sylvain Mongy a proposé une méthode de fouille des actions des utilisateurs sur de la vidéo. La<br />
méthode, basée les séquences multiples et le regroupement de modèles Markov, est appliquée<br />
à deux niveaux de représentation : inter-vidéo et intra-vidéo. La prise en compte des deux<br />
niveaux dans la fouille est nouvelle par rapport à l’état de l’art [75].<br />
3. Les thèses de Younes Hafri [1095] et de Nacim Ihaddadene [1097], soutenues en 2006 et 2007,<br />
ont contribué respectivement à la fouille des usages <strong>du</strong> web et la fouille des logs de workflow,<br />
avec des résultats respectivement dans les heuristiques de ré<strong>du</strong>ction de modèles et dans la<br />
nature des motifs extraits.<br />
4. Nous avons amélioré avec le professeur Dan Simovici (Université <strong>du</strong> Massachussets, invité à<br />
l’université de Lille1) la méthode de projection aléatoire de données multidimensionnelle et<br />
nous l’avons adapté au regroupement de données. Les applications sont nombreuses, notamment<br />
en indexation [344]et en fouille des traces des fixations <strong>du</strong> regard [102].<br />
5. Mohamed Daoudi et Jean-Philippe Vandeborre ont proposé dans le cadre la thèse de Tarik<br />
Filali-Ansary [1091] une nouvelle méthode dite orientée vues pour l’indexation et la recherche<br />
des modèles 3D. Partant <strong>du</strong> principe que toutes les vues d’un modèle 3D ne contiennent pas<br />
la même quantité d’informations, ils ont proposé un modèle probabiliste Bayésien pour l’indexation<br />
qui prend en compte la probabilité d’apparition des vues et des modèles 3D. Les<br />
résultats obtenus sur la base « Princeton Shape Benchmark » ont montré que la méthode proposée<br />
se situe en 2ème position juste après la méthode LFD [36]. En fait, ces résultats montrent<br />
la supériorité des modèles orientés vues, et ont été confirmés par la compétition SHREC2006<br />
organisé par le réseau d’excellence AIM@SHAPE entre différentes méthodes d’indexation de<br />
modèles 3D. Les résultats obtenus ont été publiés dans [36, 37, 208, 479, 478, 228, 477] et ont<br />
donné au développement <strong>du</strong> moteur de recherche 3D http://www-rech.telecom-lille1.<br />
eu/3dretrieval. Une partie de ces travaux ont été menés dans le cadre <strong>du</strong> projet RNRT Semantic-3D<br />
et le réseau d’excellence européen Delos.<br />
6. Dans le cadre de la thèse Julien Tierny, Mohamed Daoudi, Jean-Philippe Vandeborre ont proposé<br />
des méthodes de représentation intrinsèque de formes 3D basées sur les graphes de Reeb.<br />
Plusieurs problèmes de recherche en rapport avec le traitement de formes 3D ont été abordés<br />
à l’aide de ces représentations pour valider leur efficacité. Ainsi, en intro<strong>du</strong>isant la notion de<br />
calcul géométrique sur le graphe de Reeb, une méthode d’extraction automatique de squelette<br />
pour l’animation a été proposée [97]. Par ailleurs, ils ont proposé une nouvelle méthode guidée<br />
pour la topologie pour l’évaluation de similarité partielle entre formes 3D, problème novateur
2.3. Fox-Miire 25<br />
dont la difficulté est unanimement reconnue par la communauté. Les résultats obtenus ont<br />
été publiés dans [97, 348, 347, 346, 676, 677]. Nous continuons ces travaux dans le cadre <strong>du</strong><br />
projet ANR MADRAS retenu dans le cadre de l’appel MDCO 2007.<br />
7. Mohamed Daoudi et le Professeur Anuj Srivastava de Floride State University (FSU) ont proposé<br />
dans la cadre de la thèse la thèse de Chafik Samir [1119] une analyse riemannienne formelle<br />
de l’espace des surfaces faciales, avec la définition mathématique correspondante pour<br />
analyser les déformations des surfaces faciales. Cette analyse a permis en particulier de définir<br />
un chemin géodésique entre deux surfaces faciales et par conséquent la distance entre<br />
elles. Ces chemins dénotent les déformations « optimales » entre deux surfaces faciales et les<br />
longueurs de chemin mesurent la quantité de déformations. Nous avons proposé un algorithme<br />
pour calculer la moyenne des surfaces faciales (le visage moyen) au sens de la moyenne<br />
de Karcher. Ces résultats ont ouvert la voie à de nombreuses applications telles que la biométrie<br />
et la classification des expressions faciales. Les résultats obtenus ont été publiés dans<br />
[88, 91, 446, 653, 748, 327]. Mohamed Daoudi et Boulbaba Ben Amor continuent ces travaux<br />
dans le cadre <strong>du</strong> projet ANR FAR3D retenu dans le cadre de l’appel SESUR 2007 et dont nous assumons<br />
la coordination. Il a pour objectif d’apporter des solutions en biométrie faciale 2D/3D<br />
et 3D/3D.<br />
8. Mohamed Daoudi et Bruno Jedynak <strong>du</strong> Laboratoire de Mathématiques Paul Painlevé de l’Université<br />
de Lille1 ont proposé trois modèles fondés sur le principe de maximum d’entropie pour<br />
la détection de la peau dans les images couleur. Les résultats atteints par ces modèles sont classés<br />
parmi les meilleurs résultats de la détection de la peau, obtenus au niveau international<br />
(P. Kakumanu, A survey of skin-color modeling and detection methods, Pattern Recognition<br />
Vol. 40 2007). Nous continuons ces travaux dans le cadre de la thèse de Sanaa El Fkihi. Cette<br />
dernière a proposé l’utilisation des modèles probabilistes indexés par des arbres pour la discrimination<br />
des pixels peau de ceux non-peau dans une image, et ce en exploitant la propriété<br />
couleur de la peau. Plus particulièrement, notre approche consiste à utiliser des mélanges de<br />
modèles pour lesquels les interactions sont décrites par des arbres couvrants optimaux portés<br />
par un graphe de dépendances G. Le modèle <strong>du</strong> mélange concerne aussi bien les distributions<br />
de probabilités que les structures d’interactions. Il est formellement décrit par<br />
π(x) = �<br />
π(x|T)p(T)<br />
T<br />
où p est une loi sur les arbres couvrants optimaux de G, π(x|T) est un champs aléatoire dont<br />
les interactions sont décrites par l’arbre couvrant optimal T.<br />
Ces travaux ont eu le soutien <strong>du</strong> CNRS dans le cadre d’un projet MathStic entre le <strong>LIFL</strong> et<br />
Laboratoire de Mathématiques Paul Painlevé.<br />
Les résultats obtenus ont été publiés dans [39, 54, 486, 484, 485] et intégrés à Poesia (http:<br />
//sourceforge.net/projects/poesia/) logiciel en open source destiné au filtrage des pages<br />
web.<br />
2.3.4 Perspectives<br />
L’équipe a réussi à développer deux thèmes de recherche très prometteurs l’un dans le domaine<br />
de l’extraction d’information de la vidéo et l’autre dans le domaine de l’analyse, l’indexation et la<br />
reconnaissance 3D. Ces deux thèmes ont une visibilité nationale et internationale. Tous les maîtres<br />
de conférences ont une activité de co-encadrement de thèse.<br />
Les membres de l’équipe ont une excellente dynamique au niveau de l’animation scientifiques<br />
nationale et internationale. Ils participent aux comités éditoriales de plusieurs revues internationales,<br />
ils ont participé à de nombreux comités de programmes de conférences nationales et internationales<br />
reconnues dans le domaine, animé des sessions spéciales dans des conférences internationales,<br />
et pro<strong>du</strong>it des numéros spéciaux dans des revues internationales de très hauts niveaux (ACM<br />
Multimedia Systems, MTAP).<br />
L’équipe a apporté des contributions scientifiques importantes qui ont donné lieu à des publications<br />
dans des journaux ayant un fort impact international (IEEE Transactions on Pattern Analysis<br />
and Machine Intelligence, IEEE Transactions on Multimedia, ACM Transactions on Multimedia Computing).<br />
L’équipe a une excellente dynamique de projets collaboratifs en partenariat avec des équipes de<br />
recherche européennes et internationales et des in<strong>du</strong>striels (Orange, Thales, etc.), dans le cadre de
26 Équipes<br />
projets nationaux ANR ou européens (STREP, réseaux d’excellence, ITEA). Par ailleurs, elle a accueilli<br />
plusieurs professeurs invités étrangers reconnus et spécialistes <strong>du</strong> domaine. Dans la plupart des jurys<br />
de thèse, des collègues étrangers ont été invités en tant que rapporteurs ou examinateurs.<br />
L’équipe est composée actuellement de 2 professeurs et 3 MC dont 2 nouveaux depuis septembre<br />
2007. Tous ces E/C ont une activité d’enseignement soutenue, ils sont responsables d’enseignements<br />
de spécialisation scientifique et ont des responsabilités administratives.<br />
L’effectif de l’équipe montre un clair déficit en chercheurs ou enseignant-chercheurs, par rapport<br />
à l’activité actuelle. Nous souhaiterions d’une part le renforcement de l’équipe par des chercheurs<br />
ou E/C juniors l’un dans le domaine de l’extraction d’information de la vidéo et dans le domaine de<br />
la 3D.<br />
Pour les 4 années à venir, nous allons continuer nos travaux de recherche en apportant quelques<br />
ajustements :<br />
– En particulier le domaine de la vidéo où nous allons nous focaliser davantage sur un nombre<br />
ré<strong>du</strong>it de verrous et défis scientifiques. En particulier, l’un des points focaux de notre recherche<br />
est l’analyse de comportements humains à partir de la vidéo.<br />
– Poursuivre la dynamique actuelle au niveau des projets collaboratifs (pôles de compétitivité,<br />
Europe, ANR).<br />
– Continuer notre rapprochement à des équipes <strong>du</strong> laboratoire proches thématiquement, afin<br />
de renforcer la communication inter-équipes qui partagent des centres d’intérêts communs.<br />
2.3.5 Collaborations<br />
– Collaboration avec l’équipe <strong>du</strong> Professeur Driss<br />
Aboutajdine de l’Université Mohamed V (Maroc).<br />
Deux thèses en co-tutelle entre l’USTl et l’Université<br />
Mohamed V (Rabat) sont en cours, dont la thèse de<br />
Sanaa El Fkihi qui a obtenu une bourse d’excellence<br />
<strong>du</strong> minsitère des affaires étrangères.<br />
– Collaboration avec le Professeur Anuj Srivastava de<br />
Floride State University. Nous avons eu plusieurs publications<br />
communes dans des journaux internationaux<br />
(IEEE Trans PAMI, JMIV) et nous avons co-encadré la<br />
thèse de Chafik Samir soutenue en <strong>octobre</strong> 2007.<br />
– Collaboration avec des entreprises <strong>du</strong> pôle de compétitivité<br />
In<strong>du</strong>strie <strong>du</strong> Commerce : Youg’s, Picwic.<br />
– Collaboration avec des Universités et Entreprises<br />
européennes dans le cadre de projets européens : Université<br />
de Glasgow, Université de Namur, Université<br />
2.3.6 Contrats<br />
FAR3D (Face Analysis and Recognition using 3D)<br />
(ANR –Sécurité et Sûreté Informatique) de <strong>2008</strong> à 2010,<br />
partenaires : <strong>LIFL</strong> - Université Lille 1 ; LIRIS - Ecole<br />
Centrale de Lyon ; EURECOM ; THALES.<br />
MADRAS (3D Models And Dynamic models Representation)<br />
(ANR –Masse de Données et COnnaissances)<br />
de <strong>2008</strong> à 2010, partenaires : LIRIS - M2DisCo ;<br />
<strong>LIFL</strong> -Université Lille 1 ; INRIA Evasion .<br />
DELOS (FP7 –Réseau d’excellence) de 2006 à 2007, partenaires<br />
: 45 partenaires http://www.delos.info/.<br />
Scanner 3D (Bonus Qualité recherche) de 2007 à 2007.<br />
RecoVis3D (Crédit incitatif (Institut TELECOM)) de<br />
2007 à 2007, partenaires : TELECOM Lille1 ;Floride<br />
State University.<br />
ANAXA-VIDA (Projet de recherche <strong>du</strong> pôle de compétitivité<br />
PICOM) de 2007 à 2010, partenaires : <strong>LIFL</strong>,<br />
ARMines, Youg’s, Picwic, SYLIS, Novalis.<br />
SNEDA (Convention CIFRE) de 2003 à <strong>2008</strong>, partenaires<br />
: USTL, Entreprise SNEDA.<br />
d’Amsterdam, France Télécom, ...<br />
– Collaboration avec le Professeur Dan Simovici (Université<br />
<strong>du</strong> Massachusetts, Boston, USA) : co-écriture<br />
d’un livre commun (Edition Springer), réalisation de<br />
plusieurs publications communes dans des revues et<br />
conférences internationales (ex : ACM Trans. MM).<br />
– PAI Franco-Marocain (2002-2005), objectifs : le développement<br />
de nouveaux algorithmes d’indexations<br />
d’images avec une attention particulière au patrimoine<br />
marocain. Partenaires (université de Lille1,<br />
Telecom Bretagne, Université de Rabat (Maroc), Faculté<br />
des Sciences de Fès (Maroc))<br />
– Projet CMCU Franco-Tunisien (<strong>2008</strong>-2011), il porte<br />
sur l’analyse <strong>du</strong> visage 3D, avec comme partenaires<br />
(Université de Lille1, Ecole Centrale de Lyon, ENIS<br />
(Tunisie), ENSI (Tunisie)).<br />
MIAUCE (FP6 –STREP) de 2006 à 2009, partenaires :<br />
CNRS, Université de Glasgow, Université d’Amsterdam,<br />
Université de Namur, SYLIS, Visual-Tools, Tilde.<br />
CAM4Home (Projet européen (ITEA2)) de 2007 à 2010,<br />
partenaires : Thomson, CNRS, NDS, Nokia, Orange,<br />
ATOS, Philips, VTT, GET, ....<br />
ANAFIX (ANR –Programme Audiovisuel et Multimédia<br />
) de 2006 à 2009, partenaires : OuestAudiovisuel,<br />
URECA (Université de Lille3), <strong>LIFL</strong> (Université de<br />
Lille1).<br />
CANADA (ANR –Concepts systèmes et outils pour<br />
la sécurité globale) de 2007 à 2010, partenaires : AR-<br />
MINES (Ecole des Mines de Douais), <strong>LIFL</strong> (Université<br />
de Lille 1), LIRIS (INSA de Lyon), URECA (Université<br />
de Lille3), IREENAT (Université de Lille2), YOUG’S,<br />
THALES, Heudiasyc de l’UTC, et les entreprises Sylis<br />
et OuestAudiovisuel..<br />
Semantic-3D (RNRT –Telecom) de 2002 à 2006, partenaires<br />
: TELECOM Lille1 ; LIRIS ; EURECOM ; TELE-
2.3. Fox-Miire 27<br />
COM ParisSud ; Renault ; Mercury.<br />
AVERROES (ANR –RIAM) de 2003 à 2006, partenaires :<br />
<strong>LIFL</strong> (Université de Lille1), HEUDIASYC (UTC), Sylis,<br />
2.3.7 Logiciels et brevets<br />
Moteur de recherche 3D (http://www-rech.<br />
telecom-lille1.eu/3dretrieval/) : Moteur de<br />
recherche3D<br />
Détection d’accidents (http://www.lifl.fr/<br />
~martinej/collision.avi) : Extraction d’informations<br />
à partir de la vidéo, application aux comportements<br />
humains de types « collision de personnes en<br />
sortie d’un escalator ».<br />
Analyse des suivis <strong>du</strong> regard (http://www.lifl.fr/<br />
~martinej/anafix.mp4) : Regroupement des fixations<br />
2.3.8 Thèses et habilitations à diriger des recherches<br />
Thèses de doctorat<br />
Chafik SAMIR, Analyse des déformations des visages<br />
3D utilisant les chemins géodésiques dans l’espace des<br />
surfaces faciales (17 <strong>octobre</strong> 2007).<br />
Tarik FILALI-ANSARY, Indexation de modèles 3D à<br />
partir de vues 2D (6 <strong>octobre</strong> 2006).<br />
Thierry URRUTY, Optimisation des descripteurs vidéo<br />
2.3.9 Visibilité et faits marquants<br />
Visibilité<br />
Ouest-audiovisuel.<br />
Visage 3D (CPER, campus Intelligence ambiante) de<br />
<strong>2008</strong> à 2010.<br />
<strong>du</strong> regard. Analyse statistique des fixations <strong>du</strong> regard<br />
sur des films et images publicitaires.<br />
Description optimisée des contenus vidéo (http:<br />
//www.lifl.fr/~martinej/averoes.avi) : Description<br />
optimisée des contenus vidéo, application à<br />
l’indexation de films d’entreprise.<br />
Poesia (http://sourceforge.net/projects/<br />
poesia/) : Logiciel en open source dédié au filtrage de<br />
page web<br />
et multimédia (16/11/2007).<br />
Nacim IHADDADENE, Workflow and Process Mining<br />
(7/12/2007).<br />
Abdelghani GHOMARI, Synchronisation dans les<br />
documents multimédia (12/2007).<br />
Younes HAFRI, Prédiction de parcours Web : vers un<br />
dépôt légal <strong>du</strong> Web français (27/10/2005).<br />
– Mohamed Daoudi a organisé Shape Retrieval Contest of 3D Face Scans, at IEEE International<br />
Conference on Shape Modeling and Applications Stony Brook University, June 4 - 6, <strong>2008</strong>.<br />
– Mohamed Daoudi a organisé une session spéciales 3D face analysis and recognition at IEEE<br />
International Conference on Multimedia & Expo, June 23-26, Hannover, Germany, <strong>2008</strong>.<br />
– Mohamed Daoudi a organisé un numéro spécial <strong>du</strong> journal Annals of Telecommunications<br />
« Technologies and Tools for 3D imaging », avec Gérard Eude (France Telecom R&D), Novembre<br />
2005.<br />
– Mohamed Daoudi est ou a été membre <strong>du</strong> comité de programme de ACM MIR-2007, AVIVDi-<br />
Lib’05, ICME 2007, CORESA, ISIVC.<br />
– Mohamed Daoudi est membre de l’editorial board <strong>du</strong> Journal of Multimedia.<br />
– Chabane Djeraba est membre <strong>du</strong> comité de programme des conférences internationales et<br />
nationales : ACM MM-<strong>2008</strong>, MMM-<strong>2008</strong>, MMM-2009, SIAM DM-<strong>2008</strong>, ACM CIVR-<strong>2008</strong>, ACM<br />
CIVR-2007, IEEE ICME-<strong>2008</strong>, IEEE ICME-2007, IEEE ICME-2006, IEEE ICME-2005, IEEE ICME-<br />
2004, IEEE ICME-2002, IEEE ICME-2001, IEEE ICME-2000, CBMI-2007, CBMI-2005, CBMI-<br />
2003, CBMI-2001, WMS-2007, PCM-2005, ACM SIGKDD-2005, BDA-2006, EGC-<strong>2008</strong>, EGC-2007,<br />
EGC-2006, EGC-2005, EGC-2004, EGC-2003.<br />
– Membre (Chabane Djeraba) <strong>du</strong> comité de pilotage (steering committee) de ACM SIGMM International<br />
Workshop on Multimedia Information Retrieval (ACM MIR), de 2004 à <strong>2008</strong>. Le<br />
workshop fut à l’origine de la conférence ACM International Conference on Multimedia Information<br />
Retrieval, Amsterdam, 2007. Co-chair de 12th International Conference on Distributed<br />
Multimedia Systems (DMS-2006), Grand Canyon, USA, August 30-September 1, 2006.<br />
Co-organisation des 22ièmes Journées Nationales Bases de Données Avancées (BDA-2006),<br />
Octobre 2006, Lille. Organisation des sixièmes journées Nationales Extraction et Gestion des<br />
Connaissances, (EGC-2006), Janvier 2006, Lille.<br />
– Participation (Chabane Djeraba) à l’évaluation de projets européens (FP7-IST-e-inclusive society)<br />
en 2007. Contribution à l’élaboration de l’objectif interactions multimodales <strong>du</strong> 7ième<br />
programme cadre européen. Participation à l’évaluation de projets soumis à l’ANR en 2005,<br />
dans le cadre <strong>du</strong> Réseau Innovation en Audiovisuel et Multimédia (RIAM). Membre <strong>du</strong> comité
28 Équipes<br />
éditorial de la revue Multimedia Tools and Applications, an International Journal, édition Springer,<br />
depuis 1998. Membre <strong>du</strong> comité éditorial de la revue Pattern Recognition letters, édition<br />
Elsevier, depuis 2007 (Impact factor = 0,952, selon ISI Web of Knowledge- 2007). Participation<br />
active à la table ronde dans la conférence ACM KDD-2006 sur les grands défis <strong>du</strong> data mining,<br />
animé par Gregory Shapiro. Une extension <strong>du</strong> rapport <strong>du</strong> panel a été publiée dans la revue<br />
SIGKDD explorations.<br />
– Organisation de l’édition spéciale « Multimedia system architecture », dans la revue internationale<br />
ACM Multimedia Systems, 2005. Organisation de l’édition spéciale « Multimedia Mining »,<br />
dans la revue internationale IJPDS, 2007. Organisation de l’édition spéciale « Eye tracking applications<br />
in multimedia systems » dans la revue internationale ACM Transactions on Multimedia,<br />
2007.<br />
Faits marquants<br />
– 15 Mars <strong>2008</strong> : Mohamed Daoudi, a été promu Senior member de l’IEEE.<br />
– Chafik Samir, doctorant encadré par Mohamed Daoudi, a reçu le prix <strong>du</strong> meilleur papier « jeune<br />
chercheur », lors des journées « Compression et Représentation des Signaux Audiovisuels » (CO-<br />
RESA 2006). Le papier primé est intitulé « Reconnaissance de visages 3D utilisant l’Analyse de<br />
Formes des Courbes Faciales » (C. Samir, M.Daoudi et A. Srivastava).<br />
– Julien Tierny a obtenu les bourses Fulbright et Lavoisier pour effectuer un séjour Post-Doctoral<br />
aux USA.<br />
– Organisation (Chabane Djeraba) de l’édition spéciale « Multimedia Indexing : Ever great challenges<br />
» dans la revue internationale MTAP-Springer, en 2006, en collaboration avec Moncef<br />
Gabouj et Patrick Bouthemy.<br />
2.3.10 Publications significatives<br />
1. Tarik Filali-Ansary, Mohamed Daoudi, and<br />
Jean-Philippe Vandeborre. A bayesian 3D<br />
search engine using adaptive views clustering.<br />
IEEE Transactions on Multimedia, 9(1) :78–88,<br />
January 2007.<br />
2. Bruno Jedynak, Huicheng Zheng, and Mohamed<br />
Daoudi. Skin detection using pairwise<br />
models. Image Vision and Computing,<br />
23(13) :1122–1130, November 2005.<br />
3. Adel Lablack, Frédéric Maquet, and Chabane<br />
Djeraba. Determination of the visual field of<br />
persons in a scene. In Third International<br />
Conference on Computer Vision Theory and Applications<br />
- VISAPP (2), pages 313–316, Funchal,<br />
Madeira, Portugal, USA, January 22-25 <strong>2008</strong>.<br />
4. Michael S. Lew, Nicu Sebe, Chabane Djeraba,<br />
and Ramesh Jain. Content-based multimedia<br />
information retrieval : State of the art and<br />
challenges. ACM Transactions on Multimedia<br />
Computing, Communications, and Applications<br />
(TOMCCAP), 2 :1–19, February 2006.<br />
5. Said Mahmoudi and Mohamed Daoudi. A<br />
probabilistic approach for 3D shape retrieval<br />
by characteristic views. Pattern Recognition<br />
Letters, 28(13) :1705–1718, October 2007.<br />
6. Gregory Piatetsky-Shapiro, Chabane Djeraba,<br />
Lise Getoor, Robert Grossman, Ronen Feldman,<br />
and Mohammed Zaku. What are the grand challenges<br />
for data mining ? SIGKDD Explorations,<br />
8 :70–77, December 2006.<br />
7. Chafik Samir, Anuj Srivastava, and Mohamed<br />
Daoudi. Three-dimensional face recognition<br />
using shapes of facial curves. IEEE Transactions<br />
on Pattern Analysis and Machine Intelligence,<br />
28(11) :1858–1863, 2006.<br />
8. Julien Tierny, Jean-Philippe Vandeborre, and<br />
Mohamed Daoudi. Enhancing 3D mesh topological<br />
skeletons with discrete contour constrictions.<br />
The Visual Computer - International<br />
Journal of Computer Graphics, 24(3) :155–172,<br />
March <strong>2008</strong>.<br />
9. Thierry Urruty, Fatima Belkouch, and Chabane<br />
Djeraba. Kpyr : an efficient indexing method.<br />
In Proc. Of IEEE International Conference on<br />
Multimedia & Expo (IEEE ICME 2005), pages<br />
1448–1451, Amsterdam, The Netherlands, July<br />
6-8 2005.<br />
10. Thierry Urruty, Nacim Ihaddadene Stanislas<br />
Lew, and Dan A. Simovici. Detecting eye<br />
fixations by projection clustering. ACM Transactions<br />
on Multimedia Computing, Communications,<br />
and Applications, 3 :1–20, December<br />
2007.
2.4. GOAL 29<br />
2.4 GOAL<br />
Mots-clés : Adaptation, software architecture, objects, aspects, middleware, components, model driven<br />
engineering, software components, software models, views<br />
2.4.1 Membres<br />
Permanents<br />
Alexandre BERGEL, CR2 INRIA dans l’équipe depuis 04/<strong>2008</strong><br />
Hani ABDEEN, Doctorant INRIA dans l’équipe depuis 09/2007<br />
Olivier CARON, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 01/02/2000<br />
Bernard CARRÉ, MCFHC Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 09/1989<br />
Christophe DEMAREY, IR INRIA dans l’équipe depuis 06/<strong>2008</strong><br />
Stéphane DUCASSE, DR2 INRIA dans l’équipe depuis 09/2007<br />
Laurence DUCHIEN, PR1 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 09/2001<br />
Areski FLISSI, IR CNRS dans l’équipe depuis 09/2002<br />
Jean-Marc GEIB (resp.), PR1 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 1982<br />
Anne-Françoise LE MEUR, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 09/2004<br />
Raphaël MARVIE, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 09/2003<br />
Philippe MERLE, CR1 INRIA dans l’équipe depuis 09/2002<br />
Lionel SEINTURIER, PR2 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 09/2006<br />
Gilles VANWORMHOUDT, EC autres min. Institut Telecom dans l’équipe depuis 2004<br />
Non permanents<br />
Aurélien BOCQUET, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 09/2005<br />
Yann DAVIN, IR INRIA dans l’équipe depuis 09/2007<br />
Nicolas DOLET, IR INRIA dans l’équipe depuis 03/2006<br />
Jérémy DUBUS, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 10/2005<br />
Damien FOURNIER, IR INRIA dans l’équipe depuis 03/2007<br />
Frédéric LOIRET, IR INRIA dans l’équipe depuis 11/2007<br />
Naouel MOHA, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 09/2005<br />
Carlos-Francisco NOGUERA-GARCIA, Doctorant INRIA dans l’équipe depuis 10/2005<br />
Carlos Andres PARRA ACEVEDO, Doctorant INRIA dans l’équipe depuis 10/2007<br />
Ales PLSEK , Doctorant INRIA dans l’équipe depuis 10/2006<br />
Daniel ROMERO, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 01/<strong>2008</strong><br />
Prawee SRIPLAKICH, POST-DOC INRIA dans l’équipe depuis 09/2007<br />
Mathieu SUEN, Doctorant CNRS dans l’équipe depuis 10/2007<br />
Guillaume WAIGNIER, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 10/2006<br />
Invités et anciens membres<br />
Guillaume DUFRÊNE (Doctorant).<br />
Sébastien SAUDRAIS (Doctorant).<br />
Dolorès DIAZ (Doctorant).<br />
Tom MENS (Chercheur invité - Université de Mons-<br />
Hainaut, Belgique).<br />
Johan FABRY (Post-doc INRIA).<br />
Ellen VAN PAESSCHEN (Post-doc ERCIM).<br />
Nicolas PESSEMIER (Doctorant).<br />
Maja D’HONDT (Chercheur INRIA CR2).<br />
James MANLEY (Ingénieur expert INRIA - projet ITEA<br />
S4ALL).<br />
Johan BRICHAU (Post-doc CNRS).<br />
Denis CONAN (Chercheur invité - INT Evry, France).<br />
Renaud PAWLAK (Chercheur INRIA CR2).<br />
Christophe CONTRERAS (Ingénieur de recherche).<br />
Cédric DUMOULIN (Ingénieur de recherche).<br />
Tran HANH-MISSI (Ingénieur de recherche INRIA).<br />
Jérôme MOROY (Ingénieur de recherche).<br />
Romain ROUVOY (Doctorant).<br />
Patricia SERRANO-ALVARADO (Post-doc).<br />
Alexis MULLER (Doctorant).<br />
Nicolas PETITPREZ (Ingénieur associé INRIA).<br />
Wolfgang DE MEUTER (Chercheur invité - Université<br />
Vrije de Bruxelles, Belgique).<br />
Maja D’HONDT (Post-doc ERCIM).<br />
Frédéric LOIRET (Doctorant).<br />
Olivier BARAIS (Doctorant).
30 Équipes<br />
2.4.2 Problématique<br />
L’équipe GOAL <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong> a été à l’origine <strong>du</strong> projet INRIA Jacquard (2003-2006), puis de l’équipeprojet<br />
INRIA ADAM (2007- ), <strong>du</strong> groupe COCOA (2006- ) et de l’équipe INRIA RMod (juin <strong>2008</strong>- ).<br />
Les résultats présentés ci-dessous ne concernent que les résultats des équipes Jacquard, ADAM et<br />
COCOA. L’équipe RMod ayant été créée depuis peu, seules les perspectives seront données.<br />
Pour l’équipe-projet INRIA ADAM, le logiciel, quel que soit son objectif, est devenu un élémentclé<br />
dans tous les secteurs de l’activité économique. Il doit faire face de plus en plus à la variabilité<br />
des plates-formes et il doit être utilisable dans divers environnements, selon l’évolution inévitable<br />
des technologies de communication et de l’information. Le logiciel doit maintenant être développé<br />
pour être adapté et modifié automatiquement sur des plates-formes hétérogènes reposant sur des réseaux<br />
et des systèmes ayant différentes propriétés, telles que des connexions fiables ou volatiles, des<br />
références ambiantes ou réparties, ou des contraintes fortes d’énergies ou non. Selon le domaines<br />
d’application, le logiciel agit avec son contexte d’exécution c.-à-d. l’utilisateur final, son environnement<br />
local ou la plate-forme d’exécution elle-même qui doit prendre en compte l’adaptation. Par<br />
conséquent, un système ne se construit pas en une seule étape mais doit être vu comme une composition<br />
et une évolution des systèmes actuels. De plus, ces adaptations peuvent s’effectuer à la<br />
conception, à la compilation, au déploiement ou à l’exécution. En conséquence, le cycle de vie entier<br />
de la conception au déploiement et à l’exécution <strong>du</strong> logiciel doit être considéré non seulement<br />
quand le contexte d’exécution change, mais également lors de l’ajout et <strong>du</strong> retrait des fonctionnalités<br />
en fonction des besoins de l’utilisateur ou des caractéristiques techniques. Ainsi le cycle de vie<br />
doit définir et soutenir l’expression de l’adaptation à chaque niveau de cycle de vie <strong>du</strong> logiciel. En<br />
conséquence, il y a un fort besoin de considérer l’adaptation comme problème de première classe<br />
pendant le développement et l’exécution de logiciel.<br />
Un système adaptatif est un système à logiciel prépondérant qui peut s’ajuster et répondre aux<br />
changements de son environnement, aux besoins d’évolution, à la disparition de technologies devenues<br />
obsolètes ou à l’intro<strong>du</strong>ction de nouvelles technologies et de nouvelles connaissances. Ce<br />
type de système pourra éventuellement fonctionner sur des environnements tels que les environnements<br />
de type grille de calcul ou encore des systèmes embarqués, des réseaux sans fil, et dans des<br />
domaines d’application tels que le transport, la maison, la communication, la santé, l’é<strong>du</strong>cation, et<br />
les applications métiers orientées services sur des services Web. Prendre en compte le cycle complet<br />
de développement d’un système logiciel adaptatif soulève plusieurs défis allant de la définition de<br />
méthodes, d’outils pour la conception de systèmes à la définition des infrastructures d’intergiciel<br />
pour exécuter le système cible sur des plates-formes hétérogènes et dynamiques. Dans l’ingénierie<br />
logicielle actuelle, les paradigmes tels que CBSE (approche à base de composants), AOSD (approche<br />
à base d’aspects) et SOA (architecture orientée services), permettent l’expression de l’adaptation <strong>du</strong><br />
logiciel par la composition. D’ailleurs, diverses abstractions pour modéliser l’adaptation structurellee<br />
et comportementale des applications en réponse aux changements de l’environnement existant<br />
ont été étudiées récemment allant de la programmation à l’architecture logicielle adaptative.<br />
L’un des défis de l’équipe-projet INRIA ADAM sera d’étudier le cycle de vie entier des systèmes<br />
adaptatifs multi-paradigmes pour des environnements multi-échelles. L’équipe a une expérience<br />
substantielle de recherche dans les domaines des approches par composants et par aspects (CBSE<br />
et d’AOSD). Les membres séniors ont participé à plusieurs contributions à l’OMG et ils ont mené le<br />
groupe de travail de révision <strong>du</strong> chapitre CCM (Modèle à composant de CORBA). Ils ont également<br />
proposé la plate-forme de JAC (Java Component Aspect), une des principales plates-formes pour<br />
le tissage dynamique des aspects. De cette manière, ils ont pu développer une expérience forte sur<br />
la conception de plate-forme logicielle pour intergiciel et ils proposent régulièrement les nouveaux<br />
concepts qu’ils intègrent dans des plates-formes de type intergiciel. De plus, l’équipe ADAM participe<br />
à plusieurs projets avec une grande interaction avec des partenaires in<strong>du</strong>striels au travers de projets<br />
européens et ANR, ainsi qu’avec le consortium OW2.<br />
Les travaux <strong>du</strong> groupe COCOA se situent dans le domaine <strong>du</strong> génie logiciel à objets et composants,<br />
et plus récemment dirigé par les modèles (Ingénierie Dirigée par les Modèles). Ces paradigmes visent<br />
à offrir des solutions au problème de rationalisation de la pro<strong>du</strong>ction logicielle et à la fois de réactivité<br />
au changement, fonctionnel ou technologique. Cette problématique se pose en particulier dans la<br />
conception de grands logiciels comme les systèmes d’information, et leur nécessaire synchronisation<br />
avec l’organisation sous-jacente, ou plus récemment les applications ubiquitaires, où la « valse<br />
technologique » est importante. Le besoin de capitalisation des efforts, de séparation des préoccupations<br />
et de réutilisation est important et les techniques à objets et composants logiciels offrent des
2.4. GOAL 31<br />
avancées certaines. L’Ingénierie Dirigée par les modèles vise quant à elle à monter en abstraction par<br />
une démarche systématique de modélisation (capitalisable) indépendante de choix technologiques,<br />
et inversement à mécaniser le plus possible les processus de pro<strong>du</strong>ction. De nombreux problèmes se<br />
posent pour structurer l’espace de modélisation, gérer la multitude et la variété des modèles, offrir<br />
des opérateurs de transformation et de composition, faciliter les ciblages et la traçabilité.<br />
2.4.3 Résultats<br />
– Une étude sur la conception, l’analyse et l’évolution des architectures logicielles concrétisée<br />
par la plate-forme SafArchie Studio. Une des fonctionnalités de cette plate-forme est de permettre<br />
la construction des architectures logicielles de manière incrémentale par ajout de nouvelles<br />
fonctionnalités. Cette approche, inspirée de l’AOP, se fonde sur à la fois la définition de<br />
patrons d’intégration et sur l’utilisation d’un tisseur pour intégrer ces patrons dans l’architecture<br />
cible.<br />
– La définition d’un modèle de programmation qui associe AOSD et CBSE. La nouveauté de cette<br />
approche est de donner aux développeurs des outils pour développer la partie fonctionnelle de<br />
leurs applications grâce à des composants logiciels, et la partie technique grâce à des aspects.<br />
Un isomorphisme entre composants et aspects a été défini : les aspects sont des composants<br />
connectés au reste de l’application par des liaisons à la sémantique particulière. Les principaux<br />
résultats dans ce cadre concernent FAC (Fractal Aspect Component) et ses extensions.<br />
– La plate-forme intergicielle OpenCCM pour les applications réparties à base de composants<br />
CORBA. OpenCCM a été la première implémentation publique et open-source de la spécification<br />
<strong>du</strong> modèle de composants CORBA définié par l’OMG.<br />
– L’ environnement intergiciel GoTM à base de composants pour construire des services transactionnels<br />
hautement adaptables. GoTM est construit en utilisant une approche à grain très<br />
fin de composants Fractal, permettant au développeur et à l’architecte de collaborer pour<br />
construire une librairie de composants transactionnels géneriques.<br />
– FDF (Fractal Deployment Framework) est un ensemble de composants pour le déploiement<br />
appliqué au temps réel et l’informatique ambiante utilisant une approche composants. FDF<br />
est un environnement orienté composants pour déployer des systèmes hétérogènes et répartis.<br />
– Atelier à base de composants pour l’intelligence ambiante et les systèmes embarqués. « Embarqués<br />
» dénote ici les systèmes qui peuvent réagir et s’adapter à leur environnement, en<br />
considérant particulièrement la qualité de service. Nous avons proposé une solution pour une<br />
adaptation transparente d’une couche de communication à base de composants. Nous prenons<br />
aussi en compte les contraintes temps-réel des plates-formes et applications. L’approche<br />
Tinap proposée offre un environnement flexible, fondé sur des principes de l’ingénierie dirigée<br />
par les modèles, permettant de specifier, implémenter, et générer des environnements<br />
d’exécution adaptés aux besoins de applications embarquées. Nous proposons aussi un formalisme<br />
pour représenter et ajouter des informations temporelles de QoS dans les assemblages de<br />
composants. Nous donnons un ensemble de patrons pour spécifier des propriétés temporelles<br />
associées au comportement des composants.<br />
– Conception d’applications réparties dans des plates-formes adaptatives. Dans ce cadre nous<br />
proposons un environnement orienté annotations appelé Spoon, une étude sur la modélisation<br />
dirigée par le contexte pour l’informatique ambiante et l’évolution <strong>du</strong> logiciel. Spoon est<br />
une suite de transformations utilisant les annotations pour les applications Java. Il fournit une<br />
API de base et des outils associés permettant des analyses statiques et de la programmation<br />
générative dans les environnement Java 5+.<br />
– Modélisation dirigée par le contexte pour l’informatique ambiante. Noter but est ici de ré<strong>du</strong>ire<br />
le fossé entre le niveau domaine et le niveau technique de l’informatique ambiante, en synchronisant<br />
les modèle <strong>du</strong> domaine avec les environnement informatiques. Nous proposons<br />
un langage de règles pour spécifier comment l’application doit s’adapter au changement de<br />
contexte.<br />
– Intégration de nouvelles fonctionnalités dans les architectures logicielles. Nous nous interessons<br />
ici aux approches génériques avec notre environnement FIESTA (Framework for Incremental<br />
Evolution of SofTware Architectures) qui généralise l’approche TranSat en restant indépendant<br />
de tout ADL spécifique et en identifiant les éléments d’architectures communs à tous<br />
les ADL.<br />
– Composants de modèles. Nous avons adressé plus particulièrement le problème de la réutili-
32 Équipes<br />
sation de modèles partiels de systèmes, capitalisant des fonctions récurrentes, au sens de nos<br />
précédents travaux sur la conception par vues, de SOD (Subject Oriented Design), des frameworks<br />
de Catalysis, ou encore des templates <strong>du</strong> standard UML. Nous proposons une démarche<br />
de construction de systèmes fondée sur une notion de « composant de modèles » générique,<br />
paramétré par un « modèle requis » et fournissant un modèle enrichi fonctionnellement. La<br />
construction revient alors à assembler de tels composants par l’intermédiaire d’un opérateur<br />
d’application de modèles paramétrés, contraint par des règles de conformité.<br />
– Processus d’Ingénierie. A un niveau processus d’ingénierie, nous avons proposé une approche<br />
flexible et traçable de projection en fonction des choix architecturaux (fusion/éclatement) et<br />
des caractéristiques logicielles et techniques atten<strong>du</strong>es. Nous avons par ailleurs défini une<br />
notion de processus de modélisation incrémental, défini comme une suite d’étapes dont l’enchaînement<br />
est contraint par des pré- et post-conditions. L’activité de construction peut ainsi<br />
être contrôlée au fil de l’eau pour vérifier la création de modèles bien formés (conformes à<br />
leur métamodèle et ses contraintes) à chaque étape, tout en permettant des états transitoires<br />
inconsistants (au sein des étapes de construction).<br />
– A un niveau technologique, les composants de modèles ont été formulés en UML2 à l’aide d’un<br />
métamodèle structurel muni de contraintes OCL. Différentes stratégies de mise en oeuvre ont<br />
été expérimentées conformément à un patron de conception par vues. Des ciblages ont été<br />
expérimentés en Fractal et CCM en le couplant au patron « Adaptateur ». Plus généralement<br />
nous avons étudié une forme de composant logiciel facilement adaptable fonctionnellement,<br />
capturant des vues à gros grain. Nous avons identifié et proposé des services spécifiques pour<br />
leur prise en charge dans des conteneurs ouverts tels qu’offerts par JBOSS-AOP. Au niveau langage,<br />
la conception par vues con<strong>du</strong>it à une forme de programmation mo<strong>du</strong>laire par contextes<br />
que nous avons comparé à la programmation par aspects telle qu’offerte par AspectJ.<br />
– De l’outillage pour l’IDM a été développé sur ces bases dans les standards EMF (Eclipse Modeling<br />
Framework) d’Eclipse et MOF (MetaObject Facility) de l’OMG. La méta-génération d’environnements<br />
de modélisation interactive dédiés a été étudiée dans le cadre de la thèse de<br />
Bassem Kosayba. A un niveau plus expérimental, des travaux ont été menés dans le monde<br />
de la carte à puce sur la configuration de famille de pro<strong>du</strong>its en collaboration avec la société<br />
Gemplus, dans le domaine <strong>du</strong> Web et des EIAH (Environnements Informatiques pour l’Apprentissage<br />
Humain) en collaboration avec l’équipe Noce, et enfin sur la conception d’applications<br />
ubiquitaires dans le cadre <strong>du</strong> projet régional Mosaiques.<br />
2.4.4 Perspectives<br />
Les perspectives de l’équipe-projet INRIA ADAM sont :<br />
Cycle de vie des systèmes adaptatifs.<br />
Notre premier challenge est de maîtriser l’adaptation dans les intergiciels et applications répartis,<br />
en fonction de contraintes d’environnement, et en suivant de façon cohérente l’évolution au cours<br />
<strong>du</strong> cycle de vie complet <strong>du</strong> système, c’est à dire des phases de conception à celles d’exécution. En<br />
particulier, dans un contexte IDM, si un modèle d’une certaine phase doit être modifié, ce changement<br />
doit être suivi d’impacts sur d’autres modèles de la même phase mais aussi des phases amont<br />
et aval. Pour atteindre cet objectif, différentes techniques et différents formalismes sont nécessaires<br />
pour exprimer ces impacts, synchroniser les modèles et les faire co-évoluer, ainsi que les implémentations<br />
sous-jacentes. Du fait de la nécessaire haute adaptatibilité des systèmes logiciels impliquant<br />
haute dynamicité et mobilité, ces outils doivent être particulièrement efficaces.<br />
Les applications multi-paradigmes.<br />
Un second challenge est de savoir développer et exécuter des applications écrites en utilisant<br />
simultanément différents paradigmes de programmation, en assurant une co-existence cohérente.<br />
Des solutions techniques, comme l’AOP, les patrons, la programmation générative, ou encore les approches<br />
réflexives sont déjà utilisées et co-existent dans certains logiciels. Cependant, dans le but<br />
de supporter une haute adaptabilité, les applications doivent être conçues sur la base de différents<br />
paradigmes comme CBSE ou AOSD, ou encore les Services, et doivent être déployées sur différents<br />
types de plates-formes comme J2EE, JBI, Fractal, SCA ou sur des plates-formes comme FAC ou AO-<br />
Kell développées par l’équipe. Nos travaux prennent en compte dès le départ l’hétérogénéité des<br />
paradigmes, leur possible unification dans des modèles génériques qui peuvent être efficacement<br />
projetés sur des plates-formes variées et/ou interconnectées.<br />
Les environnements multi-échelles.
2.4. GOAL 33<br />
Un trosième challenge concerne la prise en compte de réseaux multi-échelle dans la conception<br />
d’intergiciels et applications répartis. Notre but n’est pas de créer des avancées conceptuelles pour<br />
l’informatique ambiante ou l’informatique des grilles (deux des extrèmes de l’échelle des réseaux<br />
d’interconnexion) , mais de prendre en compte leur définitions et propriétés comme des systèmes<br />
adaptatifs cibles sur lesquels tester nos approches multi-paradigmes. Réseaux de capteurs, réseaux<br />
sans fil, internet, grilles de calculs sont ici nos champs d’expérimentation.<br />
Evolution et maintenance <strong>du</strong> logiciel - Equipe INRIA Rmod<br />
L’évolution <strong>du</strong> logiciel en phase de maintenance est un problème important des grand systèmes<br />
logiciels¨(typiquement 70 % <strong>du</strong> coût d’un tel projet). La vision <strong>du</strong> groupe Rmod est d’apporter des<br />
nouvelles constructions de langage pour permettre une meilleure évolution de ces systèmes évolutifs.<br />
La question posée est : comment aider une équipe de développement dans le maintien et l’évolution<br />
de ses programmes ? Nous mettons l’accent sur deux perspectives : remo<strong>du</strong>larisation et mo<strong>du</strong>larisation.<br />
Autour de la remo<strong>du</strong>larisation (reengineering) notre approche se structure sur trois objectifs : (i)<br />
étudier et fournir des outils pour une meilleure compréhension des applications orientées objets au<br />
grain des packages et des mo<strong>du</strong>les, (ii) analyser l’utilisation de ces nouveaux outils, et (iii) la qualité<br />
<strong>du</strong> logiciel pro<strong>du</strong>it. Ces étapes sont implémentées au dessus de l’environnement de reengineering<br />
Moose et validées sur de grands systèmes open-source comme JBoss, ArgoUML et Squeak. Pour ce<br />
qui concerne la mo<strong>du</strong>larisation, nous privilégions deux axes : (i) une large expérimentation sur l’utilisation<br />
de traits pour identifier et illustrer la cohésion d’ensembles de classes, aspects, packages dans<br />
<strong>du</strong> code procé<strong>du</strong>ral, (ii) demo<strong>du</strong>larisation d’une archietcture de niveau méta dans le contexte de la<br />
conception d’un langage dynamique sûr.<br />
Composants de Modèles.<br />
Nos travaux se poursuivent actuellement sur la généralisation <strong>du</strong> paramétrage des composants<br />
de modèles, et plus généralement des formes de généricité (telles que la variabilité) à toute catégorie<br />
de modèles, y compris de processus. Les domaines applicatifs visés sont plus particulièrement le<br />
Web et les services télécom et convergents (en collaboration avec l’Institut Telecom). Voir le projet<br />
CIEL présenté par l’équipe (Composition de modèles génériques pour l’ingénierie logicielle).<br />
2.4.5 Collaborations<br />
– L’étudiante en thèse Naouel Moha est en co-tutelle<br />
de thèse avec Y.G. Gueheneuc, Université de Montreal,<br />
Laurence Duchien et Anne-Françoise Le Meur de<br />
l’université de Lille 1 [597, 307, 812].<br />
– Le projet INRIA ADAM avec l’équipe Prog-Ssel<br />
team de Vrije Universiteit Brussel (VUB) travaillent<br />
ensemble dans l’équipe associée INRIA CALA<br />
(Aspect-Oriented Software Development in Languages,<br />
Component Models and Architectures),<br />
(http://jacquard.lifl.fr/CALA/index.html) pour<br />
l’élaboration et l’extension de travaux joints dans le domaine<br />
de l’AOSD [112, 473, 209, 512, 131, 781, 468, 955]<br />
– [134] et [253] ont été écrits dans le cadre <strong>du</strong> projet<br />
AProSec LAFMI (French-mexican laboratory) (2006).<br />
Ce projet portait sur la sécurité dans les applications<br />
web avec les aspects.<br />
– [151], [200] et [702] ont été écrits dans le cadre d’une<br />
collaboration non officielle avec Romain Rouvoy, postdoc<br />
à l’université d’Oslo, Norvège et Denis Conan,<br />
Professeur, Sud telecom, Evry, France.<br />
– [698] a été rédigé dans le cadre d’une collaboration<br />
2.4.6 Contrats<br />
AOSD-Europe (FP6 –NoE IST) de 2004 à <strong>2008</strong>, partenaires<br />
: University of Lancaster, Darmstadt, Twente,<br />
INRIA, Brussel, Dublin, Malaga, Leuwen, Technion<br />
Institute of Technology, Siemens, IBM UK.<br />
S4ALL : Services for All (FP6 –ITEA) de 2005 à 2007,<br />
non officielle avec le laboratoire LIRE (Université de<br />
Constantine).<br />
– Nous avons écrit plusieurs articles sur l’évolution des<br />
architectures logicielles dans le cadre d’une collaboration<br />
non officielle avec Julia Lawall, DIKU, Danemark<br />
[886, 381, 380].<br />
– Nous avons organisé un atelier ERCIM sur l’évolution<br />
<strong>du</strong> logiciel [962, 955] à Lille avec Tom Mens, U.<br />
Mons.<br />
– Le groupe COCOA est membre <strong>du</strong> GDR GPL et de<br />
l’action IDM (transverse avec les GDR ASR et I3) et a<br />
plus particulièrement collaboré pendant cette période<br />
avec les équipes Rainbow (I3S Nice), Triskell (Irisa<br />
Rennes) et Move (LIP6 Paris).<br />
– Au niveau régional, le groupe COCOA a collaboré<br />
avec les équipes <strong>du</strong> projet régional Mosaiques sur<br />
les applications ubiquitaires (<strong>LIFL</strong>/Noce, <strong>LIFL</strong>/Adam,<br />
équipe ROI de Valenciennes, INRETS, ...) et avec<br />
l’équipe Noce sur l’application de l’IDM aux EIAH<br />
(Environnements Informatiques pour l’Apprentissage<br />
Humain).<br />
partenaires : Alcatel CIT, Bull, Capricode, Fraunhofer<br />
Fokus, HIIT, INRIA, Instituto de Telecomunicaçoes,<br />
INT, mCENTRIC, Nokia, PT Inovaçao, Schneider Electric,<br />
Thales, Université Joseph Fourier, Universidad<br />
Politécnica de Madrid, University of Kassel, Vodafone,
34 Équipes<br />
and Xquark/Odonata.<br />
SOA4ALL (FP7 –IST) de <strong>2008</strong> à 2011, partenaires : ATOS<br />
Origin, British Telecommunications, Open University,<br />
SAP, Leopold-Franzens-Universitaet Innsbruck, CE-<br />
FRIEL, EBM WebSourcing, Hanival Internet Services,<br />
IBM Ireland Pro<strong>du</strong>ct Distribution Limited, INRIA,<br />
ISOCO, SIRMA, TIE, TXT, Universitaet Karlsruhe, University<br />
of Manchester, SEEKDA.<br />
OSMOSE (Open Source Middleware for Open Systems<br />
in Europe) (FP6 –ITEA) de 2004 à 2005, partenaires<br />
: Bantry Technologies, Bull, Charles University,<br />
EPFL, France Télécom, INRIA, INT, ITel, <strong>LIFL</strong>, LSR,<br />
Lynx, Téféfonica I+D, Telvent, Thales Avionics, Thales<br />
Communications, Universidad Politécnica de Madrid,<br />
Philips, Vicore, Whitestein.<br />
FAROS : composition de contrats pour la Fiabilité<br />
d’Architecture Orientées Services (ANR –TL) de 2006<br />
à <strong>2008</strong>, partenaires : EDF R&D, France Telecom, Alicante,<br />
IRISA, I3S, <strong>LIFL</strong>.<br />
SCOrWare (ANR –TL) de 2007 à <strong>2008</strong>, partenaires :<br />
Amadeus, Artenum, EBM WebSourcing, Edifixio, IN-<br />
RIA, INT, IRIT, Obeo, Open Wide.<br />
Flex-eWare (ANR –TL) de 2007 à <strong>2008</strong>, partenaires :<br />
Thales, France Telecom, Schneider, STMicroelectronics,<br />
Teamlog, Trialog, CEA, ENST, INRIA, Université<br />
Paris 6.<br />
JOnES : Java Open ESb (ANR –TL) de 2006 à <strong>2008</strong>,<br />
partenaires : INRIA , EBM WebSourcing, ENSTIMAC,<br />
France Telecom R&D, Open Wide, ScalAgent Distributed<br />
Technologies.<br />
on architectural patterns (EDF R&D External Research<br />
grant) de 2001 à 2005.<br />
on aspect-oriented and component-based software<br />
development (France Telecom R&D External research<br />
grant) de 2004 à 2007.<br />
Dolores Diaz ’s PhD CIFRE grant (Joint contract with<br />
2.4.7 Logiciels et brevets<br />
Fractal (http://fractal.ow2.org) : Fractal is a mo<strong>du</strong>lar,<br />
extensible and programming language agnostic<br />
component model that can be used to design,<br />
implement, deploy and reconfigure systems and applications,<br />
from operating systems to middleware<br />
platforms and to graphical user interfaces. Fractal<br />
has been designed by both INRIA and France<br />
Telecom R&D and is an open source software project<br />
hosted by the OW2 international consortium<br />
http://fractal.objectweb.org.<br />
AOKell (http://fractal.ow2.org/aokell) : AO-<br />
Kell is a reflective and open implementation of<br />
the Fractal component model. AOKell is a LGPL<br />
open source software available. AOKell is being developed<br />
since 2004 and is an open-source project<br />
which is distributed in the context of the Fractal<br />
project hosted by the OW2 consortium. Dépôt APP<br />
IDDN.FR.001.160017.000.S.P.2007.000.10600<br />
FDF (http://fdf.gforge.inria.fr) : FDF implements<br />
the virtual machine of the DeployWare<br />
framework. FDF is being developed since 2006<br />
and is an open-source project hosted by the IN-<br />
RIA Forge. Known usages of FDF by external<br />
NorSys) de 2004 à 2006.<br />
MIND (Pôle Minalogic, région Rhône-Alpes) de <strong>2008</strong><br />
à 2010, partenaires : STMicroelectronics, CEA, France<br />
Telecom R&D, Grenoble 1, INERIS, INRIA, IST, ISTIA,<br />
Itris Automation Square, LOGICA, Schneider Electric,<br />
Sogeti High Tech, VERIMAG.<br />
CAPPUCINO (Pôle In<strong>du</strong>strie <strong>du</strong> Commerce (PICOM),<br />
région Nord-Pas-de-Calais) de 2007 à 2010, partenaires<br />
: NorSys, INT/GET, INRIA, AUCHAN, SI3SI.<br />
ICOM (Pôle In<strong>du</strong>strie <strong>du</strong> Commerce (PICOM), région<br />
Nord-Pas-de-Calais) de <strong>2008</strong> à 2010, partenaires : Atos<br />
Origin, Auchan, Décathlon, GS1 France, INRIA, La<br />
Poste, La Redoute, Orange.<br />
REVE : safe Reuse of Embedded components in heterogeneous<br />
enVironmEnts (ANR –ARA SSIA) de 2006 à<br />
<strong>2008</strong>, partenaires : CEA, CNAM, INRETS, INRIA, INSA.<br />
MoVES (IAP) de 2007 à 2011, partenaires : Vrije Universiteit<br />
Brussel, Universiteit Antwerpen, Université<br />
catholique de Louvain, Université Libre de Bruxelles,<br />
Facultés Universitaires Notre-Dame de la Paix Namur,<br />
Université de Liège, K.U. Leuven, Université de<br />
Mons-Hainaut , INRIA, Imperial College, Technische<br />
Universiteit Delft.<br />
BROCCOLI (INRIA ARC) de <strong>2008</strong> à 2009, partenaires :<br />
INRIA, INT/GET.<br />
COA (INRIA ARC) de 2005 à 2006, partenaires : Equipes<br />
INRIA PARIS et SCALAPLIX.<br />
MOSAIQUES (Contrat Plan Etat Region TAC) de 2005<br />
à 2007, partenaires : <strong>LIFL</strong>, INRETS, EMD, UVHC. .<br />
Jacquard (Projet INRIA) de 2003 à 2005.<br />
Thème Composants Logiciels (IRCICA) de 2004 à<br />
2007.<br />
AProSec (LAFMI) de 2006 à 2006, partenaires : INRIA,<br />
ITSEM Mexico.<br />
GALAXY (ADT) de <strong>2008</strong> à 2010, partenaires : Equipes<br />
INRIA SARDES, OW2, Triskell, OASIS, ADAM.<br />
people include the deployment of the Jade autonomous<br />
platform (INRIA SARDES project), and<br />
the integration of FDF into the JOnAS JEE application<br />
server (http ://jonas.objectweb.org) and<br />
the JASMINe SOA platform manangement tool<br />
(http://jasmine.objectweb.org) developed by Bull<br />
SA, and the PEtALS JBI implementation developed by<br />
EBM WebSourcing (http://petals.objectweb.org).<br />
Spoon (http://spoon.gforge.inria.fr) : Spoon<br />
provides a core API and associated tools for static<br />
analysis and generative programming within the Java<br />
5+ environment. In 2007-<strong>2008</strong>, Spoon was the second<br />
most loaded software on the INRIA forge. Known<br />
usages of Spoon by external people include a work<br />
done by Didier Donsez (Grenoble University) for automatically<br />
transforming Java programs to support JM.,<br />
a migration compiler based on annotations, Heinz-<br />
Nixdorf-Institute in Paderborn, Germany, the COS-<br />
MOS Framework, Institut TELECOM, a Junit test suite<br />
maker, Orange Labs, and, finally, a loader for spoon,<br />
University of Illinois at Urbana-Champaign. Dépot<br />
APP IDDN.FR.001.070037.000.S.P.2007.000.10600<br />
FAC (http://www.lifl.fr/~pessemie/FAC/) : The
2.4. GOAL 35<br />
work on FAC (Fractal Aspect Component) is con<strong>du</strong>cted<br />
in the context of a France Telecom R&D research<br />
grant. FAC is an extension of the Fractal component<br />
model for AOP [1116]. FAC is LGPL open source software.<br />
IDDN.FR.001.160016.000.S.P.2007.000.10600<br />
Fraclet (http://fractal.ow2.org/fraclet) : Fraclet<br />
is an attribute-oriented programming model for developing<br />
reliable Fractal components. Fraclet is LGPL<br />
open source software. Fraclet is used into several<br />
software projects based on the Fractal component<br />
model, i.e. the ADAM project-team Fractal Deployment<br />
Framework and GoTM projects, the GET/INT’s<br />
COSMOS project, the INRIA SARDES’s DREAM project<br />
(http://dream.objectweb.org), and the OW2<br />
PEtALS project (see http://petals.objectweb.org)<br />
2.4.8 Thèses et habilitations à diriger des recherches<br />
Habilitations à diriger des recherches<br />
Lionel SEINTURIER, Réflexivité, aspects et composants<br />
pour l’ingénierie des intergiciels et des applications réparties<br />
(12/12/2005).<br />
Thèses de doctorat<br />
Olivier BARAIS, Construire et Maîtriser l’évolution<br />
d’une architecture logicielle à base de composants<br />
(29/11/2005).<br />
Romain ROUVOY, Une démarche à granularité extrêmement<br />
fine pour la construction de canevas intergiciels<br />
hautement adaptables : application aux services<br />
de transactions (08/12/2006).<br />
Nicolas PESSEMIER, Unification des approches par<br />
aspects et à composants (27/06/2007).<br />
Dolores DIAZ, Réalisation d’évolutions logicielles sur<br />
des applications d’entreprise en phase de maintenance<br />
(19/12/2007).<br />
Frédéric LOIRET, Tinap : Modèle et infrastructure<br />
d’exécution orienté composant pour applications<br />
2.4.9 Visibilité et faits marquants<br />
Visibilité<br />
EMFScript (http://www.telecom-lille1.eu/<br />
people/Vanwormhoudt/modelscripting) : Langage<br />
de scripting de modèles pour le framework de métamodélisation<br />
EMF d’Eclipse.<br />
EMFOCL (http://www.telecom-lille1.eu/people/<br />
Vanwormhoudt/siteEMFOCL) : Support <strong>du</strong> langage<br />
de contraintes OCL pour le framework de métamodélisation<br />
EMF d’Eclipse.<br />
COCOAModeler (http://www.lifl.fr/GOAL/cocoa/<br />
pmwiki.php?n=Main.Outils) : Atelier UML 2 basé sur<br />
l’environnement de métamodélisation EMF pour la<br />
construction de systèmes d’information à l’aide de<br />
composants de modèle (thèse d’Alexis Muller).<br />
PyEMOF (http://www.lifl.fr/~marvie/software/<br />
pyemof.html) : Implémentation de EMOF en python<br />
multi-tâches à contraintes temps réel souples et embarqué<br />
(26/05/<strong>2008</strong>).<br />
Naouel MOHA , DECOR : Détection et correction des<br />
défauts dans les systèmes orientés objet (26/08/<strong>2008</strong>).<br />
Sébastien SAUDRAIS , Modèle à composants tempsréel<br />
et Tissage d’aspects (5/12/2007).<br />
Hai-Quan NGUYEN, Méthodologie et outils de spécification<br />
pour l’assemblage de composants dans le cadre<br />
d’applications réparties (26/01/2007).<br />
Houssam FAKIH, L’intégration des fonctionnalités<br />
transversales dans les modèles à composants logiciels<br />
en utilisant la programmation par aspects<br />
(12/12/2006).<br />
Bassem KOSAYBA, Une démarche dirigée par les<br />
modèles pour pro<strong>du</strong>ire des environnements demodélisation<br />
orientés domaine (05/2006).<br />
Stéphane BONNET, Une démarche dirigée par les<br />
modèles pour la personnalisation des applications<br />
embarquées dans les cartes à puces (05/2005).<br />
Patrick TESSIER, Conception de modèles de familles<br />
de systèmes temps réel (12/2005).<br />
Alexis MULLER, Construction de systèmes par application<br />
de modèles paramétrés (juin 2006).<br />
– Lionel Seinturier, Comité de rédaction <strong>du</strong> journal TSI, Hermès. Depuis 2005.<br />
– Laurence Duchien, Editorial board of the International Journal of Software Architecture. Depuis<br />
2007.<br />
– Philippe Merle, Comité de rédaction <strong>du</strong> journal RSTI-L’Objet, Hermès.<br />
– Les membres de l’équipe ADAM participent à de nombreux comités de programme comme<br />
FORTE 07, SC 07, GPCE 07, ECSA 07, GPCE 08, SERA 08, PEPM 08, ECSA 08.<br />
– Les membres de l’équipe ADAM ont participé aux démos pour les événements SciencesOPark<br />
et « 40 ans de l’INRIA ».<br />
– Partcipation <strong>du</strong> groupe COCOA aux démos pour les événements La fête de lascience et SciencesOPark,<br />
ainsi qu’au comité de programme des conférences CBSE’08, LMO’07, Inforsid’07,<br />
SC’06, des journées IDM (2005-<strong>2008</strong>) ou de leurs ateliers satellites, et au comité de rédaction<br />
de la revue RSTI-L’Objet.<br />
2.4.10 Publications significatives
36 Équipes<br />
1. Olivier Caron, Bernard Carré, Alexis Muller, and<br />
Gilles Vanwormhoudt. Formulation of uml 2<br />
template binding in ocl. In 7th International<br />
Conference on UML Modeling Groups and Applications<br />
- UML 2004, number 3273 in LNCS,<br />
Lisbon - Portugal, October 2004.<br />
2. Areski Flissi, Jérémy Dubus, Nicolas Dolet, and<br />
Philippe Merle. Deploying on the Grid with<br />
DeployWare. In 8th IEEE International Symposium<br />
on Cluster Computing and the Grid<br />
(CCGRID’08), pages 177–184, Lyon, France, May<br />
19-22 <strong>2008</strong>.<br />
3. Philippe Lahire, Brice Morin, Gilles Vanwormhoudt,<br />
Alban Gaignard, Olivier Barais, and<br />
Jean-Marc Jezequel. Intro<strong>du</strong>cing variability<br />
into aspect-oriented modeling approaches. In<br />
Accepted to the 10th International Conference<br />
on Model Driven Engineering Languages And<br />
Systems (MODELS’07), number 4735 in LNCS,<br />
2007.<br />
4. Alexis Muller, Olivier Caron, Bernard Carré, and<br />
Gilles Vanwormhoudt. On some properties<br />
of parameterized model applications. In Proc.<br />
of ECMDA’05 :European Conference on Model<br />
Driven Architecture, number 3748 in LNCS,<br />
2005.<br />
5. Xavier Le Pallec, César Moura, Raphaël Marvie,<br />
Mirabelle Nebut, and Jean-Claude Tarby. Supporting<br />
generic methodologies to assist ims-ld<br />
modelling. In Proceeding of International<br />
Conference on Advanced Learning Technologies,<br />
Kerkrade, Pays-Bas, juillet 2006. IEEE.<br />
6. Aleš Plšek, Frédéric Loiret, Philippe Merle, and<br />
Lionel Seinturier. A Component Framework<br />
2.5 Graphix<br />
for Java-based Real-time Embedded Systems.<br />
In In Proceedings of ACM/IFIP/USENIX 9th International<br />
Middleware Conference, Leuven,<br />
Belgium, Dec <strong>2008</strong>. Rank (CORE) : A. To appear.<br />
7. Romain Rouvoy, Denis Conan, and Lionel Seinturier.<br />
Software Architecture Patterns for a<br />
Context Processing Middleware Framework.<br />
IEEE Distributed Systems Online (DSO), 9(6) :12,<br />
jun <strong>2008</strong>.<br />
8. Lionel Seinturier, Nicolas Pessemier, Laurence<br />
Duchien, and Thierry Coupaye. A component<br />
model engineered with components and aspects.<br />
In Proceedings of the 9th International<br />
SIGSOFT Symposium on Component-Based<br />
Software Engineering (CBSE’06), volume 4063<br />
of Lecture Notes in Computer Science, pages<br />
139–153, Västeras, Sweden, jun 2006. Springer.<br />
Acceptance rate : 29%, Rank (CORE) : A.<br />
9. Christophe Tombelle and Gilles Vanwormhoudt.<br />
Dynamic and generic manipulation of<br />
models : From introspection to scripting. In<br />
9th International Conference MoDELS 2006,<br />
number 4199 in LNCS, Italy, <strong>octobre</strong> 2006.<br />
10. Guillaume Waignier, Prawee Sriplakich, Anne-<br />
Françoise Le Meur, and Laurence Duchien. A<br />
model-based framework for statically and dynamically<br />
checking component interactions. In<br />
Proceedings of the ACM/IEEE 11th International<br />
Conference on Model Driven Engineering Languages<br />
and Systems (MODELS <strong>2008</strong>), volume -<br />
of Lecture Notes in Computer Science, pages –,<br />
Toulouse, France, oct <strong>2008</strong>. Springer-Verlag.<br />
Rank (CORE) : A. To appear.<br />
Mots-clés : interaction 3D, interaction homme-machine, IHM, travail collaboratif, simulation physique,<br />
simulation médicale<br />
2.5.1 Membres<br />
Permanents<br />
Jérémie ALLARD, CR2 INRIA dans l’équipe depuis septembre 2007<br />
Fabrice AUBERT, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 1999<br />
Géry CASIEZ, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 2005<br />
Christophe CHAILLOU (resp.), PR1 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 1996<br />
Stéphane COTIN, DR2 INRIA dans l’équipe depuis mars 2007<br />
Samuel DEGRANDE, IR CNRS dans l’équipe depuis septembre<br />
Jérémie DEQUIDT, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre <strong>2008</strong><br />
Christian DURIEZ, CR2 INRIA dans l’équipe depuis janvier 2006<br />
Laurent GRISONI, PR2 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre <strong>2008</strong><br />
Patricia PLÉNACOSTE, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre<br />
Non permanents<br />
Mohamad ABDOLVAHAB, Doctorant INRIA dans l’équipe depuis septembre 2007<br />
Olivier COMAS, Doctorant Autre dans l’équipe depuis septembre 2007
2.5. Graphix 37<br />
Juan-Pablo DE LA PLATA ALCALDE, IC INRIA dans l’équipe depuis septembre 2007<br />
Jean-Philippe DEBLONDE, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis spetembre 2007<br />
Christophe GUÉBERT, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis spetembre 2006<br />
Maud MARCHAL, POST-DOC INRIA dans l’équipe depuis décembre 2007<br />
Qing PAN, Doctorant INRIA dans l’équipe depuis <strong>octobre</strong> 2005<br />
Jérémy RINGARD, Doctorant INRIA dans l’équipe depuis spetembre 2006<br />
Frédérick ROY, IC INRIA dans l’équipe depuis Novembre 2007<br />
Guillaume SAUPIN, Doctorant Autre dans l’équipe depuis spetembre 2006<br />
Johann VANDROMME, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 2005<br />
Julien WYLLEMAN, IC CNRS dans l’équipe depuis mars 2007<br />
Quan XU, Doctorant Autre dans l’équipe depuis septembre 2007<br />
Invités et anciens membres<br />
julien LENOIR (MCF Univ).<br />
Brian BARSKY (Invité).<br />
Samuel BOIVIN (CR Inria).<br />
Ahmed TAHAR (Ingénieur CDD).<br />
Frédéric BLONDEL (ingénieur CDD).<br />
2.5.2 Problématique<br />
Sylvère FONTENEAU (Ingénieur CDD).<br />
Luciana PROVENZANO (Post-doctorat).<br />
Pierre-Jean BENSOUSSAN (Ingénieur CDD).<br />
Damien FOURNIER (Ingénieur CDD).<br />
L’objectif principal de l’équipe est de définir de nouvelles méthodes et outils pour interagir et<br />
collaborer sur des modèles 3D en positionnant ses recherches à l’intersection de trois thématiques :<br />
– L’animation et la simulation en étudiant les interactions sur des modèles déformables basés<br />
sur la physique<br />
– La réalité virtuelle en proposant de nouvelles possibilités d’interaction et collaboration en environnements<br />
non immersifs.<br />
– Les interfaces Homme machine avec l’objectif de concevoir des interfaces tridimensionnelles<br />
Notre principal champ d’application est le monde médical. Nous développons des simulateurs de<br />
préparation et de formation à la chirurgie et des outils de collaboration ou de réé<strong>du</strong>cation.<br />
2.5.3 Résultats<br />
2.5.4 Principaux résultats obtenus sur la période<br />
– Création et pilotage d’une opération nationale portée par l’Inria avec un volet recherche et une<br />
plateforme de développement SOFA : http://www.sofa-framework.org/<br />
– Mise en place d’un ensemble d’équipements de réalité virtuelle servant de support à de nombreux<br />
projets collaboratifs : http://www2.lifl.fr/GRAPHIX/pfrv/intro.php<br />
– En simulation à base de modèles physiques : nous avons obtenu de très bons résultats sur la<br />
gestion <strong>du</strong> contact avec une méthode générique et physiquement consistante [329] publiée<br />
à CGI l’une des conférences les plus anciennes et sur les modèles déformables 1D [96]publié<br />
dans JCAD, l’un des principaux journaux de CAO.<br />
– en simulation médicale : l’équipe a acquis une visibilité de tout premier ordre sur la simulation<br />
de manipulation de cathéter [212] publiée à MICCAI, la conférence de toute meilleure visibilité<br />
<strong>du</strong> domaine, ainsi qu’en validation de modèles [573].<br />
– en IHM, nous avons obtenus des résultats importants : une étude sur les performances utilisateur<br />
en fonction <strong>du</strong> gain entre périphérique et affichage [12] publié dans Human Computer<br />
Interaction Journal, classé 4eme meilleur journal d’informatique, meilleur journal en IHM, une<br />
étude sur l’impact de la raideur d’un périphérique à controle élastique sur les performances<br />
utilisateur [191] (publié à ACM CHI 08, la conférence majeure <strong>du</strong> domaine), et pour finir un<br />
outil hybride de contrôle (le RubberEdge) mixant contrôle isotonique et élastique, publié à<br />
UIST’07[192], conférence classée A+. Nous avons également obtenu des résultats prometteurs<br />
sur la reconnaissance <strong>du</strong> geste et l’extraction de motifs pour l’interaction homme-machine à<br />
main libre [685].
38 Équipes<br />
– en périphériques à retour d’effort et tactiles : Nous avons conçu un stimulateur tactile utilisant<br />
une technologie de plaque vibrante [392], publié à Actuators et Haptics Symposium manifestations<br />
majeures <strong>du</strong> thème.<br />
2.5.5 Positionnement national et international<br />
Avec la dynamique forte en moyens humains en recherche et support de l’Inria et les moyens matériels<br />
dans le cadre de l’Ircica, nous disposons aujourd’hui de tous les atouts pour faire de la science<br />
de haut niveau avec un fort impact aussi bien académique que technologique avec des partenariats<br />
in<strong>du</strong>striels.<br />
Nous avons ces dernières années développé de fortes compétences dans des communautés de recherches<br />
autonomes, mais à la complémentarité évidente pour la problématique commune qui nous<br />
intéresse, à savoir l’interaction 3D sur objets complexes. Nous avons eu l’occasion de mettre en place<br />
trois dynamiques scientifiques de qualité, respectivement en :<br />
– simulation physique (l’applicatif médical étant particulièrement visé)<br />
– interaction homme-machine<br />
– les périphériques d’interaction en partenariat avec le L2EP<br />
Nous identifions comme groupe leader dans ces communautés :<br />
– au plan national : les projets inria Insitu, Bunraku, IPARLA, Aviz, Evasion, Bunraku ; l’équipe<br />
IIHM <strong>du</strong> LIG (J. Coutaz) ; le CEA (M. Hafez Et C Andriot) l’Acroe (Cadoz), le LPPA collège de<br />
France (Berthoz, le LSIIT (bechmann) ainsi que le TIMC (J Troccaz) ; l’IRCAD (L. Soler), les<br />
projets inria Visage Magritte et Asclepios (N. Ayache) sur le plan médical ;<br />
– au plan international : Computer Graphics Research at Caltech (Desbrun, Baar and schröder) ;<br />
Imager laboratory for graphics, Visualisation and HCI At UBC (Pai and Van De Panne) ; DGP,<br />
Toronto, computer Graphics (Fiume) and HCI (Balakrishnan) ; Electrical and Computer Engineering<br />
, McGill University (Hayward) ; Touchlab MIT Boston (Srivanisan) ; VRlab, EPFL (Thalmann)<br />
; Department of Mechanical Engineering Northwestern University (Colgate) ; Computer<br />
Science Cornell University (Greenberg and James) ; Computer Graphics Laboratory ETH Zurich<br />
(Gross) ; Medical imaging, computer vision laboratory, ETH Zurich (Szekely) ; computer Graphics<br />
Freiburg (Teschner).<br />
2.5.6 Perspectives<br />
Avec la dynamique forte en moyens humains en recherche et support de l’inria et les moyens matériels<br />
dans le cadre de l’ircica, nous disposons aujourd’hui de tous les atouts pour faire de la science<br />
de haut niveau avec un fort impact aussi bien académique que technologique par un renforcement<br />
des partenariats in<strong>du</strong>striels.<br />
Nous avons ces dernières années développé de fortes compétences dans des communautés de<br />
recherches autonomes, mais à la complémentarité évidente pour la problématique commune qui<br />
nous intéresse, à savoir l’interaction 3D sur objets complexes. Nous avons eu l’occasion de mettre en<br />
place trois dynamiques scientifiques de qualité, respectivement en :<br />
– simulation physique (l’applicatif médical étant particulièrement visé)<br />
– interaction homme-machine<br />
– les périphériques d’interaction en partenariat avec le L2EP<br />
Ces trois thématiques sont complémentaires car elles apportent des réponses aux questions fondamentales<br />
: Quelle est la complexité accessible pour une application de réalité virtuelle ? Comment<br />
utiliser au mieux les périphériques d’interactions existant ? Quels nouveaux périphériques et métaphores<br />
pour l’interaction ? Pour les prochaines années, nous focaliserons nos recherches sur trois<br />
sujets : la simulation interactive à base de lois physiques, les interactions à base de gestes et les<br />
périphériques tactiles. Nous souhaitons animer une plateforme technologique Interaction-Réalité<br />
Virtuelle- Images afin d’augmenter nos partenariats.<br />
2.5.7 Collaborations
2.5. Graphix 39<br />
– En Chine, nous collaborons avec le Liama et l’université<br />
de Beihang sur plusieurs projets. Avec Pan<br />
Chunhong <strong>du</strong> LIAMA, nous avons une collaboration<br />
de recherche pour définir une nouvelle représentation<br />
des usagers mixant avatar et vidéo <strong>du</strong> visage pour les<br />
applications de travail collaboratifs autour de modèles<br />
3D. Deux thésards et 3 masters travaillent dans ce projet.<br />
Une seconde collaboration avec Pan Chunhong <strong>du</strong><br />
LIAMA et Wang Danxiao de Beijing commence avec<br />
deux thèses dont une en cotutelle sur la simulation<br />
dentaire.<br />
– Nous collaborons avec l’université Cel del Mare de<br />
Suceava en Roumanie. C’est dans ce cadre que Ra<strong>du</strong><br />
Vatavu a soutenu une thèse en cotutelle.<br />
– Dans la fédération de recherche Ircica, nous con<strong>du</strong>i-<br />
2.5.8 Contrats<br />
part@age (RNTL –Plateforme) de 2006 à 2009, partenaires<br />
: INSA Rennes, INRIA I3D, CNRS (LaBRI,<br />
Mouvement et Perception), ESIEA, FT R&D, CEA-LIST,<br />
VIRTOOLS, HAPTION, CLARTE, RENAULT, THALES,<br />
SOGITEC.<br />
Deblonde (thèse cofinancée) de 2007 à 2010, partenaires<br />
: fondation Hopale, Région Nord pas de Calais.<br />
Odysseus (FP6 –Eureka) de 2004 à 2007, partenaires :<br />
IRCAD (Strasbourg), France Telecom, Storz (Germany),<br />
SimSurgery (Norway), INRIA ( Evasion, Asclepios).<br />
Reactive (ANR –TecSan) de <strong>2008</strong> à 2011, partenaires :<br />
Fondation Hopale (Berck), CEA-LIST, Idees3COM.<br />
2.5.9 Logiciels et brevets<br />
Isotonic/elastic touch-sensitive input device : Casiez,<br />
G., Vogel, D. (2007). Isotonic / elastic touch-sensitive<br />
input device. European filing number 07 370 020.5,<br />
Filing date : October 05, 2007<br />
Isotonic/elastic hybrid input device (http:<br />
//fr.espacenet.com/publicationDetails/<br />
originalDocument?CC=WO&NR=2006117180A1&KC=<br />
A1&DB=fr.espacenet.com&locale=fr_FR) : Chaillou,<br />
C., Casiez, G. (2006). Isotonic/elastic hybrid input<br />
device . International publication number WO<br />
2006/117180 A1, International filing date : May 02,<br />
2006.<br />
Périphérique d’entrée hybride isotonique/élastique<br />
(http://fr.espacenet.com/publicationDetails/<br />
biblio?CC=EP&NR=1720092A1&KC=A1&DB=fr.<br />
espacenet.com&locale=fr_FR) : Chaillou, C., Casiez,<br />
G. (2005). Périphérique d’entrée hybride isotonique/élastique.<br />
European Patent application number<br />
05370010.0, Filing date : May 04, 2005<br />
Ground-based haptic interface comprising at least<br />
two decoupled rotary finger actuators (http://www.<br />
freepatentsonline.com/y2005/0257150.html) : Ca-<br />
2.5.10 Thèses et habilitations à diriger des recherches<br />
sons de recherche sur les stimulateurs tactile dans le<br />
cadre de l’opération STIMTAC. notre relation est particulièrement<br />
forte avec le L2EP dont deux parmaments<br />
travaillent dans le projet Inria Alcove<br />
– Nous avons démarré une collaboration avec le<br />
CIMIT (Center for Integration of Medicine and Innovative<br />
Technology) et le Massachusetts General<br />
Hospital, deux institutions phares dans les domaines<br />
de la médecine et de la technologie. Le projet commun<br />
actuellement envisagé concerne le développement de<br />
techniques de simulation en radiologie interventionnelle.<br />
– Les collaborations con<strong>du</strong>ites dans le cadre des<br />
contrats précisés ci-dessous ne sont pas reprises dans<br />
cette liste<br />
Vortiss (ANR –MDCA) de 2006 à 2009, partenaires :<br />
LSIIT(strasbourg), IRCAD(strasbourg), IRCOM/SIC<br />
(poitiers).<br />
Theetten (thèse cofinancée) de 2004 à 2007, partenaires<br />
: CEA LIST.<br />
Simple (ARC Inria) de 2006 à <strong>2008</strong>, partenaires : CHU<br />
University Hospital of Nancy, INRIA Magrit project.<br />
Passport (FP7 –Health) de <strong>2008</strong> à 2011, partenaires :<br />
Ircad, Université Louis Pasteur, University College London,<br />
Imperial college, ETHZ, Technische Universitat<br />
Munchen, Storz, Leipzig Universitat, Inserm.<br />
siez, G., Chaillou, C., Semail, B., Plénacoste, P. (2004).<br />
Ground-based haptic interface comprising at least<br />
two decoupled rotary finger actuators . US Patent<br />
application number 10/842,624, Filing date : May 11,<br />
2004.<br />
Haptic interface device of the ground-based type<br />
comprising at least two separate rotary digital actuators<br />
(http://v3.espacenet.com/textdoc?IDX=<br />
EP1437641&CY=fr&LG=fr&DB=EPODOC) : Casiez, G.,<br />
Chaillou, C., Semail, B., Plénacoste, P. (2003). Haptic<br />
interface device of the ground-based type comprising<br />
at least two separate rotary digital actuators . European<br />
Patent application number EP1437641, Filing<br />
date : January 07, 2003.<br />
MSL (material spline library) : dépôt APP : librairie<br />
de gestion de modèle dynamique déformable 1D, avec<br />
gestion de contrainte glissante<br />
SOFA (http://www.sofa-framework.org/) : Sofa est<br />
une plateforme de développement de simulation de<br />
modèles physiques en temps réel. L’application principale<br />
est le monde médical. C’est une platefrome<br />
opensource.
40 Équipes<br />
Habilitations à diriger des recherches<br />
Laurent GRISONI, Vers une simulation physique<br />
temps réel multi-modèle (décembre 2005).<br />
stéphane COTIN, computer-based interactive medical<br />
simulation (juillet <strong>2008</strong>).<br />
Thèses de doctorat<br />
Adrien THEETTEN, Splines géométriquement exactes :<br />
simulation interactive et haute performance (dé-<br />
2.5.11 Visibilité et faits marquants<br />
Visibilité<br />
cembre 2007).<br />
Jérémie DEQUIDT, Objets autonomes en simulation<br />
physique temps-réel (décembre 2005).<br />
François MARTINOT, Caractérisation <strong>du</strong> rôle de la<br />
dynamique <strong>du</strong> toucher dans la perception de textures<br />
(<strong>octobre</strong> 2006).<br />
Damien MARCHAL, Simulation en temps réel d’objets<br />
déformables et découpables (<strong>octobre</strong> 2006).<br />
Ra<strong>du</strong>-Daniel VATAVU, Real-Time Acquisition of Human<br />
Gestures for Interacting with Virtual Reality (mars<br />
<strong>2008</strong>).<br />
– Conférences organisées : GTAS 2005, C Duriez session posters à EuroHaptic 2006, C Chaillou<br />
une session à Net2005 et Net2007, G Casiez session chair at UIST 2007, S Cotin Technology<br />
Track IMSH <strong>2008</strong> San Diego<br />
– Comité de programme : C Chaillou (Vriphys 2005 2006, 2007 et <strong>2008</strong> , E<strong>du</strong>taiment <strong>2008</strong>), L.<br />
Grisoni (ACM SPM <strong>2008</strong>), S Cotin (ISBMS <strong>2008</strong>),G Casiez (VRST <strong>2008</strong>)<br />
– Invitations : C Chaillou (2nd Workshop on Computer Assisted Diagnosis and Surgery, Santiago-<br />
Chili 2006 et Chinese conference « Digital Média and Virtual Museum » à Hangzhou 2007), S<br />
Cotin (2nd Workshop on Computer Assisted Diagnosis and Surgery, Santiago-Chili 2006), C<br />
Duriez (International Meeting in Simulation in Healthcare, <strong>2008</strong>)<br />
– Relecture : J Allard VR2007, L. Grisoni (Eurographics05-06, ACM Solid and Physical modeling<br />
08, J. of Comp. Aided Design, J. of Graphic Tools, IEEE Trans. on Sig. Proc.), G Casiez (CHI<br />
<strong>2008</strong>, IHM 2007, Eurographics <strong>2008</strong>, EGVE 2007 and The Visual Computer), C Duriez (VR <strong>2008</strong>,<br />
ICRA <strong>2008</strong>, Siggraph <strong>2008</strong>) S Cotin (VRIPHYS 2007, VRIPHYS <strong>2008</strong>, ISBMS <strong>2008</strong>, MICCAI 2007,<br />
MICCAI <strong>2008</strong>, MedIA, IEEE TVCG, IEEE Transactions on Medical Imaging)<br />
Faits marquants<br />
– Création et pilotage d’une opération d’envergure nationale portée par l’Inria avec un volet<br />
recherche et une plateforme de développement SOFA<br />
http://www.sofa-framework.org/<br />
– Mise en place d’un ensemble d’équipements de réalité virtuelle servant de support à de nombreux<br />
projets collaboratifs.<br />
http://www2.lifl.fr/GRAPHIX/pfrv/intro.php<br />
2.5.12 Publications significatives<br />
1. Géry Casiez and Daniel Vogel. The effect of<br />
spring stiffness and control gain with an elastic<br />
rate control pointing device. In CHI’08, the 26th<br />
Conference on Human Factors in Computing<br />
Systems, pages 1709–1718. ACM Press, <strong>2008</strong>.<br />
2. Géry Casiez, Daniel Vogel, Ravin Balakrishnan,<br />
and Andy Cockburn. The impact of controldisplay<br />
gain on user performance in pointing<br />
tasks. Human-Computer Interaction, <strong>2008</strong>.<br />
3. Géry Casiez, Daniel Vogel, Qing Pan, and Christophe<br />
Chaillou. Rubberedge : Re<strong>du</strong>cing clutching<br />
by combining position and rate control<br />
with elastic feedback. In UIST’07, the 20th ACM<br />
Symposium on User Interface Software and<br />
Technology, pages 129–138. ACM Press, 2007.<br />
4. Jérémie Dequidt, Julien Lenoir, and Stéphane<br />
Cotin. Interactive contacts resolution using<br />
smooth surface representation. In Proceedings<br />
of the International Conference on Medical<br />
Image Computing and Computer Assisted Intervention<br />
(MICCAI), Lecture Note in Computer<br />
Science (LNCS) 4792, pages 850–857, 2007.<br />
5. Jérémie Dequidt, Damien Marchal, and Laurent<br />
Grisoni. Time-critical animation of deformable<br />
solids. Journal of Computer Animation and<br />
Virtual Worlds (CASA), 16 :177–187, 2005.<br />
6. Jérémie Dequidt, Maud Marchal, Christian<br />
Duriez, Erwan Kerrien, and Stéphane Cotin.<br />
Interactive simulation of embolization coils :<br />
Modeling and experimental validation. In<br />
Proceedings of MICCAI, <strong>2008</strong>.<br />
7. Christian Duriez, Stéphane Cotin, Julien Lenoir,<br />
and Paul Neumann. New approaches to catheter<br />
navigation for interventional radiology<br />
simulation. Computer Aided Surgery, 2006.<br />
8. Laure France, Alexis Angelidis, Philippe Me-
2.6. GRAppA 41<br />
seure, Marie-Paule Cani, François Faure, and<br />
Christophe Chaillou. A layered model of a<br />
virtual human intestine for surgery simulation.<br />
Medical Images Analysis, 9(2) :123–132, 2005.<br />
9. Julien Lenoir, Stéphane Cotin, Christian Duriez,<br />
and Paul Neumann. Interactive physically-<br />
2.6 GRAppA<br />
based simulation of catheter and guidewire.<br />
Computer and Graphics, 30 :416–422, 2006.<br />
10. Adrien Theetten, Laurent Grisoni, Claude Andriot,<br />
and Brian Barsky. Geometrically exact<br />
dynamic splines. Journal of Computer Aided<br />
Design, 40(1) :35–48, <strong>2008</strong>.<br />
Mots-clés : machine learning, grammatical inference, structured data, probabilistic automata, graphical<br />
models, reinforcement learning, sequential learning, signal processing, optimal control, adaptive<br />
systems, decision making under uncertainty, Monte Carlo methods, statistical learning theory<br />
and applications, kernel methods, Markov decision process, sequential decision problem, Approximate<br />
dynamic programming<br />
2.6.1 Membres<br />
Permanents<br />
Rémi COULOM, MCF Université de Lille 3 dans l’équipe depuis 2004<br />
Rémi GILLERON (resp.), PR1 Université de Lille 3 dans l’équipe depuis 1998<br />
Aurélien LEMAY, MCF Université de Lille 3 dans l’équipe depuis 2003<br />
Jérémie MARY, MCF Université de Lille 3 dans l’équipe depuis septembre 2006<br />
Rémi MUNOS, DR2 INRIA dans l’équipe depuis septembre 2006<br />
Joachim NIEHREN, DR2 INRIA dans l’équipe depuis 2005 à 50%<br />
Philippe PREUX, PR2 Université de Lille 3 dans l’équipe depuis 2003<br />
Daniil RYABKO, CR2 INRIA dans l’équipe depuis décembre 2007<br />
Isabelle TELLIER, MCF Université de Lille 3 dans l’équipe depuis 1996<br />
Alain TERLUTTE, MCF Université de Lille 3 dans l’équipe depuis 1989<br />
Marc TOMMASI, MCF Université de Lille 3 dans l’équipe depuis 1994<br />
Fabien TORRE, MCF Université de Lille 3 dans l’équipe depuis 2002<br />
Non permanents<br />
Sébastien BUBECK, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 2007<br />
Jérôme CHAMPAVÈRE, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis <strong>octobre</strong> 2006<br />
Edouard GILBERT, Doctorant Université de Lille 3 dans l’équipe depuis <strong>octobre</strong> 2007<br />
Jean-François HREN, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 2007<br />
Matthieu KEITH, Ingénieur INRIA dans l’équipe depuis 2007<br />
Fériel LAHLALI, ingénieur INRIA dans l’équipe depuis <strong>2008</strong><br />
Manuel LOTH, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 2006<br />
Raphaël MAÎTREPIERRE, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 2007<br />
Damien POIRIER, Doctorant Université de Lille 3 dans l’équipe depuis <strong>octobre</strong> 2007<br />
Slawomir STAWORKO, Post-doctorant INRIA dans l’équipe depuis juillet 2007<br />
Invités et anciens membres<br />
Missi TRAN (Ingénieur).<br />
Isabelle TELLIER (maître de conférence).<br />
Sertan GIRGIN (Post-doctorant).<br />
2.6.2 Problématique<br />
Djallel MAZOUNI (Post-doctorant).<br />
Ling Bo KONG (post-doctorant).<br />
Le GRAppA est constitué depuis 1996 autour d’un groupe d’enseignants-chercheurs de l’université<br />
Charles de Gaulle sur le thème de l’apprentissage automatique, c’est-à-dire l’étude et la conception<br />
d’algorithmes qui s’améliorent avec l’expérience. Notre groupe travaille tout particulièrement<br />
sur deux sujets émergents.
42 Équipes<br />
Tout d’abord, la conception d’algorithmes d’apprentissage qui soient capables de travailler sur<br />
des données structurées qui peuvent être des séquences, des arbres ou des graphes. Ceci est particulièrement<br />
important dans des domaines tels que la bio-informatique, la biologie et le traitement <strong>du</strong><br />
langage naturel. Notre groupe considère tout particulièrement le cas des données arborescentes et<br />
les applications au Web et à la gestion de documents. Nous cherchons à développer des méthodes<br />
automatiques pour inférer des transformations d’arbres. Ces algorithmes seront intégrés dans des<br />
plates-formes pour l’extraction d’informations et la gestion de documents. Ces travaux sont réalisés<br />
dans le cadre <strong>du</strong> projet Mostrare de l’UR INRIA Lille-Nord Europe créé en 2004.<br />
Ensuite, l’apprentissage dans un contexte séquentiel (ou incrémental), en particulier le problème<br />
de décision séquentielle (apprentissage par renforcement). Sur ce thème, nous travaillons à la fois sur<br />
des aspects fondamentaux, des aspects algorithmiques et méthodologiques, et des applications. Au<br />
niveau fondamental, on peut mentionner l’exhibition de bornes de performance des politiques apprises,<br />
des travaux sur les bandits, ou encore des travaux sur l’apprenabilité dans le contexte séquentiel.<br />
Au niveau algorithmique, mentionnons des travaux sur le lien entre la régression et le problème<br />
d’apprentissage par renforcement et la représentation des états. Au niveau applicatif, mentionnons<br />
le travail mené sur les programmes de jeu de Go. Ces travaux sont réalisés dans le cadre <strong>du</strong> projet<br />
SequeL de l’UR INRIA Lille-Nord Europe créé en 2007, avec les laboratoires associés <strong>LIFL</strong> et LAGIS.<br />
2.6.3 Résultats<br />
Inférence grammaticale de requêtes. Carme, Gilleron, Niehren et Lemay ont étudié l’inférence de<br />
programmes d’extraction d’information par des techniques d’inférence grammaticale. Les documents<br />
HTML sont considérés comme des arbres, les informations à extraire pouvant être<br />
annotées. Ils ont proposé un système interactif SQUIRREL qui peut apprendre à extraire avec<br />
peu d’interactions (annotations et corrections). Ce travail a été réalisé dans le cadre de la thèse<br />
de J. Carme. SQUIRREL a été utilisé dans les Web services R2S2 et MIELE. Lemay, Niehren and<br />
Gilleron ont éten<strong>du</strong> la méthode à l’extraction de tables. Le passage à un mode interactif est en<br />
cours.<br />
Inférence de requêtes guidée par les schémas. Champavère, Gilleron, Lemay et Niehren, dans le<br />
cadre de la thèse de J. Champavère, ont pour objectif de diriger l’inférence de programmes d’extraction<br />
d’information par le schéma des documents desquels il faut extraire. L’idée est d’éviter<br />
des erreurs de généralisation des algorithmes d’apprentissage en utilisant les contraintes <strong>du</strong><br />
schéma. Ceci est réalisé en réalisant des tests d’inclusion. Pour cette raison, ils ont proposé<br />
des algorithmes efficaces d’inclusion : un test d’inclusion L(A) inclus dans L(B) pour B déterministe<br />
en temps O(|A|*|B|) ; un test d’inclusion L(A) inclus dans L(D) pour une DTD déterministe<br />
D en temps |A| ∗ |Σ| ∗ |D|.<br />
Inférence statistique de programmes d’extraction. Gilleron, Marty, Tommasi et Torre ont étudié<br />
l’inférence de tables dans les documents HTML par des méthodes d’apprentissage statistique.<br />
Ils ont développé, dans le cadre de la thèse de P. Marty, un système interactif PAF. Ce système est<br />
capable d’extraire les tables quelle que soit leur organisation dans la page (valeurs manquantes,<br />
valeurs factorisées, tableaux croisés). Le système PAF est intégré au Web service MIELE qui sera<br />
diffusé dans le cadre de la plate-forme développée au sein <strong>du</strong> projet WEBCONTENT.<br />
Classification non supervisée. Candillier, Bousquet, Torre et Tellier, dans le cadre de la thèse CIFRE<br />
de L. Candillier ont proposé de nouvelles méthodes de classification non supervisée dites de<br />
« subspace clustering ». Ces méthodes ont été appliquées à la classification de documents XML<br />
dans le cadre des challenges INEX/PASCAL (réseaux d’excellence) ; elles ont été classées 2ème<br />
sur 6. Ils ont également proposé de nouvelles méthodes d’évaluation des algorithmes de classification<br />
non supervisée.<br />
Annotation probabilistes d’arbres XML. Gilleron, Jousse, Tellier et Tommasi ont, dans le cadre de la<br />
thèse de F. Jousse, étudié l’utilisation des champs de Markov conditionnels pour l’annotation<br />
d’arbres XML. Ils ont proposé l’addition de contraintes et la combinaison de champs pour<br />
résoudre les questions de complexité. Ils ont appliqué le modèle à des tâches de recherche de<br />
correspondances entre schémas et à la transformation d’arbres XML. Les programmes ont été<br />
développés dans une bibliothèque TreeCRF disponible sur la Forge INRIA. Cette bibliothèque<br />
a été utilisée pour le développement d’un Web service R2S2 de génération automatique de flux<br />
RSS personnalisés. Elle a été également utilisée, dans une collaboration avec GEMO-LRI, pour<br />
le développement d’un système d’extraction non supervisée de données <strong>du</strong> Web caché.
2.6. GRAppA 43<br />
Automates d’arbres probabilistes. Gilbert, Gilleron, and Tommasi ont commencé, dans le cadre de<br />
la thèse de E. Gilbert, l’étude des automates d’arbres probabilistes. Ils ont éten<strong>du</strong> les définitions<br />
d’automates et de séries rationnelles aux arbres d’arité non bornée. En collaboration avec le<br />
LIF-Marseille, ils proposent de nouveaux algorithmes d’inférence de probabilités.<br />
Bornes de performances de politiques obtenues par programmation dynamique approchée<br />
Munos (avec Audibert, Szepesvari, Antos, ...) ont obtenu des bornes de performance pour des<br />
politiques calculées par des méthodes de programmation dynamique approchée (telle que<br />
l’itération de la valeur approchée, ou l’itération sur les politiques approchée). Ces bornes sont<br />
exprimées en terme de capacité (dimension de V-C, nombre de couverture) de l’espace fonctionnel<br />
considéré pour l’approximation.<br />
Munos a également fourni la première analyse en programmation dynamique en utilisant<br />
des normes Lp. Ce travail étend l’analyse habituelle en norme L∞, ce qui ouvre de nouvelles<br />
directions de recherche pour l’analyse des algorithmes de programmation dynamique et d’apprentissage<br />
par renforcement combinés avec des approximateurs de fonctions.<br />
Problèmes de blandits. Les bornes UCB bounds et les algorithmes associés sont actuellement un<br />
secteur d’intérêt croissant dans l’équipe. Plus précisément, Munos (avec Audibert) ont étudié<br />
les bandits multi-bras, en utilisant de nouvelles inégalités de concentration qui prennent en<br />
compte l’estimation de la variance. De cette manière, ils obtiennent des bornes <strong>du</strong> regret bien<br />
plus serrées que les résultats antérieurement connus.<br />
Munos (w. Audibert, Szepesvari, Antos, Teytaud, Gelly, Wang, Coquelin, ...) ont également<br />
étudié l’utilisation récursive des algorithmes de bandit pour mettre au point des politiques<br />
efficaces de parcours d’arbres. Ils ont analysé l’algorithme UCT et l’ont utilisé pour le parcours<br />
de l’arbre <strong>du</strong> jeu de Go. Avec Pierre-Arnaud Coquelin, cette recherche est poursuivie, visant à<br />
obtenir de meilleurs algorithmes de bandit pour le parcours d’arbres, notamment pour exhiber<br />
des bornes de performance.<br />
Estimation <strong>du</strong> gradient de politique en temps continu. Munos a proposé une méthode d’estimation<br />
<strong>du</strong> gradient d’une politique dans le cadre d’une dynamique en temps continu pour permettre<br />
de chercher directement un contrôleur optimal dans une classe de politiques paramétrée.<br />
Une application de cette méthode en finance a été travaillé avec Gobet.<br />
Logiciel de jeu de Go. Encore considéré en 2005 comme le grand défi pour les programmes de jeu,<br />
nous avons eu de très fortes contributions sur cette thématique. Rémi Coulom a révolutionné<br />
les approches traditionnelles en 2006 en proposant d’utiliser des méthodes de Monte Carlo.<br />
Avant ces travaux, les programmes de jeu de Go étaient de mauvais joueurs, même en version<br />
9x9 (les humains jouent en 19x19). Depuis ce travail, tous les programmes de Go performants<br />
sont basés sur ces techniques. ; désormais, les programmes de Go sont devenus intéressants<br />
pour les humains et capables de les battre, en tout cas en ce qui concerne des joueurs amateurs<br />
(en 19x19).<br />
Le programme CrazyStone de Rémi Coulom a été récompensé par une médaille d’or aux<br />
11 e Computer Olympiads en 2006 et a obtenu une médaille d’argent en 2007. En 2007, c’est<br />
le programme Mogo qui a obtenu la médaille d’or. Mogo est développé dans l’EPI TAO, en<br />
collaboration avec Rémi Munos et Rémi Coulom. Rémi Munos a notamment utilisé ses travaux<br />
sur les algorithmes de bandits pour ce succès de Mogo. CrazyStone est invité à jouer contre<br />
un expert humain (qui est également une figure médiatique, au Japon, dans le monde <strong>du</strong> Go)<br />
cet automne. CrazyStone est également invité à participer aux Computer Olympiads qui se<br />
tiendront à Pékin cet automne.<br />
Apprentissage par renforcement et problème de régression. Preux, Loth, Davy et Girgin ont étudié<br />
la formulation <strong>du</strong> problème d’apprentissage par renforcement comme une séquence de problèmes<br />
de régression. Pour cela, nous utilisons des méthodes de régression non paramétriques<br />
à noyau dans des apprenants par renforcement pour représenter soit la fonction valeur, soit la<br />
politique. En particulier, ils se sont focalisés sur une version noyautée de l’algorithme LARS qui,<br />
utilisant régularisation L1, pro<strong>du</strong>it des solutions très parcimonieuses. Nous avons récemment<br />
éten<strong>du</strong> le LARS à une infinité de variables. Mis à part quelques détails techniques lorsque l’on<br />
s’attaque à des applications, les réseaux RBF et les perceptrons à une couche cachée sont de<br />
simples cas particuliers dans cette approche générale ; aussi, cela ouvre la porte à des approximateurs<br />
de fonctions neuronaux véritablement universels, puisque le nombre d’unités n’est<br />
plus fixé a priori, mais appris.
44 Équipes<br />
Apprentissage de la représentation. Apprendre une représentation parcimonieuse de la fonction<br />
valeur ou de la politique est un problème fortement lié à l’apprentissage d’une bonne représentation<br />
de l’information (l’état en apprentissage par renforcement). Preux and Girgin ont<br />
développé cette idée selon plusieurs lignes, en utilisant notamment la programmation génétique<br />
et des réseaux de neurones cascadés.<br />
Estimation <strong>du</strong> gradient d’un flux de Feynman-Kac. Coquelin et Munos ont proposé une méthode<br />
numérique pour estimer le gradient d’un flux de Feynman-Kac. L’idée est de réaliser une analyse<br />
de sensibilité le long d’une chaîne de Markov canonique associée au modèle de Feynman-<br />
Kac. Les applications de ce travail sont nombreuses : maximum de vraisemblance, estimation<br />
de paramètres dans les chaînes de Markov cachées, recherche directe de politique dans les<br />
POMDP, optimisation de la politique dans un problème de décision de Markov à coût sensible<br />
au risque, et analyse de sensibilité d’événements rares par rapport aux paramètres d’un<br />
modèle.<br />
Problème de gestion optimale de capteurs. Bréhard, Coquelin, Duflos, Vanheeghe, Munos et des<br />
étudiants ont abordé la formulation <strong>du</strong> problème de gestion optimale de capteurs comme un<br />
problème d’apprentissage par renforcement. Ceci représente une approche totalement nouvelle<br />
pour ce problème très difficile, aux nombreuses applications très concrètes.<br />
Neursociences. Coquelin a également appliqué ses travaux dans le domaine des neurosciences.<br />
2.6.4 Perspectives<br />
Auto-évaluation de GRAppA<br />
Le groupe a engendré deux équipes-projets INRIA, Mostrare et Sequel. L’activité scientifique de<br />
GRAppA est donc essentiellement celle des deux équipes ainsi constituées qui est évaluée ci-après.<br />
Le groupe jouit d’une forte reconnaissance nationale dans la communauté française d’apprentissage,<br />
et reste actif par l’organisation de séminaires communs aux deux équipes-projets, par l’organisation<br />
d’événements nationaux comme l’école de printemps d’informatique théorique (EPIT’08), par des<br />
échanges nombreux entre nous. Le groupe a acquis une visibilité dans la communauté Machine Learning<br />
sur ses deux thèmes que sont l’apprentissage pour les données structurées et l’apprentissage<br />
par renforcement. Ces deux thèmes seront poursuivis sur la période 2010-13 <strong>du</strong> prochain contrat<br />
mais des reconfigurations sont possibles à plus long terme.<br />
Auto-évaluation et perspectives de Mostrare<br />
L’équipe projet a été créée en 2004 avec des membres de deux équipes existantes <strong>du</strong> laboratoire<br />
d’informatique fondamentale de Lille (<strong>LIFL</strong>) : l’équipe GRAppA sur le thème apprentissage et l’équipe<br />
STC sur le thème automates et contraintes.<br />
Sur ces compétences, l’équipe-projet Mostrare a développé des recherches autour de XML dans<br />
la communauté bases de données que le groupe découvrait. De même, le domaine d’application était<br />
nouveau pour les membres de Mostrare. Cependant, notre équipe a réussi à se positionner dans ces<br />
nouvelles communautés. Plusieurs publications ont été acceptées dans les meilleures conférences<br />
<strong>du</strong> domaine. Nous avons plusieurs projets collaboratifs autour de XML et des applications au Web<br />
et à la gestion de documents. Des bibliothèques et des prototypes logiciels ont été développés dans<br />
l’équipe. L’un d’entre-eux sera diffusé dans le cadre de plate-forme Webcontent.<br />
Nous comptons poursuivre dans cette voie dans l’avenir. Une difficulté rencontrée par l’équipe<br />
est la charge de travail importante de ses membres sur les plans pédagogique et administratif. Nous<br />
espérons recruter un chargé de recherche dans un avenir proche.<br />
Auto-évaluation et perspectives de SequeL<br />
SequeL résulte de la volonté d’un ensemble de personnes qui ont souhaité créer un groupe de<br />
recherche dédié à l’étude de l’apprentissage séquentiel utilisant les concepts, les méthodes et les<br />
outils de l’apprentissage statistique : SequeL est une création ex nihilo de membres de 3 laboratoires<br />
différents et de 3 domaines de recherche complémentaires. Sa gestation a <strong>du</strong>ré <strong>du</strong> printemps 2005 à<br />
sa création officielle comme EPI, en juillet 2007. Des 6 membres initiaux, la plupart sont des « seniors »<br />
et sont enseignants-chercheurs ; 5 ont leur hdr, 4 sont soit professeur, soit maîtres de conférences.
2.6. GRAppA 45<br />
Des liens se sont créés entre les membres <strong>du</strong> groupe ; le groupe a une bonne visibilité internationale<br />
; un certain nombre de nouveaux projets et de collaborations ont émergé depuis la création<br />
<strong>du</strong> groupe ; outre un DR INRIA recruté à la création de l’équipe INRIA, nous avons successivement<br />
recruté un CR INRIA en 2007 et <strong>2008</strong> ; nous avons une activité assez forte d’animation de la communauté<br />
; nous arrivons à publier dans des conférences et journaux très sélectifs de notre domaine ;<br />
nos activités balaient le spectre allant des fondements aux applications ; nous sommes également<br />
à l’origine de la première start-up <strong>du</strong> centre INRIA-LNE, en 2007 (Predict & Control), créée par un<br />
doctorant et un CR CNRS de l’équipe.<br />
Nos recherches se situent à l’interface entre mathématiques, informatique et traitement <strong>du</strong> signal<br />
; nous ne pouvons que constater la difficulté de trouver des étudiants formés comme il le faudrait<br />
pour intégrer le groupe de manière à être immédiatement opérationnel. Heureusement, nous<br />
participons au master MVA de l’ENS-Cachan qui jusqu’à maintenant, nous permet de recruter des<br />
étudiants en master et en doctorat ayant une solide formation de base, adéquate aux activités <strong>du</strong><br />
groupe ; néanmoins ce flux est faible et nous tentons d’agir au niveau des formations de master pour<br />
améliorer cette situation.<br />
Enfin, nous pensons encore augmenter notre part d’auto-financement via des contrats, avec des<br />
entreprises, projets ANR ou européens.<br />
Dans les 4 prochaines années, nos objectifs sont basés sur nos activités en cours ; nous poursuivrons<br />
nos travaux, balayant le spectre <strong>du</strong> fondamental, aux applications.<br />
2.6.5 Collaborations<br />
– XEROX XRCE et LIP6 : projet ATASH sur la transformation<br />
automatique de documents dans un format<br />
XML selon une DTD sémantique. Bourse CIFRE de J.<br />
B. Faddoul.<br />
– JOUVE : structuration automatique de documents.<br />
Projet de master 08. Collaboration qui devrait être<br />
poursuivie.<br />
– LIF-Marseille : collaboration sur l’apprentissage<br />
d’automates probabilistes. Publications communes.<br />
– GEMO-LRI-Saclay : sur la fouille <strong>du</strong> Web caché. Mémoire<br />
de master de D. Muschik (Graz). Soumissions<br />
en cours.<br />
– PERTINENCE : bourse CIFRE de L. Candillier<br />
– FRANCE TELECOM : bourse CIFRE de D. Poirier<br />
– LIP6 : groupe apprentissage. Projets ATASH et Marmota.<br />
Organisation <strong>du</strong> Web-spam challenge (ECML<br />
2007). Article sur la transformation automatique de<br />
documents en préparation.<br />
– A. Antos, Académie des Sciences Hongroise, Budapest<br />
; bornes sur les performances d’une politique<br />
(plusieurs publications communes).<br />
– Csaba Szepesvári, U.Alberta ; bornes sur les performances<br />
d’une politique ; problèmes de bandits<br />
(plusieurs publications communes).<br />
– M. Hutter, RSISE et NICTA, Canberra, Australie ;<br />
apprenabilité en apprentissage séquentiel (plusieurs<br />
publications communes).<br />
2.6.6 Contrats<br />
Webcontent (RNTL –plate-forme) de 2006 à 2009,<br />
partenaires : académiques (LRI, LIP6, INRA, ...), in<strong>du</strong>striels<br />
(Thalès, CEA, ...).<br />
ATASH (RNTL –précompétitif) de 2006 à 2009, partenaires<br />
: XEROX XRCE, LIP6.<br />
Marmota (ANR –MDCO) de 2006 à <strong>2008</strong>, partenaires :<br />
Saint Etienne, LIF Marseille, LIP6.<br />
Crotal (ANR –MDCO) de <strong>2008</strong> à 2009, partenaires :<br />
– J. Shmidhuber, IDSIA, Suisse ; apprenabilité en<br />
apprentissage séquentiel (plusieurs publications communes).<br />
– U. von Luxburg, MPI, Tübingen, Allemagne ; segmentation<br />
de données (plusieurs publications communes).<br />
– B.Ryabko, Siberian State University of Telecommunications<br />
and Computer Science, Novosibirsk, Russia ;<br />
théorie de l’information (plusieurs publications communes).<br />
– J-Y. Audibert, ENPC ; problèmes de bandits (plusieurs<br />
publications communes).<br />
– O. Teytaud, S. Gelly, Y. Wang, TAO, INRIA Saclay-LRI ;<br />
logiciels de Go (plusieurs publications communes,<br />
participation à la conception des algorithmes de<br />
MoGo).<br />
– Emmanuel Gobet, IMAG ; contrôle optimal stochastique<br />
(plusieurs publications communes).<br />
– Naskeo Environnement, contrôle d’un bio-réacteur<br />
(ARC INRIA)<br />
– Predict and control, fouille de données séquentielle<br />
(contrat de collaboration).<br />
– Équipe associée avec le dpt d’informatique, Université<br />
d’Alberta, Edmonton, Canada (<strong>2008</strong>-2010) ;<br />
apprentissage par renforcement (plusieurs publications<br />
communes et des échanges de chercheurs).<br />
Paris 13, Paris 11, LIMSI.<br />
aci-mdd (ACI –masse de données) de 2003 à 2006,<br />
partenaires : LIP6, LRI, GEMO.<br />
CODA (Action de Recherche Concertée) de 2007 à<br />
<strong>2008</strong>, partenaires : Naskeo Environnement INRA-<br />
Narbonne (LBE) INRIA-Comore (Sophia).<br />
Idées (Institut des Systèmes Complexes) de <strong>2008</strong> à<br />
<strong>2008</strong>.
46 Équipes<br />
COCOA (FEDER) de 2006 à 2007, partenaires : université<br />
Artois, université Lille 2.<br />
EXPLORA (ANR –COSINUS) de <strong>2008</strong> à 2010, parte-<br />
2.6.7 Logiciels et brevets<br />
MIELE (http://www.webcontent.fr/) : Web service<br />
d’extraction de tableaux de données dans les<br />
documents HTML. Sera diffusé sur la plate-forme<br />
Webcontent<br />
TreeCRF (http://gforge.inria.fr/projects/<br />
2.6.8 Thèses et habilitations à diriger des recherches<br />
Habilitations à diriger des recherches<br />
Isabelle TELLIER, Modéliser l’acquisition de la syntaxe<br />
via l’hypothèse de la primauté <strong>du</strong> sens (novembre<br />
2005).<br />
Marc TOMMASI, Structures arborescentes et apprentissage<br />
automatique (novembre 2006).<br />
Thèses de doctorat<br />
Patrick MARTY, In<strong>du</strong>ction d’extraction n-aire pour les<br />
documents semi-structurés (décembre 2007).<br />
2.6.9 Visibilité et faits marquants<br />
Visibilité<br />
naires : GREGHEC (HEC), CERTIS (Ponts), CRIP 5 (P<br />
5), LIASD (P 8), INRIA Saclay.<br />
treecrf/) : librairie pour l’annotation d’arbres XML<br />
R2S2 (http://r2s2.lille.inria.fr) : Web service<br />
pour la génération automatique de flux RSS<br />
CrazyStone (http://remi.coulom.free.fr/<br />
CrazyStone/) : Go program<br />
Florent JOUSSE, Transformations d’arbres XML avec<br />
des modèles probabilistes pour l’annotation (<strong>octobre</strong><br />
2007).<br />
Julien CARME, Inférence de requêtes dans les arbres et<br />
applications à l’extraction d’informations sur le Web<br />
(septembre 2005).<br />
Laurent CANDILLIER, Contextualisation, visualisation<br />
et évaluation en apprentissage non supervisé<br />
(septembre 2006).<br />
– Organisation d’événements<br />
– organisation <strong>du</strong> European Workshop on Reinforcement Learning en <strong>2008</strong> (150 participants,<br />
4 jours)<br />
– organisation de la Machine Learning Summer School, septembre <strong>2008</strong> (150 participants,<br />
2 semaines)<br />
– organisation d’un atelier à ICML 2006, kernel methofs for reinforcement learning (25<br />
participants, 1 journée)<br />
– organisation de challenges avec le LIP6 sur la classification de documents XML, la transformation<br />
de documents XML (Pascal et INEX), la détection de spam (ECML)<br />
– Participation à des comités<br />
– Rémi Munos est membre <strong>du</strong> IEEE Technical committee on Robot Learning<br />
– Rémi Munos est membre <strong>du</strong> comité scientifique <strong>du</strong> « Journal of Machine Learning Research<br />
».<br />
– Rémi Munos and Philippe Preux sont membres <strong>du</strong> IEEE Technical committee on Adaptive<br />
Dynamic Programming and Reinforcement Learning.<br />
– Rémi Munos et Rémi Gilleron sont membres associés <strong>du</strong> NoE PASCAL.<br />
– Rémi Munos et Rémi Gilleron sont membres <strong>du</strong> comité de pilotage d’EPIT’08, Ecole de<br />
Printemps française d’Informatique Théorique ( thématique <strong>2008</strong> : apprentissage)<br />
– membres <strong>du</strong> PC de diverses conférences en apprentissage automatique, comme ICML,<br />
NIPS, ECML<br />
– Conférences invitées<br />
– Rémi Munos a donné des exposés invités à EPIT (May <strong>2008</strong>), au Fast-Reinforcement Learning<br />
workshop organizsé par le groupe de R. Sutton’s (Avril <strong>2008</strong>), au congrès SMAI ( Août<br />
<strong>2008</strong>) , et à diverses occasions précédemment<br />
– Rémi Coulom a été invité par Takeshi Ito, University of Electro-Communications, Tokyo,<br />
<strong>du</strong> 6 au 9 Nov, 2007, pour Crazystone, son logiciel de Go. Il donna un exposé invité au<br />
12th Game Programming Workshop.<br />
– Rémi Coulom a été invité à une émission sur France-Culture en janvier <strong>2008</strong>, a été interviewé<br />
par Wired en Septembre 2006 (tra<strong>du</strong>it ensuite en Japonais et Coréen)
2.7. Map 47<br />
Faits marquants<br />
– Création d’une start-up, Predict & Control, dans le cadre de la collaboration <strong>LIFL</strong>/LAGIS<br />
– CrazyStone, l’un des meilleurs programmes de jeu de Go au monde (médaille d’or au 9x9 en<br />
2006, argent en 19x19 en 2007, victoire comme un humain expert en septembre <strong>2008</strong>, au Japon)<br />
2.6.10 Publications significatives<br />
1. A. Antos, Cs. Szepesvari, and R. Munos. Learning<br />
near-optimal policies with Bellmanresi<strong>du</strong>al<br />
minimization based fitted policy iteration<br />
and a single sample path. Machine<br />
Learning Journal, 71 :89–129, <strong>2008</strong>.<br />
2. Denis Béchet, Annie Foret, and Isabelle Tellier.<br />
Learnability of pregroup grammars. Studia<br />
Logica, 87(2-3) :225–252, november-december<br />
2007.<br />
3. Laurent Candillier, Isabelle Tellier, Fabien Torre,<br />
and Olivier Bousquet. Cascade Evaluation of<br />
Clustering Algorithms. In Johannes Fürnkranz,<br />
Tobias Scheffer, and Myra Spiliopoulou, editors,<br />
17th European Conference on Machine<br />
Learning (ECML’2006), volume LNAI 4212 of<br />
Lecture Notes in Computer Science, pages 574–<br />
581, Berlin, Germany, september 2006. Springer<br />
Verlag.<br />
4. Julien Carme, Rémi Gilleron, Aurélien Lemay,<br />
and Joachim Niehren. Interactive learning<br />
of node selecting tree trans<strong>du</strong>cers. Machine<br />
Learning, 66(1) :33–67, 2007.<br />
5. Rémi Coulom. Efficient selectivity and backup<br />
operators in Monte-Carlo tree search. In<br />
H. Jaap van den Herik, Paolo Ciancarini, and<br />
H.H.L.M. (Jeroen) Donkers, editors, Procee-<br />
2.7 Map<br />
dings of the 5th International Conference on<br />
Computer and Games, volume 4630/2007 of<br />
Lecture Notes in Computer Science, pages 72–83,<br />
Turin, Italy, June 2006. Springer.<br />
6. Rémi Gilleron, Patrick Marty, Marc Tommasi,<br />
and Fabien Torre. Interactive tuples extraction<br />
from semi-structured data. In IEEE / WIC / ACM<br />
International Conference on Web Intelligence<br />
(WI 2006), volume P2747, pages 997–1004. IEEE<br />
Comp. Soc. Press, 2006.<br />
7. S. Girgin and Ph. Preux. Feature discovery in<br />
reinforcement leanring using genetic programming.<br />
In Proc. Euro-GP, volume 4971 of LNCS,<br />
pages 218–229. Springer-Verlag, March <strong>2008</strong>.<br />
8. Raphaël Maîtrepierre, Jérémie Mary, and Rémi<br />
Munos. Adaptative play in texas hold’em poker.<br />
In European Conference on Artificial Intelligence<br />
- ECAI, <strong>2008</strong>.<br />
9. R. Munos and Cs. Szepesvári. Finite time<br />
bounds for sampling based fitted value iteration.<br />
Journal of Machine Learning Research,<br />
9 :815–857, <strong>2008</strong>.<br />
10. D. Ryabko and M. Hutter. On the possibility<br />
of learning in reactive environments with arbitrary<br />
dependence. Theoretical Computer<br />
Science, to appear.<br />
Mots-clés : High Performance Computing, GRID, Hybrid Architecture Computing, Power-Aware Algorithms<br />
and Programming, Workflow Languages and Programming, Restarted Iterative Methods,<br />
Linear Algebra.<br />
2.7.1 Membres<br />
Permanents<br />
Serge PETITON (resp.), PR1 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 1998<br />
Non permanents<br />
Pierre AQUILANTI, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2007<br />
Guy BERGÈRE, PRCE Autre (rectorat) dans l’équipe depuis ?<br />
Maxime HUGUES, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2007<br />
Shang LING, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2007<br />
Ye ZHANG, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2006<br />
Invités et anciens membres
48 Équipes<br />
Olivier SOYEZ (ATER).<br />
2.7.2 Problématique<br />
L’équipe est membre de l’axe HPC <strong>du</strong> projet INRIA Grand Large (UR Saclay), évalué en <strong>2008</strong>.<br />
Projet INRIA associé FJ-GRID avec l’équipe de M. Sato de l’Université de Tsukuba au Japon<br />
Les grilles de calcul, les plateformes Pair à Pair (P2P) et les clusters de clusters sont autant d’environnements<br />
répartis s’additionnant aux machines parallèles plus classiques pour résoudre les<br />
grandes applications scientifiques actuelles. L’intro<strong>du</strong>ction de nouvelles méthodes numériques, de<br />
nouveaux algorithmes et leurs évaluations des performances potentielles observées sont des objectifs<br />
stratégiques pour le calcul scientifique à grande échelle haute performance et ses importants<br />
enjeux.<br />
De nouveaux langages et paradigmes de programmation pour les utilisateurs scientifiques doivent<br />
aussi être proposés afin qu’ils puissent développer des logiciels robustes et efficaces.<br />
L’avènement récent <strong>du</strong> calcul Pétaflopique (Petascale computing) à l’aide de machines fortement<br />
hiérarchisées utilisant des processeurs possédant de nombreux coeurs, et souvent des accélérateurs<br />
engendrant une programmation hybride, accroit la nécessité de proposer des nouveaux paradigmes<br />
de programmation et d’exécution, ainsi que des langages de haut niveau adaptés. La complexité de<br />
la programmation sur ces nouvelles machines, et surtout sur celles annoncées pour les dix Petaflops,<br />
renforce la nécessité de minimiser le « Time To Solution » plutôt que de rechercher exclusivement<br />
une grande efficacité souvent trop coûteuse en développement pour espérer l’obtenir. Une programmation<br />
par composants qui permette la description dynamique de workflow est une évolution souhaitable.<br />
L’optimisation de la facture énergétique pour obtenir une solution est aussi nécessaire au<br />
regard des puissances désormais consommées par ces machines et plateformes.<br />
Les grandes applications scientifiques nécessitent des environnements de programmation stables<br />
qui permettent le développement de très grands codes exploitables de nombreuses années. La précisions<br />
des résultats, la stabilité numérique et l’efficacité de ces grandes applications doivent être<br />
indépendantes des systèmes, <strong>du</strong> matériel et doivent varier correctement en fonction <strong>du</strong> nombre<br />
de ressource de calcul. Il est désormais admis que ces objectifs engendrent des recherches multidisciplinaires<br />
où l’informatique doit être impliquée dès la phase de spécification.<br />
Les méthodes de Krylov sont souvent utilisées pour résoudre les problèmes matriciels auxquels<br />
mènent de nombreuses applications scientifiques, en particulier lorsqu’il s’agit de simulation numérique<br />
(La bibliothèque PETSc basée sur ces méthodes est classée dans les 10 meilleurs résultats <strong>du</strong><br />
projet SciDAC américain). Comme nous l’avons montré depuis de nombreuses années, les versions<br />
hybrides parallèles et réparties sont très bien adaptées pour les machines massivement parallèles et<br />
les grilles de calcul.<br />
Le calcul scientifique haute performance, en particulier pour la simulation numérique, est reconnu<br />
comme un challenge très stratégique depuis de nombreuses années. Récemment, de nombreuses<br />
initiatives nationales et internationales ont renforcé la dynamique de recherche dans ce<br />
domaine. En France, la création en <strong>2008</strong> de l’Institut des grilles par le CNRS et sa participation dans<br />
l’initiative « Penser le Petaflop », avec le CEA, s’inscrivent dans ce cadre.<br />
2.7.3 Résultats<br />
Notre contribution aux recherches dans ce domaine s’articule autour de deux principaux axes :<br />
l’un plutôt proche des méthodes numériques et l’autre concernant plus les outils, paradigmes et<br />
langages.<br />
Algorithmes, experimentations et paradigmes<br />
Nous avons intro<strong>du</strong>it plusieurs adaptations de méthodes d’algèbre linéaire pour plusieurs plateformes<br />
P2P afin d’obtenir des évaluation de performance réalistes. Nous avons recherché les meilleures<br />
granularités et des ordonnancements asynchrones pour les méthode de Gauss-Jordan par blocs<br />
et divers calculs matriciels élémentaires. Nous avons aussi analysé plusieurs variantes de méthodes<br />
de Krylov telles que Lanczos, GMRES et Arnoldi. Plusieurs grilles furent utilisées dont une plateforme<br />
Franco-Japonaise, développée pour ces recherches, composée de plusieurs centaines de PC à Lille<br />
et 4 clusters hétérogènes à L’Université de Tsukuba. Divers middleware furent utilisés, en particulier<br />
XtremWeb, OmniRPC et Condor. Nous avons généralisé une programmation de type out of core qui
2.7. Map 49<br />
nous a permis d’augmenter l’efficacité et de proposer un paradigme de programmation adapté au<br />
calcul global pair à pair de grande échelle. Nous utilisons également une des premières machines<br />
massivement parallèles hybride, Tsubame, au Tokyo Institut of Technology, pour nos recherche sur<br />
les méthodes de Krylov hybrides afin de comparer les approches Grilles et massivement parallèles hybrides.<br />
Par ailleurs, nous avons proposé un algorithme parallèle hybride performant pour résoudre<br />
de grands systèmes linéaires non-Hermitiens sur des grilles. Cette méthode hybride combine une<br />
méthode GMRES(m) parallèle avec une méthode des moindres carrés qui utilise des valeurs propres<br />
calculées en parallèle de GMRES à l’aide de la méthode d’Arnoldi. Toutes ces méthodes furent évaluées<br />
dès 2006 sur Grille5000. Ces recherches sont vraiment à la pointe <strong>du</strong> calcul matriciel moderne<br />
et sont de sérieuses options pour proposer des solutions adaptées aux machines Pétaflopiques, voire<br />
Exaflopiques à l’avenir.<br />
Avec l’objectif de sauver de l’énergie lors des calculs (Tsubame consomme plus de 1 MW et la<br />
première machine Pétaflopique de l’histoire, RoadRunner au LANL, consomme plus de 3 MW), nous<br />
étudions depuis deux ans l’impact de l’hétérogénéité des noeuds de calcul et leurs hybridations associés<br />
à la présence d’accélérateurs. Nous proposons de prendre en compte des temps d’attente pour<br />
sauver de l’énergie sans perte de performance significative en modifiant la fréquence des processeurs<br />
lors des calculs. Les recherches furent réalisées pour la méthode de Lanczos et plus récemment<br />
pour la méthode hybride GMRES-LS/Arnoldi. Nous avons montré qu’il est possible de gagner de 9 à<br />
20 pour cent d’énergie dans certains cas pour une augmentation mineure <strong>du</strong> temps de calcul pour<br />
certaines méthodes de Krylov. Nous proposons de faire de l’équilibrage de fréquence et de l’évaluer<br />
en comparaison de l’équilibrage de charge, qui est souvent une alternative trop coûteuse sur les<br />
machines massivement parallèles.<br />
Nous recherchons aussi des algorithmes efficaces et un paradigme de programmation adéquat<br />
pour utiliser au mieux l’IBM Cell, plusieurs accélérateurs de calcul vectoriel de type ClearSpeed ou<br />
de cartes GPU, en relation avec le CEA DEN en particulier. Nous souhaitons ensuite pouvoir intégrer<br />
ces nouveaux résultats avec les précédents pour proposer des solutions adaptées aux machines<br />
Pétaflopiques.<br />
Outils et langages<br />
Dans le cadre <strong>du</strong> projet Grand Large de L’INRIA et en relation avec l’équipe de Nahid Emad <strong>du</strong><br />
laboratoire PRISM, nous avons contribué au développement de YML, un environnement de programmation<br />
et un langage pour le calcul sur plateformes parallèles et réparties. Des démonstrations furent<br />
proposées lors de SuperComputing 2005, 2006 et 2007, utilisant la plateforme Franco-Japonaise déjà<br />
décrite. Lancés des USA, les calculs ont donc utilisé une plateforme répartie en Europe et en Asie, indépendamment<br />
des système et <strong>du</strong> matériel. L’utilisateur utilisant alors ses composants et un environment<br />
de très haut niveau. YML permet aux scientifiques de développer des logiciels par composants<br />
et dans le cadre d’une programmation Wrokflow indépendante des middlewares et des platformes.<br />
Il existe pour l’instant des versions pour OmniRPC et XtremWeb. Une version pour Condor est en<br />
cours de développement, en collaboration avec Miron Livny de l’Université <strong>du</strong> Wisonsin. L’utilisateur<br />
n’ayant aucunes modifications à apporter à son logiciel en fonction <strong>du</strong> middleware, qui est<br />
complètement virtualisé. Nous avons particulièrement développé le Back end pour OmniRPC.<br />
Nous avons adapté et évalué des méthodes itératives telles que Lanczos-Bisection, GMRES et<br />
MERAM, sur Grille5000 à l’aide de YML. Nous avons comparé les versions YML, avec les divers back<br />
ends et les versions développées sans YML. Nous avons montré l’intérêt de YML et que le surcoût<br />
engendré en utilisant YML varie selon les méthodes mais est souvent acceptable au regard de l’optimisation<br />
majeur <strong>du</strong> « Time to Solution » et de la portabilité des logiciels ainsi acquise. Ces résultats<br />
sont obtenus par ailleurs avec des middleware encore <strong>du</strong> niveau de la recherche et de nombreuses<br />
améliorations peuvent y être apportées.<br />
2.7.4 Perspectives<br />
Nous avons suivi et participé à l’évolution <strong>du</strong> domaine HPC depuis de nombreuses années et<br />
nous avons adapté nos recherches en fonction des problèmes qu’a connus structurellement ce domaine.<br />
La thématique de l’équipe reste donc la même, mais elle a pris des formes variées suite à<br />
l’évolution rapide <strong>du</strong> domaine. La dernière en date était liée aux calculs sur grilles. Nos recherches<br />
principales sont actuellement recentrées sur le domaine <strong>du</strong> calcul numérique haute performance<br />
avec toutes ses composantes, et en particulier les méthodes de Krylov itératives hybrides pour les
50 Équipes<br />
machines nouvelles et annoncées, en poursuivant nos recherches sur les aspects langages et paradigmes.<br />
Les initiatives nationales récentes <strong>du</strong> CNRS autour <strong>du</strong> calcul scientifique haute performance<br />
et la mise en avant de cette thématique dans le prochain plan quadriennal de l’USTL créent une dynamique<br />
nouvelle qui devrait permettre une ouverture vers d’autres domaines scientifiques concernés<br />
par le « Computational Science ». Une de nos perspectives majeures est de renforcer les recherches informatiques<br />
au sein de ces recherches multi-disciplinaires, en relation probablement avec la maison<br />
de la simulation que lance le CNRS et le CEA, associée au projet européen PRACE.<br />
Le challenge scientifique majeur actuel dans ce domaine est la programmation des machines<br />
massivement parallèles fortement hiérarchisées possédant des processeurs à nombreux coeurs et<br />
des accélérateurs. Les machines hybrides devant atteindre les 10 Pétaflops, annoncées pour 2012<br />
(NexGen au Japon et BlueWater au USA par exemple), devront probablement utiliser de nouveaux<br />
langages et de nouveaux paradigmes à définir d’ici là. En plus des axes de recherches classiques <strong>du</strong><br />
domaine, l’utilisation d’arithmétiques mixtes et la fortes consommations électriques, pour ne citer<br />
que ces critères, vont se conjuguer à l’augmentation des tailles des problèmes rendant ca<strong>du</strong>ques<br />
de nombreuses méthodes numériques. Pour la première fois depuis l’énoncé de la loi de Moore, il<br />
va falloir vraiment aussi aller chercher l’accélération générée par les avancées technologiques en<br />
parallélisant les calculs à l’intérieur même des processeurs.<br />
Nos perspectives de recherche s’inscrivent dans la continuité de celles en cours. Nous allons poursuivre<br />
nos recherches autour des méthode hybride de Krylov, bien adaptée pour ces nouvelles architectures,<br />
en renforçant nos travaux sur les préconditionnements basés sur l’hybridation asynchrone<br />
de méthodes. Nous allons approfondir des travaux commencés récemment sur les méthodes multigrilles<br />
3D pour ces nouvelles architectures devant atteindre plusieurs Pétaflops dans les années à<br />
venir. Les interactions entre des paramètres numériques et l’utilisation de plusieurs arithmétiques et<br />
la consommation énergétique sera en particulier étudiée. Nous allons développer nos recherches sur<br />
les possibilité d’optimiser la consommation énergétique en fonction de paramètres algorithmiques<br />
et d’ordonnancement. L’accès aux machines adéquates pour nos recherches s’inscrit dans le cadre<br />
de nos collaborations avec TOTAL, le CEA et divers instituts nippons. Des simulations et émulations<br />
seront obtenues rapidement en continuant les travaux en cours sur Grille5000, les processeurs Cell<br />
<strong>du</strong> Cines et des GPU <strong>du</strong> CEA, ainsi que des clusters en France et au Japon, en particulier. Des applications<br />
d’envergure de TOTAL et <strong>du</strong> CEA DEN seront ciblées dans un premier temps.<br />
Les recherches de paradigmes de programmation et de langages de haut niveau pour les machines<br />
devant atteindre les 10 Pétaflops d’ici quelques années sont un des objectifs majeurs que<br />
nous nous fixons. Nous poursuivrons nos travaux autour de YML en les adaptant aux nouvelles plateformes<br />
et machines. La propagation d’expertises des utilisateurs jusqu’aux ordonnanceurs et systèmes,<br />
proposée par YML, sera implémentée et son influence pour minimiser les « Times to Solution »<br />
associés à plusieurs applications sera montrée. Des paradigmes et langages seront proposés, analysés,<br />
et évalués en relation avec nos recherches et notre expertise associée aux recherches en calcul<br />
scientifique haute performance.<br />
Pour nous aider dans ces recherches, deux nouveaux doctorants vont nous rejoindre d’ici décembre,<br />
alors que Ye Zhang doit finir son doctorat d’ici fin <strong>2008</strong> et alors quitter l’équipe :<br />
– Jérôme Dubois, financé par le CEA,<br />
– Eric Wartelle, financé par le CNRS et la Région.<br />
Nos collaborations avec le Japon seront consolidées grâce à l’ouverture <strong>du</strong> laboratoire CNRS<br />
JFLI à Tokyo. Nos collaborations avec l’Université de Hohai doivent se renforcer dès 2009 suite à de<br />
nouveaux co-encadrements d’étudiants en Master et de visites en Chine de membre de l’équipe.<br />
2.7.5 Collaborations<br />
– Laboratoire PRiSM, Université de Versailles (N.<br />
Emad),<br />
– University of Tsukuba (M. Sato), Japon,<br />
– Tokyo Institute of Technology (S. Matsuoka), Japon<br />
2.7.6 Contrats<br />
– Hohai University (Z. Wang), Nanjing, Chine,<br />
– Université <strong>du</strong> Wisconsin (M. Livny), USA<br />
– CEA DEN<br />
– TOTAL
2.7. Map 51<br />
GridExplorer (ACI –Masse de Données) de ? à ?.<br />
« NExt Grid Systems and Techniques » (NEGST)<br />
(CNRS-JST) de 2007 à 2009.<br />
2.7.7 Logiciels et brevets<br />
YML (http://yml.prism.uvsq.fr/) : L’équipe a<br />
développé le backends OmniRPC pour YML, environnement<br />
de programmation workflow spécifié en<br />
partie pas l’équipe. YML est développé désormais au<br />
laboratoire PRiSM de l’UVSQ (Equipe de N. Emad) en<br />
2.7.8 Thèses et habilitations à diriger des recherches<br />
Thèses de doctorat<br />
Haiwu HE, – (2005).<br />
2.7.9 Visibilité et faits marquants<br />
Visibilité<br />
Total (CIFRE) de 2006 à <strong>2008</strong>.<br />
Total (CIFRE (2)) de <strong>2008</strong> à 2011.<br />
TOTAL (Contrat de recherche) de 2007 à <strong>2008</strong>.<br />
collaboration avec l’équipe MAP.<br />
GMRES Hybride : Logiciel parallèle et réparti de<br />
résolution d’un système linéaire non-Hermitian par<br />
une méthode itérative hybride asynchrone, utilisé, en<br />
particulier, pour des travaux avec Total et le CEA.<br />
Lamine AOUAD, – (2005).<br />
Ani SEDRAKIAN, – (2005).<br />
Laurent CHOY, – (2007).<br />
– Serge Petiton est le directeur <strong>du</strong> Bureau de ORAP, y représentant le département STII,<br />
– Serge Petiton a représenté plusieurs fois le département STII comme expert HPC lors de la<br />
mission des inspecteurs Heon-Satorrius au ministère et lors de reunions nationales,<br />
– Serge Petiton est le responsable de l’axe « HPC-GRID » <strong>du</strong> Japanese French Laboratory in Informatics<br />
(JFLI) en cours de création à Tokyo (MOU CNRS-NII déjà signé),<br />
– Serge Petiton est membre <strong>du</strong> comité d’évaluation de l’ANR « COSINUS »,<br />
– Serge Petiton est membre de la commission de prospectives sur le calcul scientifique <strong>du</strong> CNRS,<br />
mise en place en janvier 2005, représentant le département STII,<br />
– Serge Petiton fut membre <strong>du</strong> jury d’attribution de financements <strong>du</strong> programme de Soutien<br />
aux Equipes Scientifiques pour l’Acquisition de Moyens Expérimentaux (SESAME) <strong>du</strong> conseil<br />
régional Ile-de-France, campagne 2006 et 2007,<br />
– Serge Petiton est animateur de l’atelier « Formation et métier <strong>du</strong> calcul haute performance »<br />
dans le cadre de l’initiative « Penser Petaflops » <strong>du</strong> CNRS et <strong>du</strong> CEA,<br />
– Serge Petiton a organisé et dirigé la délégation Francaise « Superordinateur » au Japon en 2006,<br />
à l’initiative de l’ambassade de France au Japon,<br />
– Serge Petiton est le responsable <strong>du</strong> projet CNRS-JSPS « NEGST » entre la France et le Japon,<br />
– Serge Petiton est co-animateur de l’atelier « Grille et superordinateurs » de l’Institut des Grilles<br />
<strong>du</strong> CNRS,<br />
– Serge Petiton est directeur de la collection « Informatique Distribué et Parallèle » chez Hermes<br />
(deux livres en cours).<br />
L’équipe participe à de nombreux comités de programme de conférences internationales majeures<br />
(notamment Serge Petiton fut le président <strong>du</strong> comité de programme international de IMACS<br />
2005 (plus de 500 participants) et est membre <strong>du</strong> comité de programme en <strong>2008</strong> de la principale<br />
conférence IEEE et ACM <strong>du</strong> domaine : Supercomputing).<br />
L’équipe a participé à l’organisation de plusieurs workshops (franco-japonais, associés à IEEE<br />
Cluster ou IEEE CCGRID par exemple. Le dernier en date est HAC<strong>2008</strong> en cours de lancement par<br />
Serge Petiton pour IEEE Cluster <strong>2008</strong>.<br />
Faits marquants<br />
– Scientifique : Intro<strong>du</strong>ction de la nouvelle méthode de Krylov hybride asynchrone MERAM,<br />
YML, travaux précurseur en minimisation d’énergie en jouant sur des paramètres algorithmiques<br />
de méthodes numériques parallèles,<br />
– Animation : Actions pour relancer le HPC en France : de l’acquisition de superordinateurs<br />
aux programmes de formations et de recherches. Consolidation des collaborations francojaponaise<br />
dans le domaine <strong>du</strong> calcul scientifique intensif.
52 Équipes<br />
2.7.10 Publications significatives<br />
1. Lamine M. Aouad and Serge G. Petiton. Parallel<br />
basic matrix algebra on the grid’5000 large<br />
scale distributed platform. In Cluster’06. The<br />
2006 IEEE International Conference on Cluster<br />
Computing, Barcelona, September 25th-28th<br />
2006.<br />
2. Laurent Choy, Serge G. Petiton, and Mitsuhisa<br />
Sato. Resolution of large symmetric eigenproblems<br />
on a world wide grid. In Proceedings<br />
of Seventh IEEE International Symposium on<br />
Cluster Computing and the Grid (CCGrid’07),<br />
Rio de Janeiro, Brazil, May 14th-17th 2007.<br />
3. Laurent Choy, Serge G. Petiton, and Mitsuhisa<br />
Sato. Toward power-aware computing with<br />
dynamic voltage scaling for heterogeneous<br />
platforms. In International Conference on Heterogeneous<br />
Computing (Heteropar’07), published<br />
on the IEEE Cluster’07 proceedings, Austin,<br />
Texas, USA, September 2007.<br />
4. Laurent Choy, Serge G. Petiton, and Mitsuhisa<br />
Sato. Resolution of large symmetric eigenproblems<br />
on a world wide grid. International<br />
Journal of Grid and Utility Computing (IJGUC),<br />
<strong>2008</strong>, to appear. Inderscience publishers.<br />
5. Olivier Delannoy, Nahid Emad, and Serge Petiton.<br />
Workflow global computing with yml. In<br />
2.8 Noce<br />
IEEE GRID 2006, Barcelona, September 28th-<br />
29th 2006.<br />
6. Nahid Emad, Serge Petiton, and Guy Edjlali.<br />
Multiple explicitly restarted arnoldi method<br />
for solving large eigenproblems. SIAM Journal<br />
on Scientific Computing, Volume 27(Number<br />
1) :pp. 253–277, 2005.<br />
7. Haiwu He, Guy Bergère, and Serge G. Petiton. A<br />
hybrid gmres-ls-arnoldi method to accelerate<br />
the parallel solution of linear systems. Computer<br />
and Mathematics with Applications Journal,<br />
pages pp. 1647–1662, 2006.<br />
8. Haiwu He, Guy Bergère, Zhijian Wang, and<br />
Serge G. Petiton. Solution of linear systems by<br />
gmres method on global computing platform.<br />
Journal of Algorithms and Computational Technology,<br />
pages pp. 1449–1465, <strong>2008</strong>.<br />
9. Sébastien Noel, Olivier Delannoy, Nahid Emad,<br />
Pierre Manneback, and Serge Petiton. A multilevel<br />
sche<strong>du</strong>ler for the grid computing yml<br />
framework. In EuroPAR 2006 - CoreGRID Workshop,<br />
Dresden, August 28th-29th 2006.<br />
10. Cyril Randriamaro, Olivier Soyez, Gil Utard, and<br />
Francis Wlazinski. Dynamic distribution for<br />
data storage in a p2p network. In Grid and<br />
Pervasive Computing 2007, France, Paris, May<br />
2007.<br />
Mots-clés : Interaction, Collaboration, Environnements Informatiques pour l’Apprentissage Humain<br />
(EIAH), Conception dans l’Usage<br />
2.8.1 Membres<br />
Permanents<br />
Alain DERYCKE (resp.), PR1 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis janvier 1972<br />
Frédéric HOOGSTOEL, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 1996<br />
Philippe LAPORTE, IR Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 2007<br />
Xavier LE PALLEC, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 2003<br />
Eric LEPRÊTRE, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 1990<br />
Yvan PETER, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 1999<br />
José ROUILLARD, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 2000<br />
Jean-Claude TARBY, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 1995<br />
Thomas VANTROYS, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 2004<br />
Non permanents<br />
Benjamin BARBRY, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 2007<br />
Sarra KADOUCCI, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis décembre 2007<br />
Invités et anciens membres
2.8. Noce 53<br />
Emmanuel RENAUD (post-doctorant).<br />
Sébastien SOCKEEL (Ingénieur de Recherche).<br />
2.8.2 Problématique<br />
Veronica PIMENTEL (MCF invitée PAI Adcontext).<br />
L’équipe Nouvelles Organisations pour la Collaboration et l’É<strong>du</strong>cation (NOCE) propose des méthodes,<br />
outils et infrastructures destinées à supporter les activités humaines de travail ou d’apprentissage<br />
menées en collaboration. L’approche adoptée prend en compte l’ensemble <strong>du</strong> cycle de vie de<br />
ces environnements et couvre d’une part les étapes de conception et d’autre part les infrastructures<br />
flexibles et évolutives d’exécution et d’interaction. Pour cela l’équipe NOCE se situe à l’intersection<br />
des thématiques de recherche en Interaction Homme-Machine et en Génie Logiciel. L’équipe est particulièrement<br />
intégrée à la communauté de recherche sur les Environnements Informatiques pour<br />
l’Apprentissage Humain (EIAH).<br />
2.8.3 Résultats<br />
L’équipe NOCE se positionne de manière originale au sein de la communauté Environnements<br />
Informatiques pour l’Apprentissage Humain (EIAH) ou Technology Enhanced Learning par sa capacité<br />
à contribuer à travers les champs de l’Interaction Homme-Machine et de l’Ingénierie Logicielle.<br />
Ce positionnement se situe aussi bien au niveau national qu’au niveau international à travers le réseau<br />
d’excellence Kaleidoscope ou des collaborations avec la Tunisie et le Brésil (2 PAI obtenus). Les<br />
relations que l’équipe entretient avec le pôle de compétitivité « In<strong>du</strong>stries <strong>du</strong> Commerce » ont permis<br />
de monter le projet p-LearNet labellisé par le pôle et financé par l’ANR.<br />
Quelques exemples de résultats sont :<br />
– Le moteur de Workflow COW, dédié à l’exécution de scénarios pédagogiques.<br />
– Une chaîne de pro<strong>du</strong>ction logicielle dédiée aux plates-formes web et en particulier aux platesformes<br />
d’enseignement à distance a été développée (ModX et GenDep)<br />
– Définition d’un langage de description d’IHM abstraites PlasticML, ainsi qu’une boîte à outil<br />
logicielle de développement.<br />
– Rapprochement des notions de multimodalité (en IHM) et de Multicanal (Commerce et Marketing)<br />
; concepts de couplage/découplage de canaux de manière dynamique. Interrelation entre<br />
différentes activités concernant les E-services, les Systèmes Multi-Agents (SMA), les technologies<br />
vocales. . .<br />
Ces contributions ont été réalisées dans le cadre des projets auxquels nous avons participé et ont<br />
donné lieu à de nombreuses publications.<br />
2.8.4 Perspectives<br />
L’activité de l’équipe se poursuivra sur la période à venir dans le cadre de l’intelligence ambiante<br />
avec un accent particulier sur une démarche orientée usage initiée dans le projet ANR p-LearNet<br />
labellisé par le pôle de compétitivité « In<strong>du</strong>stries <strong>du</strong> Commerce ».<br />
Les partenariats développés lors des projets internationaux et nationaux nous permettent d’envisager<br />
assez rapidement un dépôt de projet dans le cadre des appels <strong>du</strong> 7ième programme cadre.<br />
L’équipe NOCE faisait précédemment partie <strong>du</strong> laboratoire TRIGONE (EA 1038) en Sciences de<br />
l’E<strong>du</strong>cation. Elle a rejoint en 2007 le <strong>LIFL</strong> où elle s’intègre désormais dans l’axe « Interaction, Collaboration,<br />
Image ».<br />
L’équipe comporte actuellement un seul professeur, Alain Derycke, qui sera à la retraite lors <strong>du</strong><br />
nouveau quadriennal. Afin de pérenniser l’équipe, un recrutement de professeur est prévu en 2009<br />
et le remplacement d’Alain Derycke est prévu pour 2010. Par ailleurs, deux membres de l’équipe sont<br />
actuellement en cours de rédaction de leur HDR.<br />
2.8.5 Collaborations<br />
– PAI - Projet Franco-Brésilien AdContext (financement<br />
Egide - CAPES/COFECUB, 2006-2010) avec<br />
université fédérale Porto Allegre, et CEFET de Fortaleza.<br />
Publications communes.<br />
– PAI - Projet Franco-Tunisien SAME2 (Financement<br />
Egide, 2006 - 2010) avec le laboratoire RIADI ENSI de<br />
Tunis. Plusieurs publications communes.<br />
– Collaboration au sein <strong>du</strong> NoE Kaléidoscope (en
54 Équipes<br />
charge d’un Workpackage commun le SVL avec Birbeck<br />
College, ATOS Origin Madrid, CRMPA Université<br />
de Salerno, Campo-Rosso Bruxelles, Université de<br />
Aalborg DK...)<br />
– Collaboration avec la société 3Suisses International<br />
dans le cadre de la thèse de Vincent Chevrin (avec<br />
co-financement et co-encadrement de la thèse)<br />
2.8.6 Contrats<br />
Kaleidoscope (FP6 –Réseau d’excellence) de 2004<br />
à 2007, partenaires : 92 partenaires in<strong>du</strong>striels et<br />
académiques de 24 pays différents.<br />
p-LearNet (ANR –Télécoms) de 2007 à 2010, partenaires<br />
: Lille 1, Lille 2, Télécoms & Management Sud<br />
Paris (ex INT), Télécoms Bretagne, FT R&D, Auchan,<br />
La Poste, Université Médicale Virtuelle Francophone<br />
(UMVF).<br />
PCDAI - Pratiques Collectives Distribuées d’Apprentissage<br />
sur Internet (MESR - Appel usages de<br />
l’Internet) de 2004 à 2006, partenaires : laboratoires<br />
TRIGONE (Lille 1) et GERIICO (Lille 3), European<br />
Institute for E-learning (EIfEl), CCCA BTP, Maisons<br />
2.8.7 Logiciels et brevets<br />
Cooperative Open Workflow (http://cow.<br />
objectweb.org) : Moteur de Workflow compatible<br />
WfMC destiné à l’exécution de scénarios pédagogiques<br />
ModX et GenDep (http://noce.univ-lille1.fr/<br />
projets/ModX/) : Environnement graphique de modélisation<br />
personnalisable basé sur MOF et outil de<br />
déploiement automatique de modèles de dispositfs<br />
2.8.8 Thèses et habilitations à diriger des recherches<br />
Thèses de doctorat<br />
Pierre-André CARON, Ingénierie dirigée par les modèles<br />
pour la construction de dispositifs pédagogiques<br />
sur des plateformes de formation (18 juin 2007).<br />
Vincent CHEVRIN, L’Interaction usagers/services, mul-<br />
2.8.9 Visibilité et faits marquants<br />
Visibilité<br />
– Collaboration avec l’entreprise AUCHAN dans le<br />
cadre <strong>du</strong> pôle de compétivité In<strong>du</strong>strie <strong>du</strong> Commerce<br />
ayant débouché sur le projet ANR p-Learnet<br />
– collaboration avec un ensemble d’entreprises (dont<br />
Decatlhon, AUCHAN, Jules, Merrim-services...) dans le<br />
cadre d’un avant projet <strong>du</strong> PICOM relatif aux Espaces<br />
de Ventes Intelligents (EVIRA). Publications en cours<br />
Familiales Rurales, ANFA, IUP Métiers de la Formation<br />
(CUEEP, Lille 1) et IUP Infocom (Lille3).<br />
EUCUE (projet CPER TAC) de 2005 à 2007, partenaires :<br />
Université de Valenciennes (LAMIH), Université de<br />
Lille III (GERIICO), Université <strong>du</strong> Littoral (LIL) université<br />
de Lille II (CERIM), Université de Lille I (LEM).<br />
MOSAIQUES (projet CPER TAC) de 2005 à 2007, partenaires<br />
: Université de Valenciennes (LAMIH), INRETS,<br />
Ecole des Mines de Douai.<br />
MIAOU (Projet CPER TAC) de 2005 à 2007, partenaires<br />
: Université Lille 2, Université de Valenciennes,<br />
Université <strong>du</strong> Littoral côte d’Opale.<br />
pédagogiques sur des environnements d’apprentissage.<br />
brevet déposé : SYSTEME INFORMATISE D’AIDE<br />
A LA COMMERCIALISATION D’ARTICLES VESTI-<br />
MENTAIRES, NOTAMMENT CABINE D’ESSAYAGE<br />
À REALITE AUGMENTEE - brevet déposé en Janvier<br />
<strong>2008</strong>, Alain Derycke, Thomas Vantroys (en lien avec le<br />
pôle de compétitivité In<strong>du</strong>stries <strong>du</strong> Commerce)<br />
timodale et multicanale : une première proposition<br />
appliquée au domaine <strong>du</strong> e-Commerce (7 avril 2006).<br />
César OLAVO DE MOURA FILHO, Conceiving and<br />
Implementing a language-oriented approach for the<br />
design of automated learning scenarios (20 juin 2007).<br />
– Responsabilité Scientifique de l’école thématique CNRS EIAH - 2005, Responsabilité pédagogique<br />
en 2009<br />
– Organisation des Rencontres Jeunes Chercheurs en EIAH <strong>2008</strong><br />
– Organisation d’UbiMob 2009<br />
– relectures et comité de programme :<br />
– Revue d’Interaction Homme-Machine, Bulletin d’Informatique Approfondie et Applications,<br />
STICEF, numéro special de la revue “Computers in Human Behavior Journal”<br />
– mLearn <strong>2008</strong>, CRIWG 2006-2007, MobileHCI 2006-<strong>2008</strong>, Ozchi 2005-<strong>2008</strong>, KCC 2006,<br />
WMSCI 2006, ICHSL 2005-2006, Workshop IEEE/SMC Logistique & Transport (LT) 2007,<br />
ICALT 2006-2007<br />
– IHM 2005-<strong>2008</strong>, Ubimob <strong>2008</strong>, RJC EIAH 2006,<strong>2008</strong>, Environnements Mobiles et Apprentissage<br />
Pervasif (EMAP) <strong>2008</strong>, Interaction, Contexte, Traces (ICT) 2009
2.9. OPAC 55<br />
– Conférencié invitée à la première édition <strong>du</strong> salon Vocal Expo 2006 (J. Rouillard)<br />
– Alain Derycke expert, 4 ans, jusqu’en 2007 auprès ANR et RNRT, expert au DSPT 09 jusqu’à fin<br />
2006. Rapporteur de 12 thèses et 3 HDR.<br />
Faits marquants<br />
– Pierre-André Caron (doctorant) - Prix Martial Vivet (meilleur article) - Rencontre Jeunes Chercheurs<br />
en EIAH, 2006<br />
– labellisation <strong>du</strong> projet ANR p-LearNet par le pôle de compétitivité « In<strong>du</strong>stries <strong>du</strong> commerce »<br />
(PICOM) mai 2006.<br />
2.8.10 Publications significatives<br />
1. Grégory Bourguin and Alain Derycke. Systèmes<br />
interactifs en co-evolution : Réflexions sur les<br />
apports de la théorie de l’activité au support<br />
des pratiques collectives distribuée. Revue d’Interaction<br />
Homme-Machine, 6(1) :1–31, janvier<br />
2005.<br />
2. Pierre-André Caron, Mireille Blay-Fornarino,<br />
and Xavier Le Pallec. La contextualisation de<br />
modèles, une étape indispensable à un développement<br />
dirigé par les modèles ? Revue RSTI<br />
- L’Objet, Numéro Spécial : Ingénierie Dirigée par<br />
les Modèles, 18 pages, décembre 2007.<br />
3. Pierre-André Caron, Alain Derycke, Frédéric<br />
Hoogstoel, Xavier Le Pallec, and Bruno Warin.<br />
Scénarios et dispositifs de formations spécialisés<br />
: Application de la démarche d’ingénierie<br />
bricole pour une instanciation sur moodle. In<br />
Colloque scénario 2007, Montreal, Canada, mai<br />
2007.<br />
4. Alain Derycke, Thomas Vantroys, Benjamin Barbry,<br />
and Philippe Laporte. E-retail : Interaction<br />
of intelligent selling space with personal selling<br />
assistant. In ICEIS conference, Barcelona, Spain,<br />
juin <strong>2008</strong>.<br />
5. Yvan Peter, Xavier Le Pallec, and Thomas Vantroys.<br />
Pedagogical Scenario Modelling, Deployment,<br />
Execution and Evolution, chapter 15,<br />
pages 283–305. Architecture Solutions for E-<br />
Learning Systems, Claus Pahl Editor, Hershey,<br />
Architecture Solutions for E-Learning Systems,<br />
2.9 OPAC<br />
Claus Pahl Editor, Hershey, PA : IDEA Group<br />
Inc., décembre 2007.<br />
6. Yvan Peter and Thomas Vantroys. Platform<br />
support for pedagogical scenarios. Revue E<strong>du</strong>cational<br />
Technology and Society, 8(3) :122–137,<br />
novembre 2005.<br />
7. Cuong Pham-Nguyen, Simon Lau, Benjamin<br />
Barbry, Thomas Vantroys, and Serge Garlatti.<br />
Pervasive learning system based on a scenario<br />
model integrating webs service retrieval and<br />
orchestration. In MLearn <strong>2008</strong>, University of<br />
Wolverhampton, United Kingdom, <strong>octobre</strong><br />
<strong>2008</strong>.<br />
8. José Rouillard. Web services and speech-based<br />
applications around voicexml. Journal of Networks<br />
(JNW, ISSN 1796-2056), février 2007.<br />
9. José Rouillard, Jean-Claude Tarby, Vincent Chevrin,<br />
and Alain Derycke. La plasticité des documents<br />
numériques. Numéro spécial Document<br />
numérique de la Revue TSI - Revue Technique et<br />
Science Informatiques, 25(4), janvier 2006.<br />
10. Jean-Claude Tarby, Houcine Ezzedine, and<br />
Christophe Kolski. Prevision of evaluation by<br />
traces <strong>du</strong>ring the software design of interactive<br />
systems : two approaches compared. In Ahmed<br />
Seffah, Jean Vanderdonckt, And Michel<br />
Desmarais (Ed.), Human-Centered Software<br />
Engineering : Architectures and Models-Driven<br />
Integration, Springer HCI Series (accepté et à<br />
paraître), janvier <strong>2008</strong>.<br />
Mots-clés : Optimisation parallèle, Métaheuristiques, Optimisation multi-objectif, Optimisation hybride,<br />
Applications aux télécommunications, transport/logistique et à la biologie moléculaire, Logiciels<br />
libres pour les métaheuristiques<br />
2.9.1 Membres<br />
Permanents<br />
François CLAUTIAUX, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Sept 2006<br />
Bilel DERBEL, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Septembre 2007<br />
Clarisse DHAENENS, PR2 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Septembre 2006<br />
Laetitia JOURDAN, CR2 INRIA dans l’équipe depuis Septembre 2005
56 Équipes<br />
El-Ghazali TALBI (resp.), PR1 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Sept 2007<br />
Nouredine MELAB, PR2 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Septembre 2006<br />
Non permanents<br />
Jean-Charles BOISSON, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2005<br />
Jérome BRONGNIART, Doctorant INRIA dans l’équipe depuis Oct 2006<br />
Ali KHANAFER, Doctorant INRIA dans l’équipe depuis Oct 2007<br />
Arnaud LIEFOOGHE, Doctorant INRIA dans l’équipe depuis 2006<br />
Malika MEHDI, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2007<br />
Selma MESMOUDI, POST-DOC CNRS dans l’équipe depuis Mai <strong>2008</strong><br />
Alexandru TANTAR, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2005<br />
Emilia TANTAR, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2005<br />
Jorges TAVARES, POST-DOC INRIA dans l’équipe depuis 2007<br />
Invités et anciens membres<br />
Franck SEYNHAEVE (MdC).<br />
Oliver SCHUTZE (Postdoc).<br />
2.9.2 Problématique<br />
Thomas LEGRAND (Ingénieur).<br />
Gael EVEN (Ingénieur).<br />
La thématique de l’équipe se résume par la conception et la réalisation d’algorithmes d’optimisation<br />
efficaces pour la résolution de problèmes d’optimisation multi-critères difficiles. Face à des<br />
applications qui nécessitent la résolution de problèmes d’optimisation combinatoire de taille sans<br />
cesse croissante et ce dans des délais de plus en plus courts, seule la mise en oeuvre conjointe de<br />
méthodes avancées issues de l’optimisation combinatoire en Recherche Opérationnelle, de la décision<br />
en Intelligence Artificielle et de l’utilisation <strong>du</strong> Parallélisme/Distribution permettrait d’aboutir<br />
à des solutions satisfaisantes. Après avoir été modélisé par les graphes ou la programmation mathématique,<br />
le problème, suivant sa complexité, peut être résolu par une méthode exacte (solution optimale)<br />
ou approchée (bonne solution). Les méthodes exactes utilisent la programmation dynamique,<br />
l’optimisation dans les graphes ou la recherche arborescente alors que les méthodes approchées<br />
récentes sont par exemple des méta-heuristiques de recherche locale comme le recuit simulé, la recherche<br />
tabou, ou des méta-heuristiques à base de populations comme les algorithmes génétiques,<br />
les systèmes de fourmis, et la recherche dispersée.<br />
Les points forts de l’équipe sont :<br />
– La modélisation et l’étude des paysages (structures) de problèmes d’optimisation combinatoire<br />
(multi-objectifs). Applications à des problèmes in<strong>du</strong>striels (télécommunications, bioinformatique,<br />
transport et logistique) et génériques (affectation, ordonnancement, routage).<br />
– La conception de nouvelles méthodes exactes et heuristiques dans la résolution de problèmes<br />
d’optimisation multi-objectifs. L’hybridation d’algorithmes d’optimisation (métaheuristiques,<br />
programmation mathématique, programmation par contraintes, apprentissage).<br />
– La conception et la réalisation d’algorithmes d’optimisation parallèles et distribuées sur différentes<br />
plateformes (réseaux de stations, cluster de stations, Grilles de calcul).<br />
2.9.3 Résultats<br />
Nos principaux résultats se situent aussi bien au niveau de la modélisation de problèmes d’optimisation<br />
qu’au niveau de la conception de nouvelles méthodes et de nouveaux mécanismes de<br />
recherche. En terme de modélisation, nous nous sommes attachés à proposer des modèles réalistes<br />
pour différents grands défis non académiques. Nous avons notamment proposé de nouvelles fonctions<br />
objectifs ou de nouvelles combinaisons de plusieurs fonctions afin de créer un nouveau modèle<br />
multi-objectif. Ainsi nous avons contribué par : la conception d’un nouveau modèle d’identification<br />
de protéines par « de novo protein sequencing » (ASCQ_ME), la création d’une nouvelle borne<br />
pour le problème de « bin packing » bi-objectif avec rotation autorisée des éléments, la proposition<br />
d’un nouveau modèle multi-objectif pour les règles d’association, la proposition d’un nouveau modèle<br />
multi-objectif pour la conception de réseaux de télécommunication pour mobile de 2ème et<br />
3ème génération, et la conception d’un nouveau modèle multi-critère pour concevoir de nouveaux
2.9. OPAC 57<br />
matériaux résistants aux ondes électromagnétiques. L’analyse de paysage dans un contexte multiobjectif<br />
contient différents éléments dont l’étude de la structure <strong>du</strong> front Pareto. Nous avons étudié<br />
la convexité <strong>du</strong> front Pareto pour montrer l’inefficacité des méthodes utilisant l’agrégation pour trouver<br />
des solutions non-supportées. Ceci nous a permis de proposer une méthode exacte PPM pour<br />
résoudre des problèmes bi-objectifs. Dans ce cadre, nous avons également identifié les principales<br />
classes de complexité des problèmes combinatoires multi-objectifs et nous en avons dé<strong>du</strong>it de nouveaux<br />
résultats de complexités et des bornes d’approximation pour le flow-shop de permutation<br />
bi-objectif. De plus, le concept d’epsilon-dominance nous a permis de prouver la convergence des<br />
algorithmes de recherche stochastiques sur des problèmes continus.<br />
Concernant l’analyse de performance, l’équipe OPAC a proposé deux nouveaux indicateurs permettant<br />
de quantifier la qualité d’un front Pareto : la contribution et l’entropie. Ces différentes métriques<br />
permettent de comparer différents algorithmes entre eux et d’étudier notamment l’influence<br />
de certains mécanismes intro<strong>du</strong>its dans les algorithmes.<br />
Concernant la conception de nouveaux algorithmes et de nouvelles méthodes hybrides, nous<br />
avons conçu une nouvelle méthode exacte multi-objectif appelée PPM (Parallel Partitioning Method)<br />
pouvant traiter efficacement les problèmes bi-objectifs, son extension k-PPM permet de traiter<br />
des problèmes à plus de deux objectifs. Nous avons également proposé de nouveaux schémas coopératifs<br />
notamment entre un algorithme génétique multi-objectif et une recherche locale pareto<br />
dont les transitions sont réalisées dynamiquement pendant la recherche, entre PPM et un algorithme<br />
génétique adaptatif, entre des techniques de datamining et un algorithme multi-objectif (LEMMO -<br />
Learnable Evolution Model for Multi-objective Optimization). Ces différents schémas ont été testés<br />
sur plusieurs applications et se sont révélés très performants par rapport à la littérature. Chacun<br />
d’eux apporte des contributions soit au niveau de l’accélération de la recherche soit au niveau de<br />
l’amélioration des performances.<br />
Notre équipe a également de fortes contributions en ce qui concerne la conception de modèles<br />
parallèles de métaheuristiques et d’algorithmes exacts et leur gridification. Ainsi nous avons proposé<br />
une nouvelle méthode exacte parallèle (B&B@Grid) afin de réaliser une exploration des arbres<br />
de façon parallèle sur grille de calcul tout en minimisant les informations de communications. Cette<br />
nouvelle méthode nous a permis de résoudre de façon exacte pour la 1ère fois l’instance <strong>du</strong> flowshop<br />
de Taillard Ta056 (50 jobs sur 20 machines) avec une efficacité en terme de parallélisme de<br />
97%. B&B@Grid a ensuite été couplé avec PPM afin de résoudre de façon exacte des problèmes<br />
multi-critères. Nous nous sommes également intéressés à un développement logiciel permettant<br />
une réalisation de modèles parallèles de façon transparente et portables sur différents types d’environnements<br />
(machines à mémoires partagées ou distribuées). Nous avons fourni par le logiciel<br />
Paradiseo les principaux modèles parallèles que nous avons ensuite gridifié. Cette gridification nécessite<br />
de repenser la conception des modèles parallèles pour s’adapter au caractère hétérogène,<br />
dynamique et large échelle des grilles ; de modéliser et implémenter leur interaction avec les services<br />
systèmes. ParadisEO a donc été couplé à Condor-MW (ParadisEO-CMW). Afin de permettre un déploiement<br />
sur de multiples grilles institutionnelles, ParadisEO a également été couplé avec Globus<br />
(ParadisEO-G). La plate-forme a alors permis notamment de s’attaquer à un problème hautement<br />
combinatoire qu’est la prédiction de structure de protéines en réalisant une hybridation entre un<br />
algorithme génétique et un recuit simulé sur un modèle en îles parallèle et distribué. Ce modèle a<br />
été déployé sur Grid’5000 avec plus de 1000 processeurs.<br />
Concernant la modélisation et l’analyse de problèmes un nombre important d’équipes travaille<br />
sur l’optimisation combinatoire comme RealOpt de F. Vanderbeck (INRIA, Bordeaux) dont l’objectif<br />
est de développer, principalement pour l’optimisation mono-objectif, des formulations pour des problèmes<br />
combinatoires basées sur l’hybridation des dernières techniques de reformulation (approche<br />
polyédrale, approche de décomposition Lagrangienne, et techniques venant de l’optimisation nonlinéaire<br />
et de la théorie des graphes), et MACSI de MC. Portmann (INRIA, Nancy) qui est spécialisée<br />
dans la modélisation et la résolution mono-objective de système de pro<strong>du</strong>ction. La recherche en optimisation<br />
multi-objectif est relativement récente, différentes équipes nationales et internationales s’y<br />
intéressent comme TAO (INRIA, Saclay) qui résout plutôt des problème d’optimisation continue, K.<br />
Mittienen (Finlande) et M. Ehrgott (Nouvelle Zélande et France) qui s’intéressent aux méthodes classiques<br />
d’aide à la décision en multi-critère (MCDM : Multi Criteria Decision Making), X. Gandibleux<br />
(LINA, Nantes) qui s’intéresse au multi-objectif mais très peu aux hybridations, K. Deb (Kangal, Kanphur,<br />
Inde), C. Coello (CINVESTAV-IPN, Mexique), et E. Zitzler (ETH Zurich, Suisse) qui s’intéressent<br />
plutôt aux problèmes académiques avec des métaheuristiques séquentielles. Concernant l’analyse<br />
de performance en multi-objectif, relativement peu d’équipes travaillent sur ce sujet, nous pouvons
58 Équipes<br />
néanmoins citer l’équipe de E. Ziztler (Zurich, Suisse). Enfin une compétence forte de l’équipe réside<br />
en la parallélisation et la gridification d’algorithmes de résolution de problèmes combinatoires.<br />
L’équipe OPALE (PRiSM, Versailles) s’intéresse à la parallélisation et la gridification de méthodes<br />
exactes pour des problèmes mono-objectif, Algorille (INRIA, Nancy) s’occupe également de la gridification<br />
d’algorithmes mais avec une vision plus allocation de ressources, OASIS (INRIA, Nice-Sophia<br />
Antipolis) se préoccupe plus de la conception d’environnements efficaces pour les grilles et se situent<br />
plus au niveau système qu’au niveau applicatif, niveau auquel l’équipe travaille. Au niveau logiciel<br />
nous pouvons citer deux projets qui ont émergé à partir de 2000 DREAM (INRIA, Saclay) et MALLBA<br />
(Malaga, Espagne) tous deux consacrés au mono-objectif et alors que notre logiciel Paradiseo propose<br />
le parallélisme et le déploiement sur grilles d’algorithmes mono et multi-critères. Globallement,<br />
l’équipe OPAC est la seule à proposer des compétences complémentaires en modélisation, résolution<br />
et parallélisation de méthodes de résolution pour des problèmes d’optimisation multi-critère.<br />
2.9.4 Perspectives<br />
Les travaux de l’équipe portant sur la modélisation et l’analyse de paysages ont été appliqués à<br />
une large variété de problèmes appartenant à différents domaines. La compréhension de chaque<br />
problème a nécessité un effort très important, ce qui a laissé moins de temps pour acquérir une expertise<br />
dans le domaine d’application. Il sera donc important de restreindre les futurs travaux à un<br />
nombre limité de problèmes, notamment le docking moléculaire, les télécommunications et le bin<br />
packing. Dans les travaux réalisés dans le cadre <strong>du</strong> projet DOLPHIN, les approches multi-objectifs<br />
proposées telles que PPM ont été pour la plupart bi-objectifs. Celles-ci devront être généralisées à<br />
plus de deux objectifs. Par ailleurs, les hybridations entre méthodes d’optimisation proposées utilisent<br />
plusieurs paramètres souvent fixés de manière expérimentale. Il conviendrait donc de rendre<br />
leur calibrage automatique et adaptatif. Enfin, dans les travaux portant sur l’optimisation parallèle<br />
en particulier sur grilles de calcul les métaheuristiques et les méthodes exactes ont été étudiées<br />
séparément. Cependant, les modèles parallèles associés aux deux classes de méthodes ont de nombreuses<br />
similarités, ce qui justifie leur unification. D’autre part, les modèles adaptés aux grilles et<br />
fournis dans la plate-forme ParadisEO ont une extensibilité limitée car il ont été conçus suivant le<br />
paradigme Maître-Esclave asynchrone. Du travail reste à faire pour permettre leur exploitation sur<br />
des environnements à très large échelle tels que les multi-grilles hiérarchiques ou les machines pétaflopiques.<br />
La suite <strong>du</strong> projet de l’équipe est définie dans le projet DOLPHIN. Le projet portera sur la modélisation<br />
et la résolution de problèmes d’optimisation combinatoire multi-objectifs dynamiques et/ou<br />
incertains utilisant des algorithmes hybrides parallèles distribués à grande échelle.<br />
2.9.5 Collaborations<br />
– Accord Programme CMEP Franco-Algérien (2005-<br />
2009)<br />
– Action INRIA 3+3 Méditerranée (Algérie, Espagne,<br />
France, Tunisie) (2006-2009)<br />
– Action CNRS NEGEST - Japan (NExt Grid Systems<br />
and Services) (2005-2007)<br />
– C. A. C. Coello, Instituto Politecnico Nacional,<br />
Mexico<br />
– J. Figueira, Instituto Superior Tecnico, Porto, Portugal<br />
– M. Laumanns, Computer Engineering and Networks<br />
Laboratory (TIK), Zurich<br />
– T. Cinkler, High Speed Networks Laboratory of Hun-<br />
2.9.6 Contrats<br />
COLIVAD (CPER) de 2006 à <strong>2008</strong>, partenaires : Université<br />
de Valenciennes, Ecole Centrale de Lille.<br />
GRAAL (COST EU) de 2004 à <strong>2008</strong>.<br />
DOCK (ANR –CIGC) de 2006 à 2009.<br />
gry<br />
– E. Zitzler, ETH Zurich, Switzerland<br />
– E. Alba and G. Luque, University of Malaga (Spain)<br />
– A. Zomaya, The University of Sydney (Australia)<br />
– P. Bouvry, Université de Luxembourg (Luxembourg)<br />
– I. Zunino, UNICEN University (Argentina)<br />
– E. Burke, University of Nottingham (England)<br />
– D. Corne, Heriot-Watt University, Edinburgh (Scotland)<br />
– France Telecom<br />
– MOBINETS<br />
– CEA Grenoble<br />
France Telecom (In<strong>du</strong>striel) de 2003 à 2005, partenaires<br />
: France Telecom.<br />
Decrypton (Recherche) de 2006 à <strong>2008</strong>, partenaires :<br />
INSERM, Institut de Biologie de Lille.
2.9. OPAC 59<br />
CHOC (ANR –CIGC) de 2006 à 2009, partenaires :<br />
Université UVSQ, INRIA Rhones-alpes.<br />
Bioinformatique (PPF) de 2006 à 2009, partenaires :<br />
Université de Lille 1.<br />
MOST2 (CPER) de 2004 à 2006, partenaires : Université<br />
de Valenciennes, Ecole Centrale de Lille.<br />
LOVAD (CPER) de 2004 à 2006, partenaires : Université<br />
2.9.7 Logiciels et brevets<br />
PARADISEO (http://paradiseo.gforge.inria.fr) :<br />
Framework logiciel (open source, licence CECILL)<br />
pour la conception de métaheuristiques parallèles<br />
hybrides pour l’optimisation mono et multi-objectif<br />
GUIMOO (http://guimoo.gforge.inria.fr) : Logiciel<br />
(open source) pour l’évaluation des performances<br />
de méthodes d’optimisation multi-objectifs<br />
2.9.8 Thèses et habilitations à diriger des recherches<br />
Habilitations à diriger des recherches<br />
Noureddine MELAB, Contributions à la résolution<br />
de problèmes d’optimisation combinatoire sur Grilles<br />
(Nov 2005).<br />
Clarisse DHAENENS, Méthodes d’optimisation multiobjectif<br />
(Oct 2005).<br />
Thèses de doctorat<br />
Matthieu BASSEUR, Conception d’algorithmes coopératifs<br />
pour l’optimisation multi-objectif : Application<br />
aux problèmes d’ordonnancement de type Flow-shop<br />
(Juin 2005).<br />
2.9.9 Visibilité et faits marquants<br />
Visibilité<br />
de Valenciennes, Ecole Centrale de Lille.<br />
GGM (ACI –GRID) de 2004 à 2007, partenaires : Université<br />
Claude Bernard, Université de Toulouse.<br />
GRId’5000 (ACI –GRID) de 2004 à 2007, partenaires :<br />
Consortium GRId’5000.<br />
Nanopuces (ACI –Nanosciences) de 2005 à 2007, partenaires<br />
: Institut Pasteur.<br />
ASCQ_Me (https://www.genopole-lille.fr/<br />
logiciel/ascq_me) : Logiciel (open source) pour<br />
l’identification automatique de protéines<br />
DOCKING@GRID (http://www.lifl.fr/~talbi/<br />
docking) : Logiciel (open source) pour la conformation<br />
moléculaire et le docking de molécules<br />
Sebastien CAHON, Plateformes logicielles pour métaheuristiques<br />
hybrides sur clusters et Grilles (Juil 2005).<br />
Mohamed KHABZAOUI, Modélisation et résolution<br />
multi-objectifs des règles d’association : Application à<br />
l’analyse de données bio-puces (Nov 2006).<br />
Hind BOUZIRI, The fitness landscape of the graph<br />
coloring problem (Avril 2006).<br />
Mhand MEZMAZ, Modèles peer to peer sur grilles<br />
pour l’optimisation combinatoire multi-objectifs (Nov<br />
2007).<br />
Julien LEMESRE, Résolution exacte parallèle de problèmes<br />
multi-objectifs : Application aux problèmes<br />
d’ordonnancement (Nov 2006).<br />
– Best paper award in Genetic and Evolutionary Computation Conference (GECCO 2007).<br />
– Organisation de conférences : EA’05, ROADEF’06, META’06, NIDISC, EGC’06, EGPDC.<br />
– Organisation d’un grand nombre de sessions à ROADEF’2004, HIS’2005, INCOM’2006, ME-<br />
TA’2006, LT’2006, ISMP’2006, HPCS’2007, EURO’2007, ROADEF’2007, ROADEF’<strong>2008</strong>...<br />
– Animation scientifique<br />
– Secrétaire de l’association ROADEF (http://www.roadef.org) (C. Dhaenens).<br />
– Secrétaire de l’association EA (http://www.lifl.fr/EA/) (L. Jourdan).<br />
– Animation <strong>du</strong> groupe de travail national PM2O (Programmation Mathématique MultiObjectif),<br />
GDR RO (C. Dhaenens puis L. Jourdan) et META (E-G. Talbi).<br />
– Direction <strong>du</strong> CIB (centre Intégré de bio-informatique de la Génopole de Lille (E-G. Talbi,<br />
animation scientifique C. Dhaenens).<br />
– Membres des groupes de recherche EURO EU/ME (Metaheuristics), EURO PAREO (Parallel<br />
Processing in Operations Research), et ECCO (European Chapter on Combinatorial<br />
Optimization).<br />
– Editions dans les journaux : « International Journal of Foundation of Computer Science », « Journal<br />
Européen des Systèmes Automatisés » , « Journal of Parallel and Distributed Computing »,<br />
« RAIRO Operations Research », « Computer Communications », « Journal of Mathematical Modelling<br />
and Applications », « Journal of Heuristics », « European Journal of Operational Research »<br />
– Comité éditorial des journaux « International Journal of Intelligent Computing and Cybernetics<br />
(IJICC) », « International Journal of Innovative Computing and Applications (IJICA) », « International<br />
Journal of Pervasive Computing and Communications », « Book Series in Intelligent Sys-
60 Équipes<br />
tems Engineering », published Nova science Publishers, « Mediterranean Journal of Artificial<br />
Intelligence (MJAI) », depuis 2006.<br />
– Comité de programmes : Membres <strong>du</strong> comité de programme des conférences : CEC’2004 to<br />
CEC’2007, GECCO’3005 to GECCO’2007, EA’2005 to EA’2007, PPSN’2004 to PPSN’2006, Evo-<br />
COP’2004 to EvoCOP’2007, EMO’2005 to EMO’2007, FRANCORO’2005, ISPS’2005 to ISPS’2007,<br />
SEAL’2004, DEXA GLOBE’2004 to GLOBE’2007, NPC’2005 to NPC’2007, SIAM SDM’2005 to<br />
SDM’2007, HM’2005 to HM’2007, HiPCoMB’2005 to HiPCoMB’2006, BICCIB’2006, EGC’2006 to<br />
EGC’2007, MOSIM’2006, IEEE GrC’2006, BIOMA’2006, LT’2006, GADA’2006 to GADA’2007, IEEE<br />
SSSM’2006, IEEE SPCA’2006, IEEE DM-WSN’2006, IEEE MCDM’2007, IEEE FOCI’2007, IEEE<br />
APSCC’2007, BIONETICS’2007, ISDA’2007, ISBRA’2007, SLS’2007, ICPCA’2007, IEEE BLSC’2007,<br />
HPCS’2007, MOAD’2007, PBA’2007.<br />
– Expertises de projets : CRSNG – Canada, ECOS-Sud – South America, ARC (Australian Research<br />
Council) – Australia, Dutch NOW council – Netherlands, CNEAR – Tunisia, and national ANR<br />
and ACI projects.<br />
Faits marquants<br />
Résolution de problèmes jamais traités de façon exacte sur une Grille de calcul<br />
2.9.10 Publications significatives<br />
1. François Clautiaux, A. Jouglet, and J. El Hayek.<br />
A new lower bound for the non-oriented twodimensional<br />
bin-packing problem. Operations<br />
Research Letters, 35(3) :365–373, 2007.<br />
2. Nicolas Jozefowiez, Frederic Semet, and El-<br />
Ghazali Talbi. Target Aiming Pareto Search and<br />
its application to the vehicle routing problem<br />
with route balancing. Journal of Heuristics,<br />
13 :455–469, 2007.<br />
3. Julien Lemesre, Clarisse Dhaenens, and El-<br />
Ghazali Talbi. An exact parallel method for a<br />
bi-objective permutation flowshop problem.<br />
European Journal of Operational Research (Elsevier),<br />
177(3) :1641–1655, 2007.<br />
4. Nouredine Melab, Sébastien Cahon, and El-<br />
Ghazali Talbi. Grid computing for parallel<br />
bioinspired algorithms. Journal of Parallel and<br />
Distributed Computing (JPDC), 66(8) :1052–<br />
1061, Aug. 2006.<br />
5. Mohand Mezmaz, Nouredine Melab, and E. G.<br />
Talbi. An efficient load balancing strategy<br />
for grid-based branch and bound algorithm.<br />
Parallel Computing, 33(4-5) :302–313, 2007.<br />
6. Jean-Marc Pierson, Julien Gossa, Pascal Wehrle,<br />
Yvon Cardenas, Sébastien Cahon, Moham-<br />
2.10 PALOMA<br />
med El Samad, Lionel Brunie, Clarisse Dhaenens,<br />
Ameur Hameurlain, Nouredine Melab,<br />
Maryvone Miquel, Franck Morvan, El-Ghazali<br />
Talbi, and Anne Tchounikine. Ggm : Efficient<br />
navigation and mining in distributed genomedical<br />
data. IEEE Transactions on Nanobioscience,<br />
6(2) :110–116, 2007.<br />
7. El-Ghazali Talbi. Parallel Combinatorial Optimization.<br />
Wiley, 2006.<br />
8. El-Ghazali Talbi and Hervé Meunier. Hierarchical<br />
parallel approach for GSM mobile network<br />
design. Journal of Parallel and Distributed<br />
Computing (JPDC), 66(2) :274–290, Feb 2006.<br />
9. El-Ghazali Talbi and Benjamin Weinberg. Breaking<br />
the search space symmetry in partitioning<br />
problems : An application to the graph coloring<br />
problem. Theor. Comput. Sci., 378(1) :78–86,<br />
2007.<br />
10. L. Vermeulen-Jourdan, C. Dhaenens, and El-<br />
Ghazali Talbi. Linkage disequilibrium study<br />
with a parallel adaptive GA. International<br />
Journal of Foundation in Computer Science,<br />
16 :241–260, April 2005.<br />
Mots-clés : Informatique distribuée, Grille de calcul, Architectures logicielles distribuées, Applications<br />
Autoadaptables, Fouille de données<br />
2.10.1 Membres<br />
Permanents<br />
Richard OLEJNIK, IR CNRS dans l’équipe depuis 1984<br />
Bernard TOURSEL (resp.), PREX Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 1981
2.10. PALOMA 61<br />
Non permanents<br />
Iyad ALSHABANI, POST-DOC Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2007<br />
Mahmoud TAIFOUR, POST-DOC Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2006<br />
2.10.2 Problématique<br />
La thématique de l’équipe concerne, dans le domaine de l’informatique répartie, les problèmes<br />
liés à la conception et à l’exécution efficace d’applications distribuées sur des grappes et grilles d’ordinateurs.<br />
Les travaux de recherche effectués s’inscrivent dans trois problématiques :<br />
– La généralisation des traitements répartis sur des réseaux exige de maîtriser la répartition des<br />
traitements et des données pour diminuer les surcoûts liés aux communications entre les sites<br />
et améliorer l’efficacité de l’exécution. Il devient en particulier indispensable de pouvoir s’adapter,<br />
pendant l’exécution, aux évolutions imprévisibles des calculs et de la disponibilité des ressources.<br />
– Le développement des réseaux d’ordinateurs con<strong>du</strong>it à revisiter l’approche de la conception<br />
d’applications à l’aide de composants dans un contexte parallèle et distribué.<br />
– L’explosion de la quantité d’informations générées continuellement con<strong>du</strong>it à des bases de<br />
données de très grande taille. Les méthodes traditionnelles d’extraction de connaissance atteignent<br />
leurs limites, alors même que les impératifs d’obtention rapide des résultats s’accroissent.<br />
Il devient donc indispensable d’inventer de nouveaux algorithmes permettant à la<br />
fois une diminution de la complexité des traitements et une exécution distribuée et efficace<br />
sur des grilles de calcul.<br />
2.10.3 Résultats<br />
Les travaux de recherche ont été menés dans le cadre de trois projets.<br />
Projet 1 : La plate-forme middleware DG-ADAJ a été développée pour permettre une exécution<br />
efficace des applications hétérogènes sur des réseaux d’ordinateurs. Elle permet :<br />
– d’assurer un contrôle automatique de la granularité et de la distribution des traitements répartis,<br />
pendant l’exécution,<br />
– de fournir un environnement de programmation distribuée pour les applications Java et un<br />
environnement d’exécution qui optimise le placement dynamique des objets de l’application<br />
sur la grille.<br />
Ces fonctionnalités reposent sur l’intro<strong>du</strong>ction d’un mécanisme d’observation de l’activité des objets<br />
et des relations entre les objets. 20 publications (dont 5 dans des revues) ont été faites sur ce projet<br />
sur la période 2005-<strong>2008</strong><br />
Projet 2 : Le travail effectué dans ce cadre a abordé les points suivants :<br />
– Créer un framework de composants basé sur le modèle CCA (Common Component Architecture)<br />
assurant une distribution et une exécution répartie et efficace, qui a été incorporé à la<br />
plate-forme DG-ADAJ<br />
– Intro<strong>du</strong>ire de nouvelles possibilités de composants parallèles, de super-composants, éventuellement<br />
parallèles et de composants de contrôle adaptés à la construction d’applications réparties.<br />
– Assurer la minimisation des surcoûts liés aux communications et aux couches logicielles associées<br />
aux composants.<br />
La faisabilité de cette approche et les mesures d’efficacité ont été évaluées à la fois sur GRID5000 et<br />
sur clusters de stations. Ce travail s’est conclu par la thèse de Iyad Alshabani en 2006. 3 publications<br />
ont été faites sur ce projet <strong>du</strong>rant la période de référence.<br />
Projet 3 : Le projet DISDAMIN (Distributed Data Mining) a intro<strong>du</strong>it une nouvelle approche de<br />
la recherche de règles d’association s’appuyant sur un partitionnement « intelligent » des données.<br />
Cette fragmentation intelligente repose sur un nouvel algorithme distribué de clustering, nommé<br />
CDP (Clustering Distribué Progressif). Le résultat de cette fragmentation est ensuite exploité par un<br />
nouvel algorithme distribué de génération de règles d’association (nommé DICCoop) permettant<br />
de traiter de manière coopérative et asynchrone ces fragments. Ces algorithmes ont été validés par<br />
des expérimentations sur GRID’5000 et sur clusters. Ce travail a con<strong>du</strong>it à la thèse de Valérie Fiolet<br />
soutenue en 2006 et a fait l’objet de 7 publications (dont 2 articles en revue) <strong>du</strong>rant la période de<br />
référence.
62 Équipes<br />
2.10.4 Perspectives<br />
1. Traitements répartis : Initialement conçu pour des exécutions sur clusters, DG-ADAJ est actuellement<br />
en cours d’évolution pour passer à l’échelle des grilles (GRID5000) et pour améliorer<br />
ses performances, à l’aide des technologies agents et de webservices. Ces travaux sont menés<br />
en collaboration avec des équipes d’Italie, de Pologne et de Roumanie. Il est prévu de déposer<br />
de un Projet Européen dans lequel DG-ADAJ serait le noyau système. D’autres travaux sont<br />
con<strong>du</strong>its dans le cadre d’un PICS CNRS, pour évaluer l’efficacité de différentes méthodes de<br />
placement : théorie des jeux, méthodes inspirées par la nature (bio-inspired computing), et<br />
équipes d’agents agissant comme “brokers” de ressources.<br />
2. Extraction distribuée de connaissance : Ce projet est mené en continuation <strong>du</strong> projet DISDA-<br />
MIN. L’extraction de connaissances dans des bases de données de très grande taille con<strong>du</strong>it<br />
à étudier de nouvelles approches capables de répondre aux exigences d’obtention rapide des<br />
résultats en exploitant les possibilités offertes par les grilles de calcul. Les applications sont<br />
envisagées dans le domaine de la distribution et <strong>du</strong> commerce <strong>du</strong> futur et dans un contexte<br />
d’informatique ubiquitaire, en lien avec le pôle de compétitivité « In<strong>du</strong>stries <strong>du</strong> commerce »(PI-<br />
COM). Un premier projet labellisé par ce pôle, concernait l’étude <strong>du</strong> comportement client à<br />
partir de base de données massives, en recourant aux possibilités <strong>du</strong> calcul distribué. Les acteurs<br />
et les frontières de ce projet ont été revus et il devrait être présenté à une prochaine<br />
réunion <strong>du</strong> Conseil Scientifique et Technique <strong>du</strong> pôle.<br />
2.10.5 Collaborations<br />
– Projet PICS avec l’Académie des Sciences de Pologne<br />
et l’ENSIMAG sur l’équilibrage de charges et l’ordonnancement<br />
pour les grilles de calcul et les systèmes<br />
embarqués”.<br />
– Collaboration avec la « Western University » de Timisoara<br />
(Roumanie) sur la gestion de workflows : 1<br />
publication dans une revue.<br />
2.10.6 Contrats<br />
OGSE (Projet PICS) de <strong>2008</strong> à 2011, partenaires : Académie<br />
des Sciences de Pologne (IPIPAN, IBSPAN) et<br />
IMAG (Equipe MOAIS).<br />
2.10.7 Logiciels et brevets<br />
ADAJ (http://www.lifl.fr/PALOMA/ADAJ/) : Plateforme<br />
logicielle (open source en cours) pour l’optimi-<br />
2.10.8 Thèses et habilitations à diriger des recherches<br />
Thèses de doctorat<br />
Iyad ALSHABANI, Composants logiciels distribués et<br />
parallèles en Java (Décembre 2006).<br />
2.10.9 Visibilité et faits marquants<br />
Visibilité<br />
– Collaboration avec la Seconde Université de Naples<br />
(SUN) sur les webservices et les Agents Mobiles : 1<br />
article publié et projet de PICS .<br />
– Coopération avec Decathlon, Leroy Merlin, Boulanger<br />
et Finaref dans le cadre d’un Projet commun<br />
labellisé par le Pôle de Compétitivité PICOM.<br />
Archi (Projet de Coopération internationale) de 1984 à<br />
2007, partenaires : Académie des Sciences de Pologne<br />
(IPIPAN).<br />
sation de l’exécution et <strong>du</strong> développement d’applications<br />
Java sur clusters et grilles de calcul.<br />
Valérie FIOLET, Algorithmes distribués d’extraction de<br />
connaissance (Novembre 2006).<br />
– Bernard Toursel est actuellement vice-président de l’université chargé des TIC. Il est également<br />
président <strong>du</strong> Conseil Scientifique et Technique <strong>du</strong> pôle de compétitivité « In<strong>du</strong>stries <strong>du</strong> Commerce<br />
» et est chargé de nombreuses missions d’expertises (CNRS, INRIA, MEN, UE, Régions,<br />
Ministère Irlandais, AERES. . .).
2.11. RD2P 63<br />
– Richard Olejnik est PCN et PCR ICT <strong>du</strong> FP7 (CE). Il est Rédacteur Associé pour la revue « Future<br />
Generation of Computer System » (FGCS) – The International Journal of Grid Computing :<br />
Theory, methods and Applications, Elsevier – et pour la revue électronique « Scalable Computing<br />
: Practice and Experience »,<br />
– Bernard Toursel et Richard Olejnik sont membres <strong>du</strong> comité de programme de nombreuses<br />
conférences internationales IEEE ou Euromicro.<br />
– En 2005, l’équipe a organisé à Lille la 5 e édition de la Conférence IEEE ISPDC (International<br />
Symposium on Parallel and Distributed Computing).<br />
Faits marquants<br />
Bernard Toursel a reçu en 2007 le Grand Prix des Universités de la Société In<strong>du</strong>strielle <strong>du</strong> Nord de<br />
la France<br />
2.10.10 Publications significatives<br />
1. Iyad Alshabani, Richard Olejnik, Bernard Toursel,<br />
and M. Tudruj. A framework for desktop<br />
grid applications : Ccadaj. In Proceedings of<br />
International Symposium on Parallel and Distributed<br />
Computing (ISPDC 06), Timisoiara,<br />
Romania, July 2006. IEEE Computer Society.<br />
2. Violeta Felea and Bernard Toursel. Dynamic<br />
load balancing mechanism for distributed java<br />
applications. Concurrency and Computation :<br />
Practice and Experience, 18(3) :305–331, 2006.<br />
3. Valérie Fiolet, Richard Olejnik, Bernard Toursel,<br />
Erik Laskowski, and Marek Tudruj. Data<br />
mining on desktop grid platforms. In 7th International<br />
Conference on Parallel Processing<br />
and Applied Mathematics PPAM 2007, Gdansk,<br />
Poland, september 2007.<br />
4. Valérie Fiolet and Bernard Toursel. A clustering<br />
method to distribute a database on a grid.<br />
Generation Computer System (FGCS) – The International<br />
Journal of Grid Computing : Theory,<br />
methods and Applications, 23(8) :997–1002,<br />
November 2007.<br />
5. Erik Laskowski, Marek Tudruj, Richard Olejnik,<br />
and Bernard Toursel. Java programs optimization<br />
based on the most-often-used-paths<br />
approach. LNCS, (3911) :944–951, 2006.<br />
6. Erik Laskowski, Marek Tudruj, Richard Olejnik,<br />
and Bernard Toursel. Bytecode sche<strong>du</strong>ling of<br />
java programs with branches for desktop grid.<br />
Future Generation Computer System (FGCS)<br />
2.11 RD2P<br />
-The International Journal of Grid Computing :<br />
Theory, methods and Applications, 23(8) :977–<br />
982, November 2007.<br />
7. Richard Olejnik, Florin Fortis, and Bernard<br />
Toursel. Webservices oriented datamining in<br />
knowledge architecture. Accepted to publication<br />
in Future Generation Computer System<br />
(FGCS) - The International Journal of Grid<br />
Computing : Theory, methods and Applications,<br />
<strong>2008</strong>.<br />
8. Richard Olejnik, Erik Laskowski, Bernard Toursel,<br />
Marek Tudruj, and Iyad Alshabani. Dg-adaj :<br />
a java computing platform for desktop grid. In<br />
Kazimierz Wiatr Marian Bubak, Michal Turala,<br />
editor, Cracow Grid Workshop ’05 Proceedings,<br />
Cracow, Poland, April 2006. Academic Computer<br />
Centre CYFRONET AGH.<br />
9. Richard Olejnik, Bernard Toursel, Maria<br />
Ganzha, and Marcin Paprzycki. Combining<br />
software agents and grid middleware. Advanced<br />
in Grid and Pervasive Computing, LNCS<br />
4459(4459) :678–385, 2007.<br />
10. Salvatore Venticinque, B. Di Martino, Roco<br />
Aversa, Richard Olejnik, Bernard Toursel, and<br />
Iyad Alshabani. Integrating distributed component<br />
and mobile agents programming models<br />
in grid computing. In 6th International<br />
Symposium on Parallel and Distributed Computing,<br />
ISPDC07, Hagenberg, Austria, July 5-8<br />
2007.<br />
Mots-clés : Systèmes d’exploitation embarqués, carte à microprocesseur, RFID, Réseaux sans fils,<br />
Réseaux ad hoc, Réseaux de capteurs et d’actionneurs, Mobilité, POPS, Protocoles et architectures<br />
réseaux, gestion de la mobilité IP (IPv6), Sécurité<br />
2.11.1 Membres<br />
Permanents<br />
Jean CARLE, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Septembre 2002
64 Équipes<br />
Gilles GRIMAUD, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Février 2002<br />
Michaël HAUSPIE, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Septembre 2006<br />
Samuel HYM, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Février <strong>2008</strong><br />
Nathalie MITTON, CR2 INRIA dans l’équipe depuis Septembre 2006<br />
Farid NAIT-ABDESSELAM, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Septembre 2003<br />
David SIMPLOT-RYL (resp.), PR2 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Février 1998<br />
Isabelle SIMPLOT-RYL, PR2 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Septembre 2007<br />
Non permanents<br />
Nadia BEL HADJ AISSA, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Janvier 2004<br />
Soufiène DJAHEL, Doctorant Autre dans l’équipe depuis Octobre 2007<br />
Simon DUQUENNOY, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Octobre 2007<br />
Antoine GALLAIS, POST-DOC Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Octobre 2004<br />
Dorina GHINDICI, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Octobre 2005<br />
Grégory GUCHE, IC INRIA dans l’équipe depuis Mars <strong>2008</strong><br />
Yassine HADJADJ AOUL, POST-DOC Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Septembre 2007<br />
Fadila KHADAR, Doctorant INRIA dans l’équipe depuis Septembre 2006<br />
Kevin MARQUET, POST-DOC Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Octobre 2004<br />
Tahiry RAZAFINDRALAMBO, POST-DOC CNRS dans l’équipe depuis Décembre 2007<br />
Loïc SCHMIDT, Doctorant INRIA dans l’équipe depuis Janvier <strong>2008</strong><br />
Thomas SOETE, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Octobre 2006<br />
Marie-Emilie VOGE, POST-DOC INRIA dans l’équipe depuis Septembre 2007<br />
Invités et anciens membres<br />
Vincent BENONY (Ingénieur).<br />
Essia HAMOUDA ELHASFI (Post-doc).<br />
François GARRIGUES (Ingénieur).<br />
Julien GRAZIANO (Ingénieur).<br />
Hervé MEUNIER (Ingénieur).<br />
2.11.2 Problématique<br />
Zonghua ZHANG (Post-doc).<br />
Caroline FONTAINE (CR2 CNRS).<br />
Vincent CORDONNIER (Professeur).<br />
Issa TRAORE (Invité).<br />
L’équipe RD2P 1 (Recherche et Développement Dossier Portable), créée en 1989 par Vincent<br />
Cordonnier et dirigée aujourd’hui par David Simplot-Ryl, travaille historiquement sur l’informatique<br />
mobile, initialement autour de la carte à microprocesseur. Depuis, les travaux de l’équipe se sont<br />
élargis aux POPS (Petits Objets Portables et Sécurisés) comme les cartes à puce, les étiquettes RFID,<br />
les capteurs communicants... En 2004, l’équipe-projet POPS (équipe projet commune CNRS, INRIA,<br />
Université Lille 1) a été créée sur la thématique Système et Réseaux pour Petits Objets Portables et<br />
Sécurisés. En septembre 2007, nous avons lancé une action de recherche MISC (Mobile Internet and<br />
Secure Communications) qui s’intéresse aux problèmes émanant <strong>du</strong> domaine des réseaux, avec une<br />
orientation forte pour le développement d’architectures et protocoles. Aujourd’hui, les activités de<br />
recherche de l’équipe RD2P sont donc structurées autour de l’équipe-projet POPS et de l’action de<br />
recherche MISC.<br />
Équipe-projet POPS (7 permanents : Jean Carle, Gilles Grimaud, Michaël Hauspie, Samuel Hym,<br />
Nathalie Mitton, David Simplot-Ryl (resp.), Isabelle Simplot-Ryl).<br />
Nous étudions les solutions pour améliorer la « programmabilité », l’adaptabilité et l’accessibilité<br />
des POPS. En effet, de tels équipements sont caractérisés par de faibles ressources, une<br />
forte mobilité, des déconnexions fréquentes, une communication à faible bande passante et<br />
des capacités de stockage faibles. De plus, en raison de ces contraintes et à cause de l’utilisation<br />
dans un environnement non-sûr, les applications requièrent un haut niveau de sécurité<br />
pour les POPS. Le développement d’applications intégrant des POPS souffre d’un manque d’accessibilité<br />
de ces plates-formes. Par exemple, le développement de logiciels est généralement<br />
pénalisé par un système d’exploitation exotique et limité. En effet, les POPS, tels que les cartes<br />
à microprocesseur par exemple, sont difficiles à programmer et un haut niveau d’expertise<br />
1. plus de détails : http://www.lifl.fr/RD2P.
2.11. RD2P 65<br />
est requis pour pro<strong>du</strong>ire <strong>du</strong> logiciel. Il en est de même pour les aspects de communication<br />
qui peut-être sans fils, multi-sauts, etc. C’est pourquoi nous étudions des solutions où la complexité<br />
<strong>du</strong> matériel et de la communication est prise en charge par les outils de développement.<br />
L’équipe-projet POPS tire avantage de son partenariat fort avec Gemplus/Gemalto depuis<br />
dix-neuf ans. Cette collaboration a amené chaque partenaire à un niveau d’expertise en conception<br />
de système d’exploitation embarqués et réseaux mobiles qui sont nos deux activités de<br />
recherche principales.<br />
Action de recherche MISC (1 permanent : Farid Naït-Abdesselam (resp.)).<br />
Cette jeune action s’intéresse particulièrement au développement de protocoles, algorithmes,<br />
modèles et architectures pour des communications sécurisées, performantes et efficaces dans<br />
le contexte des futurs réseaux multimédias, utilisant les technologies sans fil et IP (IPv6 en<br />
particulier).<br />
2.11.3 Résultats<br />
Nous donnons ici les résultats majeurs de l’équipe RD2P. Le découpage équipe-projet POPS/action<br />
MISC étant récent, les résultats ne sont pas distingués, au contraire des perspectives.<br />
Ordonnancement d’activités dans les réseaux de capteurs. Nous nous sommes intéressés au contrôle<br />
de topologie qui permet d’endormir une partie des nœuds <strong>du</strong> réseau tout en conservant la zone<br />
de couverture <strong>du</strong> réseau. Nos protocoles – sans connaissance a priori <strong>du</strong> voisinage – échangent<br />
peu de messages et maintiennent la connexité <strong>du</strong> réseau [240, 128, 41].<br />
Couches MAC efficaces pour objets mobiles. Nous nous sommes intéressés au problème de l’équité<br />
dans les réseaux ad hoc par le biais de la couche MAC. D’une part, des solutions donnant une<br />
plus grande priorité aux nœuds effectuant <strong>du</strong> routage pour les autres nœuds ont été proposées<br />
[720]. D’autre part, nous avons proposé le protocole PNAV qui permet d’assurer l’équité avec<br />
un bon compromis de performances [118].<br />
La découverte <strong>du</strong> voisinage fait également parti de la couche MAC. Elle est généralement<br />
paramétrée par une fréquence de messages HELLO qui est défini une fois pour toute en fonction<br />
de l’application. Nous avons proposé dans [257] un protocole de message HELLO adaptatif<br />
basé sur la mesure <strong>du</strong> turn-over.<br />
Concernant la couche MAC pour les étiquettes RFID, nous avons proposé plusieurs protocoles<br />
dont certains permettent d’approcher l’optimal mais en connaissant le nombre d’étiquettes<br />
présentes dans le champ électromagnétique <strong>du</strong> lecteur [143] alors que d’autres utilisent<br />
une estimation <strong>du</strong> cardinal de l’ensemble des étiquettes RFID à identifier [396].<br />
Protocoles réseaux pour petits objets. Nous nous sommes intéressés aux différentes fonctions de la<br />
couche réseau comme la diffusion, le routage unicast, le routage multicast ainsi que la collecte<br />
de données.<br />
Pour la diffusion, après avoir proposé successivement différentes techniques originales<br />
de diffusion locale – i.e. n’utilisant que des informations locales en opposition avec les algorithmes<br />
centralisés qui nécessitent une connaissance globale de la topologie <strong>du</strong> réseaux<br />
– [116, 53, 146, 50], nous avons proposé le meilleur algorithme connu à ce problème [52] qui,<br />
pour des réseaux denses, ne consomme que 5% de plus d’énergie par rapport aux meilleurs<br />
algorithmes centralisés.<br />
Il en est de même pour les routages unicast et multicast géographiques (où les nœuds<br />
connaissent leur position géographique ainsi que celle de leurs voisins et des destinations), les<br />
protocoles MSTEAM [237] pour le multicast et le protocole EtE [222] pour l’unicast sont les<br />
meilleures solutions connues.<br />
En collaboration avec Prof. Brahim Bensaou (Hong Kong University of Science and Technology),<br />
nous avons proposé un algorithme atteignant un consensus entre les performances<br />
d’une application et la <strong>du</strong>rée de vie <strong>du</strong> réseau dans le contexte des réseaux de capteurs [726].<br />
En collaboration avec Prof. Ashfaq Khokhar (University of Illinois at Chicago), nous avons<br />
développé une méthode d’analyse originale de la distorsion spatio-temporelle associée avec la<br />
collecte de données temps réel dans les réseaux de capteurs [725].<br />
Sécurité pour objets mobiles. Nous nous sommes intéressés à la sécurité <strong>du</strong> routage dans les réseaux<br />
ad hoc [520, 521, 141]. En particulier, nous avons développé une méthode efficace pour la
66 Équipes<br />
détection des attaques de type trous de ver (wormhole) dans les réseaux ad hoc. Cette méthode<br />
se base sur un système d’échanges de la réputation des mobiles et d’une méthode d’inférence<br />
qui permet d’atteindre des taux élevés de détection de mobiles malicieux [719].<br />
Code mobile sûr pour petits objets. Nous avons proposé une architure d’exo-noyaux pour POPS<br />
qui permet de charger de manière sécurisée (à la PCC) des applications ainsi que des extensions<br />
système [124, 47]. Nous nous sommes en particulier intéressé à la vérification de certainement<br />
propriétés comme le calcul <strong>du</strong> temps d’exécution au pire cas [384]. Nous avons<br />
étudié l’analyse d’échappement et la génération d’un vérifieur embarqué qui permet au POPS<br />
de vérifier les propriétés trouvées sans avoir à utiliser de certificats [508, 244, 245].<br />
Personnalisation <strong>du</strong> logiciel pour petits objets. Pour générer <strong>du</strong> logiciel embarqué, nous avons proposé<br />
une approche dirigée par les applications qui permet de définir le runtime nécessaire<br />
pour une application donnée. Notre approche est basée sur Java et nous en avons démontré la<br />
faisabilité [205] via la plate-forme JITS « Java In The Small ». La gestion mémoire orientée-objets<br />
pour systèmes embarqués a également été l’objet d’une proposition d’architecture qui permet<br />
de gérer un espace d’adresse hétérogène (RAM, EEPROM) de manière efficace [578, 576].<br />
2.11.4 Perspectives<br />
Équipe-projet POPS<br />
L’équipe-projet POPS s’inscrit pleinement dans les priorités <strong>du</strong> site de Lille et contribue aux<br />
« grands projets » régionnaux comme l’IRCICA, le futur Institut STIC autour <strong>du</strong> campus de Lille 1,<br />
le Campus Intelligence Ambiante (CPER) et, bien sûr, le <strong>LIFL</strong> et le centre de recherche INRIA Lille<br />
– Nord Europe. Les membres de POPS sont largement également investis dans l’animation de la<br />
communauté scientifique au niveau national (GDR CNRS ASR, plate-forme nationale CNRS RECAP,<br />
comité d’experts ANR, expertise AERES, association ACM SigOps France, association SPECIF, ...) et<br />
niveau international (comités de programme, organisation de conférences, orateurs invités, associations<br />
IEEE et ACM, ...). Au niveau local, ses membres sont à la fois fortement impliqués dans<br />
l’enseignement (responsables de formations comme le master pro TIIR, les licences pro GLSI et Imagerie<br />
Numérique, chef <strong>du</strong> département informatique de l’IUT, ...) et dans la recherche (direction <strong>du</strong><br />
centre de recherche INRIA Lille – Nord Europe 2 , responsabilité d’axes de recherche et d’actions <strong>du</strong><br />
CPER, ...).<br />
La majeure partie des objectifs proposés pour la création de l’équipe-projet commune POPS en<br />
2003 ont été atteints (voir évaluation INRIA en mars <strong>2008</strong>). Les résultats scientifiques ont donné lieu<br />
à de nombreuses publications dans des conférences et revues internationaux de « rang A » (IEEE<br />
Trans. Parallel and Distributed Systems, ACM Wireless Networks, IEEE Trans. Computers, IEEE Trans.<br />
Mobile Computing, IEEE MASCOTS, IEEE INFOCOM, IEEE PerCom, IEEE MASS, IEEE WOWMOM,<br />
...). Parmi les résultats obtenus, il faut signaler que notre plate-forme JITS a reçu le prix Isabelle<br />
Attali en 2006 et le prix JAX de l’innovation en 2007. Nous détenons les meilleures solutions connues<br />
pour différents protocoles efficaces en énergie dans les réseaux ad hoc et les réseaux de capteurs<br />
(difusion [52], routage géographique unicast [222] et multicast [237]). Nous avons également proposé<br />
des méthodes originales d’analyse de bytecode vérifiables par les petits systèmes pour permettre les<br />
optimisations, le partage de code et les interactions d’applications sécurisées [47, 245].<br />
Concernant le transfert et les relations avec le monde économique, nous bénéfiecions d’un partenariat<br />
de 19 ans avec la société Gemalto (anciennement Gemplus) qui a donné lieu à de nombreux<br />
transferts (brevets, plate-forme CAMILLE). De plus, nous avons des partenariats in<strong>du</strong>striels dans le<br />
cadre de projets collaboratifs (SAP, Phillips, STm, Microsoft, Thales, Ericsson, Auchan, Decathlon,<br />
Trusted Labs, Orange Labs, ATOS Origin, NorSys, GS1, ...). POPS est également fortement impliquée<br />
dans les pôles de compétitivité de la région comme le pôle des in<strong>du</strong>stries <strong>du</strong> commerce ou le pôle<br />
matériaux à usage domestique (participation aux conseils scientifiques et techniques).<br />
Notre objectif est de poursuivre notre approche mêlant théorie et pratique. Néanmoins, de nombreux<br />
résultats ont été validés par simulation et même si l’on tend à intégrer des modèles de plus en<br />
plus réalistes dans nos simulateurs, il est souhaitable de disposer d’environnement d’expérimentation<br />
grandeur réelle en nous concentrant sur quelques cibles (Cartes à puce, capteurs communicants<br />
et plate-forme COM). C’est, notamment, l’objectif de la plate-forme SensLab.<br />
Nous croyons en l’approche « system and networking » qui selon nous a <strong>du</strong> sens dans le contexte<br />
des POPS. Jusqu’à maintenant, nous avons démontré que les approches guidées par l’application<br />
2. Isabelle Simplot-Ryl est chargée de mission pour le développement et David Simplot-Ryl est délégué scientifique.
2.11. RD2P 67<br />
peuvent être très efficaces pour la personnalisation des logiciels embarqués. Pour les 4 années à<br />
venir, nous nous fixons les objectifs suivants, dans lesquels les plateformes de capteurs occupent<br />
une place centrale .<br />
1. Personnalisation des systèmes évolutifs et communicants : Cet objectif est la suite de nos travaux<br />
en termes de personnalisation des systèmes Java. Nous proposons de nous attaquer aux<br />
problèmes suivants :<br />
a) Personnalisation dynamique : la capacité à adapter un système POPS en train de s’exécuter<br />
peut s’avérer être un facteur de différenciation important pour assurer la pérennité <strong>du</strong><br />
système, la mise à jour des applications et ses capacités à s’adapter à de nouveaux usages<br />
et environnements. Nous étudions comment créer un système spécialisé - où des fonctionnalités<br />
peuvent être retirées - qui est capable d’évoluer pour s’approprier de nouvelles<br />
fonctionnalités tout en préservant la sureté des applications déjà installées au travers de<br />
la plateforme JITS.<br />
b) Optimisation de la pile de communication : Le but est ici d’étudier l’architecture de la<br />
pile de communication dans des cas sophistiqués (i.e. non limites à des liens série) et<br />
en particulier pour des objets sans fil. De par nos collaborations avec des in<strong>du</strong>striels,<br />
nous réalisons qu’il est également important de considérer les couches applicatives et en<br />
particulier http.<br />
2. Réseaux sans fil réalistes : Nos travaux ont montré que l’utilisation <strong>du</strong> modèle <strong>du</strong> disque unitaire<br />
n’est pas appropriée à la modélisation <strong>du</strong> monde réel. Notre approche est de considérer<br />
une couche physique réaliste (e.g. Log-normal shadowing model) en validant nos résultats de<br />
façon analytique, par simulation mais également via des expérimentations.<br />
a) Algorithmes bases sur la localisation : Le principal avantage de cette famille de protocoles<br />
est qu’ils sont à la fois localises et sans mémoire (ils ne nécessitent pas que des informations<br />
relatives à l’état <strong>du</strong> réseau soient stockées). Cela rend ces protocoles robustes et<br />
leur permet de supporter le passage à l’échelle vers un nombre arbitrairement important<br />
de flux d’information et d’entités. Nous nous intéresserons aux protocoles basés sur des<br />
coordonnées géographiques (telles celles <strong>du</strong> GPS) aussi bien qu’à ceux basés sur des coordonnées<br />
virtuelles lorsque les coordonnées géographiques ne sont pas disponibles. En<br />
particulier, nous nous intéresserons à la collecte des données avec agrégation de données.<br />
De telles techniques pourront ensuite être appliquées à la technologie RFID où les<br />
lecteurs RFID pourront être assimilés à des capteurs.<br />
b) Optimisations Matériel-logiciel : Nous nous intéresserons également à fournir des interfaces<br />
radio à basse consommation, en investiguant par exemple l’utilisation d’antennes<br />
intelligentes. Bien que prometteuse en théorie, cette approche soulève de nouvelles problématiques.<br />
Dans le cadre de notre partenariat avec l’IEMN, nous expérimenterons<br />
l’implantation d’une pile de communication complètement dédiée aux antennes intelligentes<br />
(couches MAC, physique, etc).<br />
Notre approche Comme déjà mentionné, nous pensons qu’il est nécessaire de valider nos propositions<br />
par des analyses, des simulations mais également des expérimentations réelles. Nous nous<br />
focaliserons sur 3 cibles spécifiques :<br />
– Smartcards ou cartes à puce : qui sont le cœur de notre partenariat avec Gemalto depuis 19<br />
ans.<br />
– Capteurs : Au travers de la plateforme d’expérimentation <strong>du</strong> projet ANR SensLab.<br />
– Plateforme COM : développée dans le projet hard-soft en collaboration avec l’IEMN, qui permettra<br />
des expérimentations sur les antennes intelligentes.<br />
Nous regarderons également ces problèmes au travers deux nouveaux domaines d’application que<br />
sont les réseaux activateurs/capteurs (SANET) et les réseaux maillés radio.<br />
Action de recherche MISC<br />
– L’action de recherche MISC est jeune, avec un seul permanent, a besoin de se renforcer en<br />
doctorants, postdocs et chercheurs ou enseignants-chercheurs.<br />
– En liaison avec le point précédent, le groupe a besoin probablement de se focaliser davantage<br />
sur un nombre restreint de verrous et défis scientifiques tout en restant dans la thématique<br />
principale de l’Internet mobile et la sécurisation des communications (<strong>du</strong> point de vue protocoles<br />
de communication et non cryptographique).
68 Équipes<br />
2.11.5 Collaborations<br />
– Depuis sa création en 1989, RD2P collabore étroitement<br />
avec la société Gemalto (anciennement Gemplus)<br />
au travers d’une convention cadre. Cette collaboration<br />
porte sur le logiciel pour les cartes à microprocesseur<br />
et a donné lieu à des transferts réguliers<br />
simplifié par la présence d’un ingénieur Gemalto dans<br />
l’équipe.<br />
– Prof. Ivan Stojmenovic, University of Ottawa, Canada.<br />
– Prof. Issa Traore, University of Victoria, Canada.<br />
– Prof. Edgar Chavez, Univ. Morelia, Mexico<br />
– Tohoku University, Japan (Prof. Kazuo Hashimoto &<br />
Prof. Tarik Taleb).<br />
– Hong Kong University of Science and Technology,<br />
Hong Kong (Prof. Brahim Bensaou)<br />
– University of Illinois at Chicago (Prof. Ashfaq Kho-<br />
2.11.6 Contrats<br />
SPOPS (Système pour POPS) (ACI –Sécurité Informatique)<br />
de 2003 à 2005, partenaires : USTL, INRIA<br />
Sophia Antipolis, Université de Rennes..<br />
INSPIRED (Integrated Secure Platform for Interactive<br />
Personal Devices) (FP6 –IP) de 2004 à 2006, partenaires<br />
: Gemplus (France), Schlumberger (France),<br />
Giesecke & Devrient (Germany), Oberthur Card Systems<br />
(France), Orga (Germany), Philips Semicon<strong>du</strong>ctors<br />
(Germany), Orange (France), Universidad Rovira<br />
i Virgili (Spain), Atmel (France), University of Twente<br />
(Netherlands), INRIA (France), Universite Catholiques<br />
de Louvain (Belgium), Infineon (Germany), NDS<br />
(Israel), Activcard (France) and Everbee (France)..<br />
SERAC (models and Protocols for SEcuRity in wireless<br />
Ad hoC networks) (ACI –Sécurité Informatique)<br />
de 2004 à 2006, partenaires : USTL, INRIA Rocquencourt,<br />
GET..<br />
COM’DOM (Communications Domestiques) (Action<br />
CPER) de 2005 à 2007, partenaires : <strong>LIFL</strong>, IEMN..<br />
MOSAIQUES (MOdèles et InfraStructures pour Applications<br />
ubIQUitairES) (Projet CPER) de 2005 à<br />
2007, partenaires : <strong>LIFL</strong>, LAMIH, TRIGONE, INRETS,<br />
Ecole des Mines de Douai..<br />
IRAMUS (Radio Interface for multi-hop wireless<br />
nertworks) (ARC INRIA) de 2005 à 2006, partenaires :<br />
INRIA-ARES, INRIA-POPS, IREENA, FT R&D..<br />
RECAP (Sensor and Self-Organized Networks) (Plateforme<br />
CNRS) de 2004 à <strong>2008</strong>, partenaires : CITI INSA<br />
Lyon, LAAS, <strong>LIFL</strong>, LIP6, IRISA, LSIIT, LSR..<br />
WASP (Wirelessly Accessible Sensor Populations)<br />
(FP6 –IP) de 2006 à 2009, partenaires : Philips Research<br />
Eindhoven (Netherlands), Philips Forschung<br />
Laboratorium (Germany), IMEC (Netherlands), CSEM<br />
(Switzerland), TU/e (Netherlangs), Microsoft Aachen<br />
(Germany), Health Telematic Network (Italy), Fraunhofer<br />
IIS , Fokus, IGD (Germany), Wageningen UR<br />
(Netherlands), Imperial College London (UK), STMicroelectronics<br />
(Italy), INRIA (France), Ecole Polytechnique<br />
Federale Lausanne (Switzerland), Cefriel (Italy),<br />
Centro Ricerce Fiat (Italy), Malaerdalen University,<br />
RWTH Aachen (Germany), SAP (France), Univ of<br />
khar)<br />
– Prof. Amiya Nayak from the University of Ottawa,<br />
Canada.<br />
– Telecom Paris, Claude Chaudet<br />
– CITI Lyon, Guillaume Chelius, Isabelle Augé-Blum,<br />
Jean-Marie Gorce<br />
– LIP6, Univ. Paris 6, Sébastien Tixeuil<br />
– Dr. Pedro M. Ruiz, University of Murcia, Spain<br />
– Dr. Essia H. Elhafsi, University of California Riverside,<br />
USA<br />
– Dr. Mischa Dohler, CTTC, Barcelona, Spain<br />
– Dr. Hannes Frey, Universität Paderborn, Germany<br />
– Prof. Jie Wu, Florida Atlantic University, USA<br />
– Dr. Miodrag Bolic, University of Ottawa, Canada<br />
– SAP Research Labs, Sophia Antipolis, France, Laurent<br />
Gomez, Konrad Wrona<br />
Paderborn (Germany)..<br />
SVP (SurVeiller Prévenir) (RNRT –Projet précompétitif)<br />
de 2006 à <strong>2008</strong>, partenaires : ANACT,<br />
APHYCARE, CEA Leti, INRIA-POPS, INRIA-ARES,<br />
INRIA-R2D2, INRIA-PARIS, LIP6, LPBEM, Institut<br />
Maupertuis, Thales..<br />
RISC (Réseaux hétérogènes Intelligents pour Situations<br />
de Risques) (RNRT –Projet exploratoire) de 2007<br />
à 2010, partenaires : CRESTIC, ENST Paris, ETIS, <strong>LIFL</strong>,<br />
RTS Electronics, Thales Communication..<br />
MESURE (Mesure de performances et caractéristiques<br />
de plates-formes embarquées Java-Card)<br />
(RNTL –Projet pré-compétitif) de 2006 à <strong>2008</strong>, partenaires<br />
: CNAM-CEDRIC, USTL, Trusted Labs..<br />
CLADIS (ACI –Sécurité Informatique) de 2006 à <strong>2008</strong>,<br />
partenaires : USTL, UVSQ, ENST, Univ. Avignon..<br />
ASPIRE (Advanced Sensors and lightweight Programmable<br />
middleware for Innovative Rfid Enterprise<br />
applications) (FP7 –IP) de <strong>2008</strong> à 2010, partenaires<br />
: Aalborg University - CTiF (Danemark),<br />
INRIA-ObjectWeb (France) ; INRIA-POPS (France),<br />
Université Joseph Fourrier - Grenoble University - LIG<br />
Laboratory (France), Research and E<strong>du</strong>cation Laboratory<br />
in Information Technologies - Athens Information<br />
Technology (Greece), Melexis technologies SA (Switzerland),<br />
Open Source Innovation Ltd (United Kingdom),<br />
NORMAPME European Office of Crafts, Trades and<br />
SMEs for Standardisation (Belgium), Dimitropoulos<br />
- VICOP LTD (Greece), Pole Traceability Valence PV<br />
(France), Instituto Telecomunicações (Italy)..<br />
ICOM (Infrastructure pour le COMmerce <strong>du</strong> futur)<br />
(Projet FUI, pôles de compétitivité) de <strong>2008</strong> à 2009,<br />
partenaires : Atos Origin, Auchan, Décathlon, La Poste,<br />
La Redoute, INRIA-ASAP, INRIA-ADAM, INRIA-POPS,<br />
GS1, ORANGE France..<br />
SensLab (Very large open wireless sensor networks)<br />
(RNRT –Plate-forme RNRT) de <strong>2008</strong> à 2010, partenaires<br />
: INRIA-ARES, INRIA-ASAP, INRIA-POPS, Thales<br />
Communication S.A., UPMC-LIP6, ULP-LSIIT..<br />
CARMA (CApacité des Réseaux radio MAillé) (ARC<br />
INRIA) de 2007 à <strong>2008</strong>, partenaires : INRIA-ARES,
2.11. RD2P 69<br />
INRIA-MASCOTS, INRIA-POPS, LSR..<br />
SFINCS (Securing Flow of INformation for Computing<br />
pervasive Systems) (ANR –SESUR) de <strong>2008</strong> à<br />
2010, partenaires : <strong>LIFL</strong>, Univ. of Provence, VERIMAG,<br />
NORSYS/SI3SI, Trusted Labs..<br />
ECRYPT (European Network of Excellence in Cryptology)<br />
(FP6 –Network of Excellence) de 2004 à <strong>2008</strong>,<br />
partenaires : Katholieke Universiteit Leuven (Belgium),<br />
École Normale Supérieure (France), Ruhr-Universität<br />
Bochum (Germany), Royal Holloway, University of<br />
London (UK), University of Aarhus (Denmark), Università<br />
degli Studi di Salerno, Dipartimento di Informatica<br />
ed Applicazioni (Italy), Institut National de Recherche<br />
en Informatique et en Automatique (France), University<br />
of Bristol (UK), Gemplus (France), France Telecom<br />
R&D (France), IBM Research GmbH (Switzerland),<br />
Technische Universiteit Eindhoven (Netherlands),<br />
Université Catholique de Louvain (Belgium), Universität<br />
Duisburg-Essen (Germany), Technical University<br />
of Denmark (Denmark), University of Bergen (Norway),<br />
Lund University (Sweden), Institute for Applied<br />
Information Processing and Communications (Austria),<br />
Institute of Mathematics of the Polish Academy<br />
of Sciences (Poland), Cryptolog International SAS<br />
(France), Vodafone Group Services Ltd (UK), Ericsson<br />
AB (Sweden), Axalto SA (France), MasterCard<br />
2.11.7 Logiciels et brevets<br />
Java In The Small (http://jits.gforge.inria.fr/) :<br />
JITS (Java In The Small) est un Java-OS dédié pour les<br />
petites cibles qui propose des outils de spécialisation<br />
et d’optimisation de l’application, <strong>du</strong> Java Runtime et<br />
de la machine virtuelle. Contrairement aux approches<br />
comme JavaCard, JITS est basé sur la version standard<br />
de Java.<br />
CAMILLE NG : Le système d’exploitation Camille<br />
utilise un exo-noyau noyau pour cartes à microprocesseur.<br />
Ses spécificités principales sont la portabilité<br />
via un langage intermédiaire dédié (FACADE), la sécurité<br />
des applications par la vérification <strong>du</strong> code au<br />
chargement (utilsant un algorithme original à la PCC)<br />
2.11.8 Thèses et habilitations à diriger des recherches<br />
Thèses de doctorat<br />
Michaël HAUSPIE, Contributions to distributed service<br />
manager in wireless ad-hoc networks (Janvier 2005).<br />
François INGELREST, Localized broadcast protocols<br />
and energy saving in ad hoc and sensor networks (Juin<br />
2006).<br />
Alexandre COURBOT, Late specialization of embedded<br />
Java OS for portable objects proved to be safe<br />
2.11.9 Visibilité et faits marquants<br />
Visibilité<br />
Voir les fiches indivi<strong>du</strong>elles.<br />
Europe sprl (Belgium), EDIZONE GmbH Electronic<br />
Business Communications and Security (Germany),<br />
Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der angewandten<br />
Forschung e.V. (Germany), Otto-von-Guericke<br />
University Magdeburg (Germany), Centre National<br />
de la Recherche Scientifique (France), University of<br />
Vigo (Spain), National Inter-University Consortium<br />
for Telecommunications (Italy), University of Geneva<br />
(Switzerland), Aristotle University of Thessaloniki<br />
(Greece)..<br />
SDMO (Secured Diffusion of Music on mObiles)<br />
(RNRT –Projet pré-compétitif) de 2003 à 2006, partenaires<br />
: France Telecom R&D, Orange, Oberthur CS,<br />
Faith Technologies, USTL, Supelec..<br />
ProSense (Promote, Mobilize, Reinforce and Integrate<br />
Wireless Sensor Networking Research and<br />
Researchers) (FP7 –THEME Cooperation) de <strong>2008</strong> à<br />
2011, partenaires : Ericsson Ireland Research Centre<br />
(Ireland), University Ss. Cyril and Methodius, Skopje<br />
(Macedonia), INRIA (France), University of Birmingham<br />
(UK), Warsaw University of Technology Warsaw<br />
(Poland), Research Academic Computer Technology<br />
Institute (Greece), University of Belgrade (Serbia),<br />
University of Belgrade, Ljubljana (Slovenia)..<br />
SensTools (ADT INRIA) de <strong>2008</strong> à 2010, partenaires :<br />
INRIA-A4RES, INRIA-ASAP, INRIA-POPS..<br />
et l’extensibilité par une représentation simple <strong>du</strong><br />
matériel et la possibilité d’apporter avec l’application<br />
les abstractions nécessaires. La plate-forme Camille a<br />
été transférée à la société Gemalto.<br />
SimTag (http://www2.lifl.fr/POPS/SimTag/<br />
Index) : SimTag est un simulation dédié aux protocoles<br />
d’anti-collision pour étiquettes électroniques à<br />
13,56 MHz centré sur les normes ISO 18000-3.<br />
Brevet FR-0406493 : A Method Of Loading Software In<br />
Object Oriented Iintermediate Language Into A Handheld<br />
Set, Gilles Grimaud Kevin Marquet, Jean-Jacques<br />
Vandewalle<br />
(Septembre 2006).<br />
Mahmoud TAIFOUR, IEEE 802.11 MAC Layer Improvements<br />
for Quality of Service in Wireless LAN Networks<br />
(Décembre 2006).<br />
Antoine GALLAIS, Activity sche<strong>du</strong>ling and energy<br />
conservation in sensor networks (Juillet 2007).<br />
Kevin MARQUET, Memories management policies for<br />
embedded devices (Décembre 2007).
70 Équipes<br />
Faits marquants<br />
– La plate-forme JITS a reçu plusieurs distinctions : le prix Isabelle Attali en 2006 et le JAX innovative<br />
award en 2007.<br />
– Nous détenons les meilleurs algorithmes pour le routage géographique dans les réseaux multisauts<br />
(unicast [222], multicast [237]) avec seulement un surcoût de 5% par rapport à l’optimal.<br />
2.11.10 Publications significatives<br />
1. Nadia Bel-Hadj-Aissa, Gilles Grimaud, and<br />
Vincent Benony. Bringing worst case execution<br />
time awareness to an open smart cards<br />
OS. In Proc. 13th IEEE Conf. on Embedded and<br />
Real-Time Computing Systems and Applications<br />
(RTCSA 2007), Daegu, Korea, 2007.<br />
2. Alexandre Courbot, Maria Pavlova, Gilles Grimaud,<br />
and Jean-Jacques Vandewalle. A lowfootprint<br />
Java-to-native compilation scheme<br />
using formal methods. In Proc. 7th IFIP Conf.<br />
on Smart Card Research and Advanced Applications<br />
(CARDIS’06), volume 3928 of Lecture Notes<br />
in Computer Science, pages 329–344, Tarragona,<br />
Spain, 2006. Springer-Verlag, Berlin.<br />
3. Essia H. Elhafsi, Nathalie Mitton, and David<br />
Simplot-Ryl. End-to-end energy efficient<br />
geographic path discovery with guaranteed<br />
delivery in ad hoc and sensor networks. In Proc.<br />
19th IEEE International Symposium on Personal,<br />
Indoor and Mobile Radio Communications<br />
(PIMRC’08), Cannes, France, September <strong>2008</strong>.<br />
4. Antoine Gallais, Jean Carle, David Simplot-Ryl,<br />
and Ivan Stojmenovic. Localized sensor area<br />
coverage with low communication overhead.<br />
In Proc. 4th Annual IEEE Int. Conf. on Pervasive<br />
Computing and Communications (PerCom<br />
2006), Pisa, Italy, 2006.<br />
5. Dorina Ghindici and Isabelle Simplot-Ryl. On<br />
practical information flow policies for javaenabled<br />
multiapplication smart cards. In Proc.<br />
8th IFIP Conf. on Smart Card Research and<br />
2.12 SMAC<br />
Advanced Applications (CARDIS’08), Lecture<br />
Notes in Computer Science, Egham, Surrey, UK,<br />
<strong>2008</strong>. Springer-Verlag, Berlin. to appear.<br />
6. Gilles Grimaud, Yann Hodique, and Isabelle<br />
Simplot-Ryl. On the use of metatypes for safe<br />
embedded operating system extension. International<br />
Journal of Parallel, Emergent and<br />
Distributed Systems (IJPEDS), 22(1) :1–13, 2007.<br />
7. Julien Iguchi-Cartigny, Pedro M. Ruiz, David<br />
Simplot-Ryl, Ivan Stojmenovic, and Carmen M.<br />
Yago. Localized minimum-energy broadcasting<br />
for wireless multihop networks with directional<br />
antennas. IEEE Transactions on Computers,<br />
<strong>2008</strong>. to appear.<br />
8. François Ingelrest, Nathalie Mitton, and David<br />
Simplot-Ryl. A turnover based adaptive hello<br />
protocol for mobile ad hoc and sensor networks.<br />
In Proc. 15th Annual Meeting of the IEEE International<br />
Symposium on Modeling, Analysis, and<br />
Simulation of Computer and Telecommunication<br />
Systems (MASCOTS 2007), Istanbul, Turkey,<br />
2007.<br />
9. François Ingelrest and David Simplot-Ryl. Localized<br />
broadcast incremental power protocol for<br />
wireless ad hoc networks. Wireless Networks,<br />
14(3) :309–319, <strong>2008</strong>.<br />
10. Farid Naït-Abdesselam, Brahim Bensaou, and<br />
Tarik Taleb. Detecting and avoiding wormhole<br />
attacks in wireless ad hoc networks. IEEE<br />
Communications Magazine, <strong>2008</strong>.<br />
Mots-clés : Intelligence Artificielle, Systèmes Multi-Agents, Interaction, Comportement, Simulation,<br />
Economie Computationelle, Théorie des Jeux<br />
2.12.1 Membres<br />
Permanents<br />
Bruno BEAUFILS, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis septembre 2000<br />
Jean-Paul DELAHAYE, PREX Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 1998<br />
Patricia EVERAERE, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Sept 2007<br />
Philippe MATHIEU (resp.), PR1 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 1998<br />
Sebastien PICAULT, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis sept. 2002<br />
Jean-Christophe ROUTIER, PR2 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 1994<br />
Yann SECQ, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Sept 2004
2.12. SMAC 71<br />
Non permanents<br />
Laeticia BONTE, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Sept 2005<br />
Rémi DORAT, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Sept 2006<br />
Tony DUJARDIN, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Sept 2006<br />
Yoann KUBERA, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Sept 2007<br />
Benoit LACROIX, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Sept 2006<br />
Lin MA, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Sept 2006<br />
Antoine NONGAILLARD, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis Sept 2005<br />
Invités et anciens membres<br />
Maxime MORGE (ATER).<br />
2.12.2 Problématique<br />
L’équipe SMAC positionne ses recherches au sein de l’Intelligence Artificielle Distribuée. Notre<br />
objectif principal dans ce cadre concerne la conception de comportements intelligents pour des entités<br />
artificielles. Cette approche est qualifiée de centrée indivi<strong>du</strong> car son objectif est d’obtenir les<br />
phénomènes de groupe atten<strong>du</strong>s par agrégation de comportements indivi<strong>du</strong>els. L’intérêt de faire<br />
le lien entre le niveau microscopique de la simulation et le niveau macroscopique est de fourni aux<br />
expérimentateurs des modèles explicatifs et non plus seulement prédictifs. Cette thématique est utilisée<br />
dans divers domaines : l’économie, les transports, la biologie, le domaine militaire ou le domaine<br />
des loisirs dans lequel on trouve notamment les jeux vidéo. Nous étudions ce problème à travers<br />
deux aspects qui sont, d’une part, la théorie des jeux computationnelle qui nous fournit un cadre<br />
formel pour modéliser, comparer et évaluer des comportements et d’autre part la simulation centrée<br />
interactions dans laquelle nous étudions plus particulièrement les organisations permettant à ces<br />
comportements d’interagir entre eux. Toutes nos recherches sont guidées par une approche Génie<br />
Logiciel qui nous permet de fournir pour chacun de nos travaux des plateformes ou des modèles<br />
réutilisables par la communauté.<br />
Simulations Centrées Interactions.<br />
Modéliser des comportements réalistes devient très délicat dès que les interactions deviennent<br />
complexes. C’est notamment le cas dans les simulations en sciences sociales, en biologie moléculaire<br />
ou même dans le cadre des jeux vidéo. Il est notamment difficile de réutiliser les interactions antérieurement<br />
définies et donc d’avoir une approche Génie Logiciel de la conception de simulations.<br />
Il n’existe actuellement aucune approche informatique permettant une modélisation générique de<br />
telles situations. Nos travaux visent à fournir des outils génériques, tant conceptuels, logiciels que<br />
méthodologiques pour des applications mettant en oeuvre des simulateurs modélisant des comportements<br />
réalistes. Deux directions fondamentales dans ce thème sont suivies : la conception d’applications<br />
large échelle (approche réactive) et les outils permettant des comportements les plus rationnels<br />
possibles (approche cognitive). Toutes deux s’appuient sur la méthodologie IODA proposée par<br />
l’équipe.<br />
Théorie des jeux computationelle.<br />
D’une manière générale nous tentons dans un cadre formel issu de la théorie des jeux, via des<br />
contacts avec les autres disciplines scientifiques intéressées par les systèmes complexes, de développer<br />
notre connaissance sur les phénomènes de coordination. Nous concentrons nos efforts sur<br />
les deux dimensions complémentaires de la coordination : la coopération et la compétition. Nous<br />
menons pour cela une collaboration étroite avec des chercheurs de sciences économiques dans un<br />
projet sur la Complexité, l’Interaction Stratégique et la Coopération. Notre coopération concerne<br />
l’application des techniques de théorie des jeux computationnelle à l’étude des modèles de marchés<br />
ou autre phénomènes financiers dans lesquels l’expression et l’évaluation de comportements<br />
indivi<strong>du</strong>els peut permettre la compréhension des phénomènes globaux. Identifier quels comportements<br />
sont nécessaires pour obtenir des bulles spéculatives par exemple. Ces travaux sont intégrés<br />
à l’ACI sur les systèmes complexes en SHS à laquelle nous participons ainsi que dans le projet INRIA<br />
FERMAT en cours d’élaboration.<br />
2.12.3 Résultats<br />
– 3 thèses et 1 habilitation ont été soutenues dans l’équipe depuis Janvier 2005.
72 Équipes<br />
– L’équipe a été présente avec des papiers acceptés sur un grand nombre de conférences Internationales<br />
et nationales <strong>du</strong> domaines. On notera par exemple que nous avons systématiquement<br />
des papiers acceptés à ECAI, la plus grande conférence Européenne <strong>du</strong> domaine et systématiquement<br />
aux JFSMA, la conférence française <strong>du</strong> domaine.<br />
– L’équipe SMAC a toujours eu un grand souci de mise en oeuvre des modèles qu’elle propose<br />
dans une approche Génie Logiciel. La plupart de nos travaux ont notamment donné lieu à<br />
des outils disponibles sur notre site internet http://www.lifl.fr/SMAC (voir la rubrique Logiciels).<br />
– Les chercheurs de l’équipe sont relecteurs de plusieurs revues nationales (RIA, RSTI) et internationales<br />
(JAAMAS, TCS, ECR, ..) ainsi que de nombreuses conférences (ECAI, IJCAI, AE, ESSA,<br />
EUMAS, JFSMA, MFI, JFPDA, ...)<br />
2.12.4 Perspectives<br />
Auto-Evaluation<br />
Les travaux de l’équipe SMAC sont d’une qualité certaine, mais ne sont pas suffisamment visibles<br />
au niveau International. Il faudra dans les années qui viennent renforcer les publications en<br />
revues internationales (la culture actuelle va plutôt vers les conférences) et renforcer la visibilité de<br />
l’ensemble de l’équipe à l’extérieur.<br />
Perspectives<br />
D’une manière générale, l’un des objectifs scientifiques de l’équipe consiste à fusionner l’ensemble<br />
de ses travaux et de ses outils dans une méthodologie commune. C’est l’objectif de notre<br />
travail sur IODA dans lequel l’ensemble des thèmes de l’équipe devrait s’inscrire. Il s’agit ici d’un problème<br />
<strong>du</strong>r : méthodes et outils pour l’approche centrée-indivi<strong>du</strong>s couvrant à la fois les aspects centralisés<br />
et distribués, cognitifs et réactifs, en environnement géographique ou non. Aucune équipe<br />
actuelle n’a encore de réponse à cette unification.<br />
Plusieurs contrats sont en cours d’élaboration. Les années qui viennent permettront de les concrétiser.<br />
parmi ceux-ci on notera :<br />
– L’usage de notre API Cocoa dans les plateformes de jeux Vidéo de la Société Ankama.<br />
– La mise en place de systèmes comportementaux normatifs et non normatifs chez Renault<br />
– Un nouveau projet labellisé par le pôle de commerce PICOM sur des agents négociateurs (Acheteurs<br />
et Vendeurs) à travers le WEB<br />
– Des agents adaptés au Semantic Web et à la fouille de données avec la société Archimed<br />
2.12.5 Collaborations<br />
– INRETS. Modélisation <strong>du</strong> comportement des piétons<br />
dans l’architecture ARCHISIM de l’INRETS. Cette<br />
collaboration s’est concrétisée par la thèse de L Bonte.<br />
(Contact : S Espié)<br />
– THALES. Conception d’agents conscients <strong>du</strong> temps<br />
par l’utilisation d’Artifacts de calcul. Cette collaboration<br />
a donnée lieu à la Thèse de C Dinont. (Contact P<br />
Taillibert)<br />
– ANKAMA. Mise en place d’un dispositif de raisonnement<br />
cognitif pour les Personnages Non Joueurs.<br />
2.12.6 Contrats<br />
Anayse computationnelle des marchés et institutions<br />
(ACI –Systèmes Complexes en SHS) de 2004 à<br />
2007, partenaires : LEM : Lille Metropole Economie (Pr<br />
O Brandouy).<br />
2.12.7 Logiciels et brevets<br />
– RENAULT. Conception d’outils de diférentiation<br />
comportementale pour les générateurs de traffic utilisés<br />
dans le simulateur SCANNER. Cette collaboration<br />
est concrétisée par la thèse de B Lacroix (Contact A<br />
Kemeny).<br />
– Concordia Univ. Collaboration sur la comparaison<br />
des approches centralisées et Multi-Agents pour l’allocation<br />
de ressources en environnement dynamique<br />
avec le Pr B Jaumard, Université de Concordia, Montreal,<br />
Quebec<br />
MOSAIQUES (CPER) de 2005 à <strong>2008</strong>.<br />
MIAOU (CEPR) de 2005 à <strong>2008</strong>.<br />
EUCUE (CPER) de 2005 à <strong>2008</strong>.
2.12. SMAC 73<br />
GENCA (http://www2.lifl.fr/SMAC/projects/<br />
genca/) : APi de négociation entre agents<br />
IODA (http://www2.lifl.fr/SMAC/projects/<br />
ioda/) : Plateforme de simulations à agents situés,<br />
réactifs, large échelle<br />
COCOA (http://www2.lifl.fr/SMAC/projects/<br />
cocoa/) : Plateforme à agents situés, cognitifs.<br />
PRISON (http://www2.lifl.fr/IPD/) : API d’évalua-<br />
2.12.8 Thèses et habilitations à diriger des recherches<br />
Habilitations à diriger des recherches<br />
Jean-Christophe ROUTIER, Conception par agent<br />
orientée compétences (nov 2005).<br />
Thèses de doctorat<br />
Julien DERVEEUW, Simulation multi-agents de marchés<br />
financiers (14 Janv <strong>2008</strong>).<br />
2.12.9 Visibilité et faits marquants<br />
Visibilité<br />
tion de comportements en théorie des jeux<br />
MAGIQUE (http://www2.lifl.fr/SMAC/projects/<br />
magique/) : Plateforme de conception d’application à<br />
agents physiquement distribués.<br />
SIMULE (http://www2.lifl.fr/SMAC/projects/<br />
simule/) : Plateforme de développement d’applications<br />
large échelle, s’appuyant sur IODA<br />
Damien DEVIGNE, Approche centrée interaction pour<br />
la simulation d’agents cognitifs situés (3 Juillet 2007).<br />
Cedric DINONT, Calculs longs et partage des ressources<br />
processeur dans les systèmes multi-agents cognitifs (31<br />
mars 2007).<br />
– Jean-Paul Delahaye a participé plusieurs fois à des émissions scientifiques de Radio. Il tient<br />
par ailleurs la rubrique « Logique et calcul » de La revue Pour La Science (un article de 6 pages<br />
chaque mois). Il publie par ailleurs un livre tous les deux ans, des articles dans l’Encyclopédie<br />
Universalis et dans Interstices (http://interstices.info/)<br />
– P Mathieu a été nommé en 2007 Président des Journées Francophones sur les Systèmes Multi-<br />
Agents (JFSMA) , la conférence Française <strong>du</strong> domaine.<br />
– P Mathieu a participé à près de 20 thèses et habilitations ces 3 dernières années (près de 60 au<br />
total), dont plus de la moitié comme rapporteur.<br />
– P Mathieu a été élu, puis réélu 2 fois Président de la Commission de Spécialistes en Informatique<br />
de Lille 1 (CSE 27)<br />
– L’équipe a ou a eu dans cette période, plusieurs membres élus des conseils centraux de notre<br />
université : CA (Y Secq, B Beaufils), CS (P Mathieu), CEVU (Y Secq, JC Routier, P Mathieu). Elle<br />
contient aussi depuis récemment un Vice-président de l’Université (P Mathieu).<br />
Ces différents points factuels, montrent que l’ensemble des membres de l’équipe est très visible<br />
aussi bien sur le plan local que national. Par ailleurs, les collaborations in<strong>du</strong>strielles sont aussi là<br />
pour en attester.<br />
2.12.10 Publications significatives<br />
1. Cédric Dinont an Emmanuel Druon, Philippe<br />
Mathieu, and Patrick Taillibert. Artifacts for<br />
time-aware agents. In Proceedings of the International<br />
Joint Conference on Autonomous<br />
Agents & Multi-Agent Systems (AAMAS’06),<br />
pages 593–600, 2006.<br />
2. Bruno Beaufils and Philippe Mathieu. Cheating<br />
is not playing : Methodological issues of<br />
computational game theory. In G. Brewka,<br />
S. Coradeschi, A. Perini, and P. Traverso, editors,<br />
Proceedings of the 17th European Conference on<br />
Artificial Intelligence (ECAI’06), pages 185–189.<br />
IOS Press, 2006.<br />
3. Rémi Dorat and Jean-Paul Delahaye. Networks<br />
of communities and evolution of cooperation.<br />
International Journal of Bifurcation and Chaos<br />
in Applied Sciences and Engineering, <strong>2008</strong>. To<br />
appear.<br />
4. Yoann Kubera, Philippe Mathieu, and Sébastien<br />
Picault. Interaction-oriented agent simulations<br />
: From theory to implementation. In<br />
Proceedings of the 18th European Conference on<br />
Artificial Intelligence (ECAI’08). IOS Press, <strong>2008</strong>.<br />
To appear.<br />
5. Maxime Morge and Jean-Christophe Routier.<br />
Debating over heterogeneous descriptions.<br />
Journal of Applied Ontology, 2(3-4) :333–349,<br />
2007. Special issue on Formal Ontologies for<br />
Communicating Agents.<br />
6. Marie-Hélène Verrons and Philippe Mathieu.<br />
How to solve a sche<strong>du</strong>ling problem by negotiation.<br />
In Proceedings of the 6th International
74 Équipes<br />
Conference on the Practice and Theory of Automated<br />
Timetabling (PATAT’06), volume 3867<br />
of Lecture Notes in Computer Science, pages<br />
2.13 STC<br />
502–505. Springer, 2006.<br />
Mots-clés : Modélisation, Vérification, Sûreté de fonctionnement, Simulation, Systèmes embarqués,<br />
Mobilité, Circuits, Biologie systémique, Documents XML, Bases de données Automates, Logique,<br />
Langages de programmation, Concurrence, Processus stochastiques, Raffinement<br />
2.13.1 Membres<br />
Permanents<br />
Yves ANDRÉ, MCF Université de Lille 3 dans l’équipe depuis 2000<br />
Anne-Cécile CARON, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2000<br />
Mireille CLERBOUT, PR2 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2000<br />
Philippe DEVIENNE, CR1 CNRS dans l’équipe depuis 2000<br />
Cédric LHOUSSAINE, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2004<br />
Mirabelle NEBUT, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2003<br />
Joachim NIEHREN, DR2 INRIA dans l’équipe depuis 2005 à 50 %<br />
Yves ROOS, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2000<br />
Isabelle SIMPLOT-RYL, PR2 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2000<br />
Sophie TISON (resp.), PR1 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2000<br />
Non permanents<br />
Emmanuel FILLIOT, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis <strong>octobre</strong> 2005<br />
Olivier GAUWIN, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis décembre 2006<br />
Dorina GHINDICI, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis <strong>octobre</strong> 2005<br />
Slawek STAWORKO, POST-DOC INRIA dans l’équipe depuis 1/07/2007<br />
Invités et anciens membres<br />
Jean-Marc TALBOT (Maitre de conférence).<br />
Mathias SAMUELIDES (ATER).<br />
2.13.2 Problématique<br />
Ammar ALJER (Post-doc).<br />
L’équipe est née en 2000 <strong>du</strong> regroupement de plusieurs équipes désireuses de partager et d’appliquer<br />
leurs compétences (logique, automates, réécriture, traces, contraintes,...) pour modéliser, spécifier<br />
et vérifier dans divers domaines, en interaction avec d’autres équipes ou d’autres partenaires.<br />
Fonctionnant d’une certaine façon comme une pépinière, elle a permis la naissance de quatre projets,<br />
liés à quatre domaines d’applications différents :<br />
– BHDL (P. Devienne) Dans le domaine de la conception et la maintenance de systèmes électroniques<br />
embarqués, l’utilisation d’un langage formel de spécification est de plus en plus<br />
considérée comme le fondement d’un réel processus de validation en particulier dans le cas<br />
d’exigences de sureté ou de sécurité par exemple pour des systèmes dit critiques. Le fil con<strong>du</strong>cteur<br />
de nos recherches est la conception globale par raffinement en prenant en particulier en<br />
compte le co-design (hardware/software), la traçabilité de propriétés de sureté et sécurité, la<br />
tolérance aux pannes.<br />
– BIOCOMPUTING (C. Lhoussaine, M. Nebut, J. Niehren : L’objectif principal est de proposer de<br />
nouveaux outils informatiques dédiés à la biologie systémique afin, plus spécifiquement, de<br />
contribuer à une meilleure compréhension de la dynamique des réseaux de régulation génétique.<br />
Notre objectif est double :<br />
– étudier les langages de programmation concurrents dédiés à la modélisation tant qualitative<br />
que quantitative des systèmes biologiques et à leur simulation.
2.13. STC 75<br />
– modéliser des réseaux de régulation génétique comme études de cas <strong>du</strong> domaine de la<br />
biologie cellulaire procaryotique.<br />
– QUERY (Y. André, AC Caron, J. Niehren, Y. Roos, S.Tison) Le domaine d’application ici est<br />
l’extraction d’information dans les données semi-structurées, en partenariat avec l’équipe<br />
Grappa pour les aspects adaptatifs. Nous considérons des données modélisées par des arbres,<br />
ordonnés ou non, d’arité bornée ou non, ou des graphes dirigés. Dans ce contexte, nous nous<br />
intéressons aux tâches de validation -automates, logique et model-checking, contraintes et<br />
algorithmes-, d’interrogation et navigation -logique (MSO, FO, TQL ...), Xpath, composition de<br />
requêtes, transformation de requêtes,...- et de transformation - trans<strong>du</strong>cteurs, ...,-.<br />
– SAFE (M. Clerbout, I. Simplot-Ryl) Dans la thématique générale de la spécification et de la<br />
vérification, nous nous sommes intéressés en particulier à la sûreté de fonctionnement des<br />
systèmes distribués et ouverts, pouvant être mis à jour après diffusion. Nos travaux ont eu<br />
pour motivation commune d’étudier les apports des méthodes formelles à la sûreté de fonctionnement<br />
et à la sécurité dans des contextes applicatifs variés dans les systèmes distribués,<br />
ouverts, extensibles, supportant l’adaptabilité ou la mobilité. En particulier, nous sommes intéressés<br />
aux apports des constructions orientées objet dans ce domaine et à la manière dont<br />
on peut assurer une certaine sûreté de fonctionnement et, dans certains cas, des propriétés de<br />
sécurité en restant le plus proche possible des préoccupations et des habitudes des programmeurs.<br />
Nous nous sommes efforcés d’imposer le moins de contraintes possible et de proposer<br />
des solutions faciles d’utilisation, de restreindre au minimum l’usage des mécanismes objet,<br />
au prix de l’expressivité si nécessaire. Nous avons souhaité mettre en avant l’aspect « ouvert<br />
» des systèmes donc utiliser exclusivement un raisonnement local qui ne repose pas sur un<br />
état <strong>du</strong> contexte à un instant donné. Enfin, pour que nos propositions soient réalistes, nous<br />
nous sommes efforcés de rester dans le cadre de vérifications ou d’analyses statiques afin de<br />
ne jamais pénaliser les performances d’exécution : nous allons donc proposer de raisonner<br />
statiquement sur des comportements intrinsèquement dynamiques et les mêmes problèmes,<br />
par exemple le traitement de la liaison dynamique de méthode, vont se décliner aux travers<br />
des différents sujets abordés.<br />
2.13.3 Résultats<br />
Langages de programmation Dans [797, 269], nous avons proposé une extension orientée objet<br />
<strong>du</strong> pi-calculus stochastique (Spi) appelé Spico afin de simplifier et améliorer la modélisation. Spico<br />
possède une sémantique stochastique formelle fondée sur des Chaînes de Markov à Temps Continu<br />
et nous avons montré qu’il y a codage de Spico dans Spi préservant la sémantique stochastique.<br />
Dans [260], nous présentons le pi-calcul attribué, une extension <strong>du</strong> pi-calcul dont les processus<br />
sont attribués et les synchronisations dépendent des attributs. Ce calcul permet de définir les<br />
propriétés spatiales, géométriques, physiques ou biologiques des processus.<br />
Nous avons proposé une langage à base de règles de réactions, fondé sur le Join-calcul, destiné<br />
à fournir un cadre unificateur pour les langages à règles. Des travaux en cours utilisent ce langage<br />
pour étudier et comparer l’expressivité des langages de modélisation Biocham et Kappa.<br />
Modélisation de Cas d’études en Biologie Plusieurs cas d’études, réalisés avec Spico, nous ont<br />
permis de définir de nouvelles techniques de modélisation [462, 157, 1102]. En particulier, nous<br />
avons montré comment modéliser et simuler la coopérativité dans la régulation des génes de la<br />
bactérie sur l’exemple <strong>du</strong> lambda switch, et comment, plus généralement, comment exprimer la<br />
transcription et tra<strong>du</strong>ction bactérienne [138]. Des travaux en cours étudient différentes techniques<br />
de modélisation à base de règles à travers l’exemple de l’atténuation de la tra<strong>du</strong>ction de l’opéron<br />
tryptophane, un exemple conplexe de mécanisme de régulation.<br />
Plate-forme BHDL. Dans le cadre <strong>du</strong> programme à vocation mondiale ITRANS : pôle de compétitivité<br />
sur les transports ferroviaires, nous avons monté un programme de recherche AFCIM (Architectures<br />
formelles pour la conception intégrée et la maintenance de systèmes embarqués) qui a<br />
obtenu un financement sur 3 ans (2006-2009). Nous avons développé une plateforme d’expérimentation<br />
BHDL qui met en œuvre nos travaux sur le co-design par raffinement autour <strong>du</strong> langage B, son<br />
atelier de preuve (Atelier B) et le langage VHDL<br />
Extension dynamique de classes dans le cadre de la collaboration avec Oslo. Nous offrons la<br />
possibilité de modifier, pendant l’exécution, la définition d’une classe sans arrêter le système en<br />
impactant toutes les futures instances de cette classe et de ses sous-classes mais aussi toutes les<br />
instances existantes de cette classe et de ses sous-classes. Nous avons défini un modèle (et modifié
76 Équipes<br />
l’implantation de CREOL en conséquence) autorisant uniquement l’addition d’attribut, l’addition et<br />
la redéfinition de méthodes qui, comparé à la littérature, nous permet de mettre à jour des objets<br />
actifs, ne terminant pas forcément, de manière asynchrone, en ne gardant cependant qu’une version<br />
de classe dans le système et dans un modèle qui supporte l’héritage multiple.<br />
Spécification de composants logiciels. Définition d’une notation permettant de spécifier le comportement<br />
observable en termes de traces de communication. Le niveau d’abstraction choisi nous<br />
permet à la fois de nous abstraire des spécificités de chaque technologie et de rester assez proches<br />
d’un modèle exécutable pour envisager des techniques de validation telles que le test. Nous proposons<br />
une démarche globale permettant d’accroître la connaissance <strong>du</strong> comportement d’un composant<br />
à toutes les étapes de son cycle de vie, et donc d’améliorer la sûreté des applications :<br />
1. les composants « réels » sont testés pour s’assurer de leur conformité par rapport à une spécification<br />
donnée ;<br />
2. les validations d’intégration de composants et des assemblages complets sont réalisées sur le<br />
modèle formel.<br />
Sûreté de fonctionnement et sécurité dans les systèmes embarqués. Ces travaux ont été menés<br />
en collaboration avec l’équipe RD2P :<br />
– dans les systèmes embarqués de petite taille permettant le chargement dynamique d’applications<br />
ou l’extension <strong>du</strong> système, la confidentialité et l’intégrité des données sont souvent<br />
garanties par le typage. Nous avons proposé de faire reposer la sécurité de l’extensibilité des<br />
systèmes et des systèmes de types qu’ils supportent sur un système de méta-types contrôlant,<br />
au chargement, les éditions de liens réalisées. Ces résultats sont intégrés au système CAMILLE ;<br />
– nous avons également étudié les moyens d’assurer la fiabilité des composants système chargés<br />
dynamiquement dans le contexte des systèmes extensibles. Nous avons obtenu des résultats<br />
basés sur l’analyse statique de bytecode (puisque nous considérons <strong>du</strong> code mobile) pour la<br />
vérification au chargement de plusieurs types de composants. Nous utilisons une technique,<br />
développée dans le cadre de la vérification de type, permettant, grâce un pré-calcul, à un système<br />
embarqué de petite taille de vérifier la propriété d’un composant chargé de manière autonome.<br />
Nos résultats sur la vérification au chargement d’ordonnanceurs temps réels, l’analyse<br />
de flot d’information et l’analyse d’échappement sont implantés dans la plateforme JITS.<br />
Efficacité et Expressivité de langages de requêtes XML (en collaboration avec l’équipe Grappa.)<br />
Nous avons exhibé un fragment efficace de XPath 2.0. (ACM PODS 2007 [229]). Nous avons proposé<br />
un modèle d’automates de requêtes n−aires pour les arbres d’arité non bornée [311], éten<strong>du</strong> et<br />
généralisé les notions d’indépendance de variables et de dimension orthographique issues des bases<br />
de données au cas des requêtes n−aires définissables en MSO ou en FO [232]. Etudiant l’évaluation<br />
de requêtes en « streaming », nous avons proposé une classe d’automates (streaming tree automata)<br />
adaptée et en avons dé<strong>du</strong>it un algorithme optimal, dans la mesure où il donne la réponse dès que<br />
possible lors <strong>du</strong> parcours <strong>du</strong> document, (Thèse d’O. Gauwin, PlanX <strong>2008</strong>) .<br />
Dans le cadre de la thèse de D. Debarbieux, nous avons étudié les requêtes dans les données semistructurées<br />
modélisées par des graphes orientés, proposant en particulier de nouveaux algorithmes<br />
de décision pour le problème d’implication de contraintes d’inclusion ([4]).<br />
Automates et TQL Dans le cas des arbres ordonnés, définissant une nouvelle classe d’automates,<br />
les « TAGED » (Tree Automata with Global Equalities and Disequalities), nous avons montré la décidabilité<br />
de la satisfiabilité d’un fragment de la logique spatiale TQL -Tree Query Logic proposée par<br />
Cardelli et Ghelli- avec variables d’arbres [231]. Cette classe d’automates peut aussi être appliquée<br />
dans le cadre de l’unification avec contraintes d’appartenance, ou de MSO éten<strong>du</strong>e avec des tests<br />
d’égalité. Dans le cadre des arbres non ordonnés, nous avons étudié différents aspects - expressivité,<br />
model-checking, satisfiabiliité- de TQL et proposé des fragments syntaxiques capturant MSO et<br />
PMSO [177], nous appuyant sur une nouvelle classe d’automates à contraintes arithmétiques. Plus<br />
généralement nous avons étudié le lien dans le cas non ordonné entre automates et logiques [176] .<br />
Quelques autres résultats autour des Automates<br />
En collaboration avec H. Ohsaki (NAIST, Japan), nous avons étudié le cas des arbres non ordonnés<br />
d’un point de vue « automates équationnels AC » [315]. Avec G. Godoy (UPC, Spain), privilégiant<br />
l’utilisation des automates, nous avons obtenu de nouveaux résultats de décidabilité pour des propriétés<br />
de normalisation de systèmes de réécriture [252]. Avec S. Maneth (NICTA, Australia) et G.<br />
Godoy, nous avons apporté une réponse -très- partielle au problème (ouvert depuis 30 ans) de la<br />
décidabilité de la préservation de la reconnaissabilité par morphismes d’arbres [251]. Nous avons<br />
étudié en collaboration avec l’équipe Grappa de nouvelles classes de langages réguliers apprenables
2.13. STC 77<br />
à partir d’exemples positifs [64, 556].<br />
2.13.4 Perspectives<br />
Bilan général : L’objectif de la création de STC en 2002 était la définition de nouveaux projets autour<br />
de l’utilisation de méthodes formelles dans différents domaines d’application. Cet objectif est<br />
atteint, et de façon satisfaisante comme en attestent les publications dans les conférences et revues<br />
des domaines d’application (PODS, CMSB, ...). Nous avons décidé que les groupes poursuivraient<br />
le développement de leur projet au sein des équipes correspondant au domaine d’application : Biocomputing<br />
de façon autonome dans l’équipe thématique « Modélisation <strong>du</strong> vivant », Query au sein<br />
de Mostrare, Safe au sein de l’équipe Pops, BHDL dans l’équipe WEST. Ce choix a été pris pour des raisons<br />
de clarification des structures et d’efficacité mais nous sommes soucieux de garder le lien entre<br />
les différents membres de l’équipe qui ont une culture « méthodes formelles » (séminaires communs<br />
par exemple).<br />
Le bilan par projets :<br />
BioComputing est une activité émergente dont les membres, issus de la communauté des langages<br />
de programmation, ont consacré beaucoup d’efforts à leur formation en biologie ; ce fut fructueux<br />
comme l’attestent les publications obtenues dans ce domaine. Pour renforcer les collaborations<br />
avec des biologistes, a été soumise une demande de projet de l’Institut de Recherche Interdisciplinaire<br />
de Lille.<br />
Les différents travaux réalisés de SAFE ont été con<strong>du</strong>its par l’intérêt pour la sûreté de fonctionnement<br />
et la sécurité dans les systèmes distribués, ouverts, extensibles, supportant l’adaptabilité ou<br />
la mobilité. Les domaines d’application choisis étaient assez variés et il nous a paru nécessaire de<br />
recentrer l’activité de Safe sur un champ plus étroit compte-tenu des forces disponibles. Les travaux<br />
sur les systèmes embarqués de petite taille ayant été les plus fournis et offrant des perspectives à<br />
moyen et long terme, le groupe Safe a choisi de poursuivre dans cette voie au sein de l’équipe RD2P.<br />
Query poursuit naturellement son travail autour des requêtes et des transformations de données<br />
semi-structurées au sein de l’équipe MOSTRARE, en développant l’aspect « sécurité des échanges de<br />
contenus ».<br />
BHDL rejoint l’équipe WEST où il prévoit d’étendre son langage d’annotations et de modélisation<br />
vers le langage PSL, adaptation de la logique LTL créée par les développeurs de circuits numériques,<br />
pour pouvoir par exemple exprimer des propriétés temporelles.<br />
Remarques : Un de nos points faibles reste le nombre de doctorants qui a augmenté mais reste<br />
faible ; ceci est dû essentiellement à la difficulté de recrutement sur nos thématiques. D’autre part,<br />
notre activité en termes de projets nous semble satisfaisante au niveau national mais doit être développée<br />
au niveau européen.<br />
2.13.5 Collaborations<br />
– Adelinde M. Uhrmacher and Mathias John, simulation<br />
and modelling group, University of Rostock,<br />
Germany<br />
– Céline Kuttler and Valerio Passini, Centre for Computational<br />
and Systems Biology, University of Trento,<br />
Italy<br />
– Cristian Versari, University of Bologna, Italy.<br />
2.13.6 Contrats<br />
Programmation concurrente pour la régulation de<br />
réseaux de régulation génétique (BQR) de 2004 à<br />
2005.<br />
Modélisation et simulation de réseaux de régulation<br />
génétiques : équations différentielles et programmation<br />
concurrente (PPF Bio-Informatique) de <strong>2008</strong> à<br />
2009, partenaires : STC/BioComputing et Calfor.<br />
Régulation de l’expression génétique : aux frontières<br />
des modélisations déterministes et sto-<br />
– Olaf Owe et Einar Broch Johnsen, Oslo University<br />
– Issa Traoré, Victoria University, Canada<br />
– Guillem Godoy (UPC, SPAIN) [252, 251]<br />
– Sebastian Maneth (NICT, Australia) [251]<br />
– UTC, INRETS et LIFC (projet AFCIM).<br />
– Hitoshi Ohsaki (NAIST, Japan) [315]<br />
chastiques. (PEPS) de <strong>2008</strong> à 2009, partenaires :<br />
STC/BioComputing et Calfor.<br />
Sfincs (ANR –SESUR 2007) de <strong>2008</strong> à 2010.<br />
Spops (ACI –Securité) de 2003 à 2006, partenaires :<br />
coordonnée par G. Barthe.<br />
projet Mosaiques (CPER, programme Tac) de 2004 à<br />
2006.<br />
Creol (Research Council of Norway (IKT-2010)) de<br />
2004 à <strong>2008</strong>.
78 Équipes<br />
Cocoa (CPER, programme Tac) de 2004 à 2006.<br />
TraLala (ACI –Masse de Données) de 2004 à 2007.<br />
Enum (ANR –Blanc) de 2007 à 2009.<br />
Architectures Formelles pour la Conception Intégrée<br />
et la Maintenance de systèmes embarqués (AFCIM)<br />
(Projet pôle de compétitivité I-Trans) de 2006 à <strong>2008</strong>,<br />
2.13.7 Logiciels et brevets<br />
Spico (http://spico.gforge.inria.fr) : An implementation<br />
of the Stochastic PI-calculus with Concurrent<br />
Objects.<br />
BHDL : plateforme opensource d’expérimentation<br />
2.13.8 Thèses et habilitations à diriger des recherches<br />
Habilitations à diriger des recherches<br />
Jean-Marc TALBOT, Model-checking pour les ambients<br />
: des algèbres de processus aux données semistructurées.<br />
(9 décembre 2005).<br />
Isabelle SIMPLOT-RYL, Sûreté de fonctionnement en<br />
contexte objet, distribué et extensible. (4 décembre<br />
2006).<br />
Thèses de doctorat<br />
Denis DEBARBIEUX, Modélisation et requêtes des documents<br />
semi-structurés : exploitation de la structure<br />
2.13.9 Visibilité et faits marquants<br />
Visibilité<br />
partenaires : JL Boulanger (UTC), G. Mariano (INRETS,<br />
Villeneuve d’Ascq), J.Julliand, F. Bouquet (LIFC) Coord.<br />
national : P. Devienne.<br />
BioSpace (ANR –Jeunes Chercheurs) de <strong>2008</strong> à 2010,<br />
partenaires : coord. : C. Lhoussaine.<br />
Codex (ANR –Domaines Emergents) de <strong>2008</strong> à 2010.<br />
qui met en œuvre nos travaux sur le co-design par<br />
raffinement autour <strong>du</strong> langage B, son atelier de preuve<br />
(Atelier B) et le langage VHDL<br />
de graphe. (9 décembre 2005).<br />
Iovka BONEVA, Expressivité, satisfiabilité et model checking<br />
d’une logique spatiale pour arbres non ordonnés.<br />
(22 juin 2006).<br />
Céline KUTTLER, Modélisation de l’expression génétique<br />
bactérienne dans un pi-calcul stochastique à<br />
objets concurrents. (23 janvier 2007).<br />
Arnaud BAILLY, Test et validation de composants<br />
logiciels. (15 décembre 2005).<br />
Yann HODIQUE, Sûreté et optimisation par les systèmes<br />
de types en contexte ouvert et contraint. (13 avril<br />
2007).<br />
Membres de comités de programme de conférences internationales (RTA’09, LCN’08, MFCS’08,<br />
CSMB’08,FOSSACS’07,MFCS’07,RTA’07... ), de nombreux workshops, de comité éditorial de revues<br />
(RAIRO ITA), tutoriaux invités, participation à l’organisation de conférences (BDA’06,EGC’06,..), nombreuses<br />
responsabilités (direction ED, laboratoire, conseils de l’Université, direction département<br />
IUT, ...) : voir fiches indivi<strong>du</strong>elles.<br />
2.13.10 Publications significatives<br />
1. Yves André, Anne-Cécile Caron, Denis Debarbieux,<br />
Yves Roos, and Sophie Tison. Path<br />
constraints in semi-structured data. Theoretical<br />
Computer Science, 385(1-3) :11–33, 2007.<br />
2. Arnaud Bailly, Mireille Clerbout, and Isabelle<br />
Simplot-Ryl. Component composition preserving<br />
behavioural contracts based on communication<br />
traces. Theoretical Computer Science,<br />
363(2) :108–123, 2006.<br />
3. Iovka Boneva, Jean-Marc Talbot, and Sophie<br />
Tison. Expressiveness of a spatial logic for trees.<br />
In 20th Annual IEEE Symposium on Logic in<br />
Computer Science (LICS 2005), pages 280–289.<br />
IEEE Comp. Soc. Press, 2005.<br />
4. Emmanuel Filiot, Joachim Niehren, Jean-Marc<br />
Talbot, and Sophie Tison. Polynomial time<br />
fragments of XPath with variables. In 26th ACM<br />
SIGMOD-SIGACT-SIGART Symposium on Prin-<br />
ciples of Database Systems (PODS 2007), pages<br />
205–214. ACM-Press, 2007.<br />
5. Olivier Gauwin, Joachim Niehren, and Yves<br />
Roos. Streaming tree automata. Information<br />
Processing Letters, <strong>2008</strong>. To appear.<br />
6. Guillem Godoy and Sophie Tison. On the normalization<br />
and unique normalization properties<br />
of term rewrite systems. In International<br />
Conference on Automated De<strong>du</strong>ction (CADE<br />
2007), volume 4603 of Lecture Notes in Computer<br />
Science, pages 247–262. Springer Verlag,<br />
2007.<br />
7. Gilles Grimaud, Yann Hodique, and Isabelle<br />
Simplot-Ryl. On the use of metatypes for safe<br />
embedded operating system extension. International<br />
Journal of Parallel, Emergent and<br />
Distributed Systems (IJPEDS), 22(1) :1–13, 2007.<br />
8. Mathias John, Cédric Lhoussaine, Joachim
2.14. WEST 79<br />
Niehren, and Adelinde M. Uhrmacher. A stochastic<br />
pi calculus for concurrent objects. In<br />
Sixth International Conference on Computational<br />
Systems Biology (CMSB’08), LNCS. Springer<br />
Verlag, <strong>2008</strong>.<br />
9. Einar Broch Johnsen, Olaf Owe, and Isabelle<br />
Simplot-Ryl. A dynamic class construct for<br />
asynchronous concurrent objects. In M. Steffen<br />
and G. Zavattaro, editors, Proc. 7th Interna-<br />
2.14 WEST<br />
tional Conference on Formal Methods for Open<br />
Object-Based Distributed Systems (FMOODS’05),<br />
volume 3535 of Lecture Notes in Computer<br />
Science, pages 15–30. Springer-Verlag, June<br />
2005.<br />
10. Wim Martens and Joachim Niehren. On the Minimization<br />
of XML Schemas and Tree Automata<br />
for Unranked Trees. Journal of Computer and<br />
System Science, 73 (4) :550–583, 2007.<br />
Mots-clés : Parallélisme, systèmes embarqués, temps-réel, ingénierie dirigée par les modèles, compilation,<br />
conception conjointe<br />
2.14.1 Membres<br />
Permanents<br />
Pierre BOULET, PR2 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 1998<br />
Jean-Luc DEKEYSER (resp.), PR1 Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 1984<br />
Cédric DUMOULIN, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2005<br />
Anne ÉTIEN, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2006<br />
Abdoulaye GAMATIÉ, CR2 CNRS dans l’équipe depuis 2005<br />
Frédéric GUYOMAR’H, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2007<br />
Emmanuel LEGUY, IE Université de Lille 1 dans l’équipe depuis <strong>2008</strong><br />
Philippe MARQUET, MCFHC Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 1992<br />
Samy MEFTALI, MCF Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2006<br />
Non permanents<br />
Adolf ABDALLAH, Doctorant INRIA dans l’équipe depuis 2007<br />
Mouna BAKLOUTI, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2007<br />
Rabïe BEN ATITALAH, POST-DOC INRIA dans l’équipe depuis 2004<br />
Hajer CHTIOUI, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2006<br />
Calin GLITIA, Doctorant INRIA dans l’équipe depuis 2006<br />
Souha KAMOUN, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2006<br />
Sébastien LE BEUX, POST-DOC INRIA dans l’équipe depuis 2004<br />
César MOURA, POST-DOC INRIA dans l’équipe depuis 2007<br />
Imran Rafiq QUADRI, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2006<br />
Julien TAILLARD, Doctorant Université de Lille 1 dans l’équipe depuis 2005<br />
Huafeng YU, Doctorant INRIA dans l’équipe depuis 2005<br />
2.14.2 Invités et anciens membres<br />
Éric RUTTEN (CR1 INRIA).<br />
Abou El Hassan BENYAMINA (Chercheur invité).<br />
Emmanuel RENAUX (Postdoc).<br />
Luc CHAREST (Postdoc).<br />
2.14.3 Problématique<br />
Antoine HONORÉ (Ingénieur).<br />
Cyril JOLY (Ingénieur).<br />
Anouar DZIRI (ATER).<br />
La thématique de l’équipe concerne la conception conjointe matériel/logiciel de systèmes embarqués<br />
avec <strong>du</strong> calcul intensif. Plus particulièrement, l’équipe travaille autour des axes de recherche<br />
suivants :<br />
Co-modélisation de système-sur-puce à hautes performances (ou High-Performance System-on-<br />
Chip, HPSoC). Ici l’objectif consiste à définir des métamodèles pour spécifier l’application, l’ar-
80 Équipes<br />
chitecture et l’association (logiciel/matériel). Ces métamodèles ont été définis dans un souci<br />
de conformité avec le profil standard OMG MARTE, dédié au domaine de l’embarqué.<br />
Techniques d’optimisation et de compilation. La première préoccupation ici concerne le développement<br />
de transformations automatiques de calculs avec <strong>du</strong> parallélisme de données. Ces<br />
transformations permettent à la fois de placer et d’ordonnancer une application sur une architecture.<br />
L’autre préoccupation concerne le processus de transformation de modèles de haut<br />
niveau vers la simulation (SystemC), l’exécution (OpenMP) ou la synthèse de code (VHDL).<br />
Simulation et synthèse de HPSoC. Nous proposons d’utiliser la plate-forme SystemC pour simuler<br />
à différents niveaux d’abstraction le résultat de la conception des SoC à hautes performances.<br />
Nous prenons en compte l’intégration des IP (Intellectual Properties) et leur réutilisation à différents<br />
niveaux d’abstraction (PVT, CABA). D’autre part, nous sommes capables de transformer<br />
des modèles UML d’algorithmes de calcul intensif en VHDL, pour obtenir une implantation<br />
matérielle via un processus de synthèse.<br />
2.14.4 Résultats<br />
Les deux faits marquants récents concernent la diffusion et le transfert de nos résultats scientifiques<br />
:<br />
– La participation à l’effort de standardisation MARTE dans le cadre d’une collaboration internationale.<br />
– La diffusion de l’environnement MDE Gaspard : simulation en SystemC et synthèse en VHDL<br />
de HPSoC à partir d’un sous-ensemble de MARTE.<br />
Co-modélisation de HPSoC. Nous avons participé aux efforts internationaux de standardisation<br />
d’un profil UML pour les systèmes embarqués et temps réel. Nous participons aussi à l’ECSI,<br />
une société savante européenne pour le développement des langages de haut niveau pour la<br />
conception de circuits.<br />
Techniques d’optimisation et de compilation. Dans le cadre <strong>du</strong> projet Ter@ops nous sommes en<br />
collaboration avec de nombreuses équipes françaises travaillant sur le sujet de la compilation<br />
optimisante et <strong>du</strong> parallélisme.<br />
Nos travaux sont intégrés dans l’environnement Gaspard. Ce dernier est aussi distribué<br />
avec la plateforme <strong>du</strong> projet OpenEmbeDD auquel nous participons. Ce projet réunit la plupart<br />
des acteurs nationaux dans le domaine de l’IDM.<br />
Simulation et synthèse de HPSoC. Au niveau français le pôle system@tic regroupe les principaux<br />
acteurs <strong>du</strong> domaine. Les objectifs recouvrent la proposition d’une architecture MPSoC. Le modèle<br />
de calcul utilisé dans Gaspard fait aussi partie des modèles de programmation concernés<br />
par ce pôle. Au niveau européen le réseau d’excellence Hipeac regroupe bon nombre de scientifiques<br />
académiques et in<strong>du</strong>striels <strong>du</strong> domaine System on Chip. Nous sommes également<br />
membre actif de ce réseau.<br />
2.14.5 Perspectives<br />
La stratégie concernant les objectifs scientifiques dans les années à venir est la suivante :<br />
– continuer les études dans son champ originel d’expertise ;<br />
– étendre son champ vers de nouveaux modèles d’exécution flot de données et flot de contrôle ;<br />
– proposer des méthodes et outils d’exploration automatique de l’espace de conception pour les<br />
HPSoC ;<br />
– explorer davantage de questions sur la validation formelle des systèmes ;<br />
– diffuser largement le logiciel Gaspard comme première plateforme de co-design respectant le<br />
standard MARTE ;<br />
– intégrer les nouvelles architectures multicœurs et GPU.<br />
Suite à l’évaluation de l’EPC DaRT par l’INRIA en 2007, l’observation suivante a été faite par la<br />
direction de l’INRIA : « La Direction félicite l’équipe-projet DART pour ses résultats scientifiques dans<br />
le domaine <strong>du</strong> parallélisme de données pour les systèmes embarqués. Elle l’encourage à développer les<br />
aspects fondamentaux de ses travaux et à diffuser Gaspard sous forme de logiciel libre. »<br />
2.14.6 Collaborations
2.14. WEST 81<br />
– Encadrement de la thèse d’état d’Abou El Hassan Benyamina,<br />
enseignant-chercheur à l’université d’Oran,<br />
Algérie.<br />
2.14.7 Contrats<br />
Ter@ops (pôle de compétitivité Systém@tic) de 2007<br />
à 2009, partenaires : Arteris, CEA List - Saclay, CRI<br />
- Centre De Recherches En Informatique (ENSMP,<br />
Armines), Dassault Aviation, EADS Astrium, ENSTA,<br />
Esterel Technologie, ETIS - Equipes Traitement Des<br />
Images Et Du Signal (Cnrs, Ensea, université de Cergy-<br />
Pontoise), Freescale Semicon<strong>du</strong>ctor, IEF - Institut<br />
D’Electronique Fondamentale (CNRS, Universite<br />
Paris-Sud 11), INRIA (Alchemy, DaRT, CAPS), Jaluna,<br />
M2000, MBDA, MND, PRiSM - Laboratoire Parallélisme,<br />
Reseaux, Systèmes, Modélisation (CNRS,<br />
université de Versailles - St Quentin en Yvelines), RATP,<br />
Renault, Thales Optronique, Thales R&T, Thomson,<br />
Valeo..<br />
Prompt2Implementation (FP6 –ITEA) de 2002 à 2005,<br />
partenaires : Esterel Technologies, Thales Communication<br />
France, INRIA Rocquencourt (AOSTE), Nokia,<br />
Tampere University of Technology, University of Turku.<br />
PROTES (Carroll) de 2003 à 2006, partenaires : Thales<br />
2.14.8 Logiciels et brevets<br />
Gaspard2 (http://www.lifl.fr/west/gaspard) : Environnement<br />
de conception conjointe de systèmes<br />
embarqués de traitement de signal intensif basé sur<br />
l’ingénierie des modèles. Licence libre. Dépôt APP en<br />
cours.<br />
SPPoC (http://www.lifl.fr/west/sppoc) : Calculateur<br />
polyédrique symbolique. Licence GPL.<br />
2.14.9 Thèses et habilitations à diriger des recherches<br />
Thèses de doctorat<br />
Lossan BONDÉ, Transformations de Modèles et Interopérabilité<br />
dans la Conception de Systèmes Hétérogènes<br />
sur Puce à Base d’IP (décembre 2006).<br />
Arnaud CUCCURU, Modélisation unifiée des aspects<br />
répétitifs dans la conception conjointe logicielle/matérielle<br />
des systèmes sur puce à hautes performances<br />
(novembre 2005).<br />
Philippe DUMONT, Spécification multidimensionnelle<br />
pour le traitement <strong>du</strong> signal systématique (décembre<br />
2005).<br />
Mickaël SAMYN, Une simulation fonctionnelle d’un<br />
système monopuce dédié au traitement <strong>du</strong> signal intensif<br />
- Une approche dirigée par les modèles (décembre<br />
2005).<br />
Ashish MEENA, Allocation, Assignation et Ordonnacement<br />
pour les Systèmes sur Puce Multi-Processeurs<br />
2.14.10 Visibilité et faits marquants<br />
Visibilité<br />
Implication dans des réseaux scientifiques :<br />
R&T, CEA List, INRIA (AOSTE, DaRT, Espresso).<br />
CORTESS (Carroll) de 2006 à 2007, partenaires : Thales<br />
R&T, CEA List, INRIA (AOSTE, DaRT, Espresso).<br />
PEAMS (Carroll) de 2006 à 2006, partenaires : CEA,<br />
Thales, INRIA (ALCHEMY, AOSTE, DaRT).<br />
OpenEmbeDD (ANR –RNTL) de 2005 à 2009, partenaires<br />
: Airbus, Anyware Technologies, CEA, CS SI,<br />
France Telecom, INRIA, LAAS (CNRS), Thales Aerospace,<br />
Thales R&D, Verimag.<br />
Futurelec Operation IV (CNRT) de 2005 à <strong>2008</strong>, partenaires<br />
: Valeo, EDF, INRIA (DaRT), L2EP.<br />
ModEasy (Interreg. –Interreg III F/GB) de 2004 à 2007,<br />
partenaires : Université <strong>du</strong> Kent, IEMN, INRIA.<br />
ENIS (STIC INRIA-Tunisie) de 2006 à 2009, partenaires<br />
: INRIA, ENIS Sfax Tunisie.<br />
univ Californie à Irvine (Relations internationales<br />
INRIA) de 2005 à 2005, partenaires : Univ. Californie à<br />
Irvine.<br />
ARTiS (http://www.lifl.fr/west/artis) : Ordonnanceur<br />
asymétrique pour systèmes SMP intégré au<br />
noyau linux. logiciel libre.<br />
Standard MARTE Béta 1 et 2 (http://www.omgmarte.<br />
org/) : Standard in<strong>du</strong>striel de l’Object Management<br />
Group. L’équipe a contribué à son écriture.<br />
(décembre 2006).<br />
Ouassila LABBANI, Modélisation à haut niveau <strong>du</strong><br />
contrôle dans des applications de traitement systématique<br />
à parallélisme massif (novembre 2006).<br />
Sébastien LE BEUX, Un flot de conception pour applications<br />
de traitement <strong>du</strong> signal systématique implémentées<br />
sur FPGA à base d’Ingénierie Dirigée par les<br />
Modèles (décembre 2007).<br />
Éric PIEL, Ordonnancement de systèmes parallèles<br />
temps-réel, De la modélisation à la mise en œuvre par<br />
l’ingénierie dirigée par les modèles (décembre 2007).<br />
Rabïe BEN ATITALAH, Modèles et simulation des<br />
systèmes sur puce multiprocesseurs - Estimation des<br />
performances et de la consommation d’énergie (mars<br />
<strong>2008</strong>).<br />
Safouan TAHA, Modélisation conjointe logiciel matériel<br />
de systèmes temps-réels (mai <strong>2008</strong>).
82 Équipes<br />
– Comité exécutif et secrétariat de l’association européenne ECSI (European Electronic<br />
Chips and Systems design Initiative, http://www.ecsi.org/) ;<br />
– GDR CNRS : ARP (Architecture, Réseaux, Parallélisme) devenu ASR (Architecture, Systèmes,<br />
Réseaux) et SoC-SiP (System-on-Chip - System In Package) ;<br />
– participation au réseau d’excellence Hipeac.<br />
Organisation d’événements scientifiques. Les membres de WEST ont participé aux comités de programme<br />
des événements suivants : FDL’05, IDM’05, ISPAN’05, GTTSE’05, RTLWS’05, ISPDC’05,<br />
MSR’05, RTS’05, FDL’06, RECoSoC’06, IDM’06, MP@IDM’06, DATE’06, ECMDA’06, DATE’07,<br />
ISPAN’07, FDL’07, GTTSE’07, ECMDA’07, IDM’07, MP@IDM’07, SéMo@IDM’07, RTNS’07, RE-<br />
CoSOC’07, SOC’07, IDM’08, RTNS’08, FDL’08, ECMDA’08, RECoSOC’08, SOC’08.<br />
Pierre Boulet a co-organisé le workshop « Modeling and Analyzis of Real-Time and Embedded<br />
Systems with the MARTE UML profile » à DATE’08.Cédric Dumoulin à organisé les<br />
journées sur l’IDM 06 à Lille. Philippe Marquet a organisé RTLWS’05, la 7 e édition <strong>du</strong> Realtime<br />
Linux Workshop en novembre 2005.<br />
Responsabilités éditoriales. L’équipe a édité les actes de MSR’05 , le volume 39 <strong>du</strong> Journal Européen<br />
des Systèmes Automatisés, le livre Advances in Design and Specification Languages for SoCs<br />
et les actes de IDM’06. Pierre Boulet a été co-président <strong>du</strong> comité de programme de FDL’06,<br />
FDL’07 et FDL’08.<br />
Participation à des jurys de thèse et habilitations à diriger des recherches. Les membres de l’équipe<br />
participent à des jurys de 15 à 20 thèses et habilitations à diriger des recherches chaque année.<br />
Autres.<br />
Faits marquants<br />
– Les membres relisent environ 100 articles de conférence et 15 à 20 articles de journaux<br />
par an.<br />
– L’équipe est leader <strong>du</strong> projet Interreg ModEasy.<br />
– P. Boulet est directeur-adjoint <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong>.<br />
– En tant que directeur <strong>du</strong> programme doctoral au <strong>LIFL</strong> et à l’école doctorale SPI, J.-L. Dekeyser<br />
est impliqué dans un cadre d’échange franco-belge concernant le programme<br />
doctoral.<br />
– J.-L. Dekeyser a été impliqué dans le programme d’échange SFERE entre la France et le<br />
Pakistan.<br />
– Les membres ont participé aux commissions de recrutement des universités de Brest,<br />
Lille 1, Lille 3, Calais et Valenciennes, ainsi qu’à des jurys de recrutement de l’INRIA<br />
(P. Boulet a été membre de la commission d’évaluation de l’INRIA de septembre 2005 à<br />
septembre <strong>2008</strong>).<br />
La finalisation <strong>du</strong> standard MARTE se termine le 3 avril 2009. Deux versions bêta sont parues et<br />
le chapitre RSM est directement issu de nos travaux et entièrement rédigé par l’équipe.<br />
2.14.11 Publications significatives<br />
1. Ahmad Chadi Aljundi, Jean-Luc Dekeyser, Mohan<br />
Tahar Kechadi, and Isaac D. Scherson. A<br />
universal performance factor for multi-criteria<br />
evaluation of multistage interconnection networks.<br />
Future Generation Computer Systems,<br />
22(7) :794–804, 2006.<br />
2. Rabie Ben Atitallah, Éric Piel, Smail Niar, Philippe<br />
Marquet, and Jean-Luc Dekeyser. Multilevel<br />
MPSoC simulation using an MDE approach.<br />
In IEEE International SoC Conference (SoCC<br />
2007), Hsinchu, Taiwan, September 2007.<br />
3. Luc Charest, Philippe Marquet, Jean-Luc Dekeyser,<br />
El Mostapha Aboulhamid, and Guy Bois.<br />
Using design pattern for type unification, structural<br />
unification, semantic clarification and<br />
introspection in SystemC. Annals for Micro and<br />
Nano Systems, 2007.<br />
4. Arnaud Cuccuru, Jean-Luc Dekeyser, Philippe<br />
Marquet, and Pierre Boulet. Towards UML 2<br />
extensions for compact modeling of regular<br />
complex topologies - A partial answer to the<br />
MARTE RFP. In MoDELS/UML 2005, ACM/IEEE<br />
8th International Conference on Model Driven<br />
Engineering Languages and Systems, pages<br />
445–459, Montego Bay, Jamaica, October 2005.<br />
Lecture Notes in Computer Science vol. 3713.<br />
5. Abdoulaye Gamatié, Thierry Gautier, Paul Le<br />
Guernic, and Jean-Pierre Talpin. Polychronous<br />
design of embedded real-time applications.<br />
ACM Transactions on Software Engineering and
2.14. WEST 83<br />
Methodology, 2007. Volume 16, Issue 2.<br />
6. Abdoulaye Gamatié, Eric Rutten, Huafeng Yu,<br />
Pierre Boulet, and Jean-Luc Dekeyser. Synchronous<br />
modeling and analysis of data intensive<br />
applications. EURASIP Journal on Embedded<br />
Systems, <strong>2008</strong>. (To appear).<br />
7. Ouassila Labbani, Éric Rutten, and Jean-Luc<br />
Dekeyser. Safe design methodology for an intelligent<br />
cruise control system with GPS. In 64th<br />
IEEE Vehicular Technology Conference (VTC<br />
2006), Montréal, Québec, Canada, September<br />
2006.<br />
8. Sébastien Le Beux, Philippe Marquet, and Jean-<br />
Luc Dekeyser. A design flow to map parallel<br />
applications onto FPGAs. In 17th IEEE International<br />
Conference on Field Programmable Logic<br />
and Applications, Amsterdam, Netherlands,<br />
August 2007.<br />
9. Philippe Marquet, Simon Duquennoy, Sébastien<br />
Le Beux, Samy Meftali, and Jean-Luc Dekeyser.<br />
Massively parallel processing on a chip. In<br />
ACM Int’l Conf. on Computing Frontiers, Ischia,<br />
Italy, May 2007.<br />
10. Hassan Sbeyti, Smail Niar, and Lieven Eeckhout.<br />
Pattern-driven prefetching for multimedia applications<br />
on embedded processors. Journal of<br />
Systems Architecture, 52(4) :199–212, April 2006.
3 Publications<br />
Une liste des publications par équipe est disponible à http://www.lifl.fr/AERES<strong>2008</strong>.<br />
3.1 ACL sélectives<br />
Nous proposons ici une sélection des publications ACL jugées réellement sélectives par les équipes<br />
<strong>du</strong> laboratoire (internationales et de rang A dans diverses listes ou taux d’acceptation inférieur à<br />
30 %).<br />
[1] M. Adda, R. Missaoui, and P. Valtchev. Relation rule mining. Taylor and Francis - International<br />
Journal of Parallel, Emergent and Distributed Systems, 22(6) :439–449, December 2007.<br />
[2] M. Adda, P. Valtchev, R. Missaoui, and C. Djeraba. An ontology-based sequential pattern<br />
mining approach for recommendation purposes. IEEE Internet Computing, 11(4) :45–52,<br />
July/August 2007.<br />
[3] Ahmad Chadi Aljundi, Jean-Luc Dekeyser, Mohan Tahar Kechadi, and Isaac D. Scherson. A<br />
universal performance factor for multi-criteria evaluation of multistage interconnection networks.<br />
Future Generation Computer Systems, 22(7) :794–804, 2006.<br />
[4] Yves André, Anne-Cécile Caron, Denis Debarbieux, Yves Roos, and Sophie Tison. Path<br />
constraints in semi-structured data. Theoretical Computer Science, 385(1-3) :11–33, 2007.<br />
[5] A. Antos, Cs. Szepesvari, and R. Munos. Learning near-optimal policies with Bellman-resi<strong>du</strong>al<br />
minimization based fitted policy iteration and a single sample path. Machine Learning Journal,<br />
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uniformly distributed random variables : Application to wireless networks. Methodology<br />
and Computing in Applied Probability, <strong>2008</strong>. to appear.<br />
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factor (SCI06) : 0,636.<br />
[146] Francisco Ovalle-Martinez, Amiya Nayak, Ivan Stojmenovic, Jean Carle, and David Simplot-<br />
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and aspect-oriented model for software evolution. International Journal of Computer<br />
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[149] José Rouillard. Web services and speech-based applications around voicexml. Journal of<br />
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[150] José Rouillard, Yvan Peter, Jean-Claude Tarby, Thomas Vantroys, and Vincent Chevrin. Supporting<br />
mobile connectivity : from learning scenarios to multi-channel devices. International<br />
Journal of Continuing Engineering E<strong>du</strong>cation and Life-Long Learning, pages 396–410, mai<br />
<strong>2008</strong>.
94 Publications<br />
[151] Romain Rouvoy, Denis Conan, and Lionel Seinturier. Software Architecture Patterns for a<br />
Context Processing Middleware Framework. IEEE Distributed Systems Online (DSO), 9(6) :12,<br />
jun <strong>2008</strong>.<br />
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with Fraclet. Annals of Telecommunications, Special Issue on Software Components - The<br />
Fractal Initiative (Springer), page 25, <strong>2008</strong>. Accepted for publication.<br />
[154] Sébastien Saudrais, Olivier Barais, Laurence Duchien, and Noel Plouzeau. From formal specifications<br />
to QoS monitors. Journal of Object Technology, Special Issue on Advances in Quality<br />
of Service Management, 6(11) :7–24, dec 2007.<br />
[155] El-Ghazali Talbi and Vincent Bachelet. Cosearch : A parallel cooperative metaheuristic. Journal<br />
of Mathematical Modelling and Algorithms (JMMA), 5(2) :5–22, Apr. 2006.<br />
[156] El-Ghazali Talbi and Hervé Meunier. Hierarchical parallel approach for GSM mobile network<br />
design. Journal of Parallel and Distributed Computing (JPDC), 66(2) :274–290, Feb 2006.<br />
[157] Adelinde M. Uhrmacher and Céline Kuttler. Multi-level modeling in systems biology by discrete<br />
event approaches. it – Information Technology, 48(3) :148–153, 2006. Special issue on<br />
Systems Biology.<br />
[158] Salvatore Venticinque, B. Di Martino, Roco Aversa, Richard Olejnik, Bernard Toursel, and Iyad<br />
Alshabani. Integrating distributed component and mobile agents programming models in<br />
grid computing. In 6th International Symposium on Parallel and Distributed Computing,<br />
ISPDC07, Hagenberg, Austria, July 5-8 2007.<br />
[159] Guillaume Waignier, Anne-Françoise Le Meur, and Laurence Duchien. Fiesta : A generic framework<br />
for integrating new functionalities into software architectures. International Journal<br />
of Cooperative Information Systems (IJCIS), 16(3/4) :367 – 391, dec 2007. Impact factor (SCI06) :<br />
0,971.<br />
3.3 ACT sélectives<br />
Nous proposons ici une sélection des publications ACT jugées réellement sélectives par les équipes<br />
<strong>du</strong> laboratoire (internationales et de rang A dans diverses listes ou taux d’acceptation inférieur à<br />
30 %).<br />
[160] Hani Abdeen, Ilham Alloui, Stéphane Ducasse, Damien Pollet, and Mathieu Suen. Package<br />
reference fingerprint : a rich and compact visualization to understand package relationships.<br />
In European Conference on Software Maintenance and Reengineering (CSMR), pages 00–99.<br />
IEEE Computer Society Press, <strong>2008</strong>.<br />
[161] M. Adda, P. Valtchev, R. Missaoui, and C. Djeraba. On the discovery of semantically enhanced<br />
sequential patterns. In Fourth IEEE International Conference on Machine Learning and<br />
Applications, pages 383–390, December 2005.<br />
[162] Cédric Dinont an Emmanuel Druon, Philippe Mathieu, and Patrick Taillibert. Artifacts for<br />
time-aware agents. In Proceedings of the International Joint Conference on Autonomous Agents<br />
& Multi-Agent Systems (AAMAS’06), pages 593–600, 2006.<br />
[163] Cédric Dinont an Emmanuel Druon, Philippe Mathieu, and Patrick Taillibert. Cpu sharing for<br />
autonomous time-aware agents. In Proceedings of Cognitive Systems with Sensors (COGIS’06),<br />
2006.<br />
[164] A. Antos, Cs. Szepesvari, and R. Munos. Learning near-optimal policies with Bellman-resi<strong>du</strong>al<br />
minimization based fitted policy iteration and a single sample path. In Conference on Learning<br />
Theory, 2006.
3.3. ACT sélectives 95<br />
[165] A. Antos, Cs. Szepesvari, and R. Munos. Fitted Q-iteration in continuous action-space MDPs.<br />
In Neural Information Processing Systems, 2007.<br />
[166] Lamine M. Aouad and Serge G. Petiton. Parallel basic matrix algebra on the grid’5000 large<br />
scale distributed platform. In Cluster’06. The 2006 IEEE International Conference on Cluster<br />
Computing, Barcelona, September 25th-28th 2006.<br />
[167] Lamine M. Aouad, Serge G. Petiton, and Mitsuhisa Sato. Cluster and grid matrix computation<br />
with persistent storage and out-of-core programming. In Cluster’05, pages 1–9, Boston,<br />
Massachusetts, USA, September 26 - 30 2005.<br />
[168] J-Y. Audibert, R. Munos, and Cs Szepesvari. Tuning bandit algorithms in stochastic environments.<br />
In International Conference on Algorithmic Learning Theory, 2007.<br />
[169] Yassine Aydi, Samy Meftali, Mohamed Abid, and Jean-Luc Dekeyser. Design and Performance<br />
Evaluation of a Reconfigurable Delta MIN for MPSOC. In 19th International Conference on<br />
Microelectronics (ICM’07), Cairo, Egypt, December 2007.<br />
[170] Arnaud Bailly, Mireille Clerbout, and Isabelle Simplot-Ryl. Component composition preserving<br />
behavioural contracts based on communication traces. In Jacques Farré, Igor Litovsky,<br />
and Sylvain Schmitz, editors, Proc. 10th Int. Conference on Implementation and Application<br />
of Automata (CIAA 2005), Revised Selected Papers, volume 3845 of Lecture Notes in Computer<br />
Science, pages 54–65, Sophia Antipolis, France, 2006. Springer-Verlag.<br />
[171] Bruno Beaufils and Philippe Mathieu. Cheating is not playing : Methodological issues of<br />
computational game theory. In G. Brewka, S. Coradeschi, A. Perini, and P. Traverso, editors,<br />
Proceedings of the 17th European Conference on Artificial Intelligence (ECAI’06), pages 185–<br />
189. IOS Press, 2006.<br />
[172] Rabie Ben Atitallah, Smail Niar, and Jean-Luc Dekeyser. MPSoC Power Estimation Framework<br />
at Transaction Level Modeling. In The 19th International Conference on Microelectronics (ICM<br />
2007), Cairo, Egypt, December 2007.<br />
[173] Rabie Ben Atitallah, Smail Niar, Samy Meftali, and Jean-Luc Dekeyser. An MPSoC performance<br />
estimation framework using transaction level modeling. In The 13th IEEE International<br />
Conference on Embedded and Real-Time Computing Systems and Applications, Daegu,<br />
Korea, August 2007.<br />
[174] Rabie Ben Atitallah, Éric Piel, Smail Niar, Philippe Marquet, and Jean-Luc Dekeyser. Multilevel<br />
MPSoC simulation using an MDE approach. In IEEE International SoC Conference (SoCC<br />
2007), Hsinchu, Taiwan, September 2007.<br />
[175] G. Blin and H. Touzet. How to compare arc-annotated sequences : The alignment hierarchy.<br />
In 13th International Symposium on String Processing and Information Retrieval (SPIRE),<br />
volume 4209 of Lecture Notes in Computer Science, pages 291–303. Springer Verlag, 2006.<br />
[176] Iovka Boneva and Jean-Marc Talbot. Automata and logics for unranked and unordered trees.<br />
In 20th International Conference on Rewriting Techniques and Applications (RTA 2005), volume<br />
3467 of Lecture Notes in Computer Science, pages 500–515. Springer Verlag, 2005.<br />
[177] Iovka Boneva, Jean-Marc Talbot, and Sophie Tison. Expressiveness of a spatial logic for trees.<br />
In 20th Annual IEEE Symposium on Logic in Computer Science (LICS 2005), pages 280–289.<br />
IEEE Comp. Soc. Press, 2005.<br />
[178] Stéphane Bonnet, Olivier Potonniée, Raphaël Marvie, and Jean-Marc Geib. A Model-Driven<br />
Approach for Smart Card Configuration. In Proceedings of the Third International Conférence<br />
on Generative Programming and Component Engineering, Lecture Notes in Computer<br />
Science, pages 416–435, Vancouver, Canada, <strong>octobre</strong> 2004. Springer.<br />
[179] Laetitia Bonte, Stéphane Espié, and Philippe Mathieu. Virtual lanes interest for motorcycles<br />
simulation. In Medhi Dastani and Rafael Bordini, editors, Proceedings of the fifth European<br />
Workshop on Multi-Agent Systems (EUMAS’07), pages 580–596. ATIA, December 2007.
96 Publications<br />
[180] Alin Bostan, François Ollivier, Frédéric Chyzak, Bruno Salvy, Éric Schost, and Alexandre Sedoglavic.<br />
Fast computation of power series solutions of systems of differential equations.<br />
In Proceedings of the 2007 ACM-SIAM Symposium on Discrete Algorithms, pages 1012–1021,<br />
2007.<br />
[181] François Boulier, Marc Lefranc, François Lemaire, and Pierre-Emmanuel Morant. Applying a<br />
rigorous quasi-steady state approximation method for proving the absence of oscillations in<br />
models of genetic circuits. In K. Horimoto et al., editor, Proceedings of Algebraic Biology <strong>2008</strong>,<br />
number 5147 in LNCS, pages 56–64. Springer Verlag Berlin Heidelberg, <strong>2008</strong>.<br />
[182] François Boulier, Marc Lefranc, François Lemaire, Pierre-Emmanuel Morant, and Aslı Ürgüplü.<br />
On proving the absence of oscillations in models of genetic circuits. In H. Anai, K. Horimoto,<br />
and T. Kutsia, editors, Proceedings of Algebraic Biology 2007, volume 4545 of LNCS,<br />
pages 66–80. Springer Verlag Berlin Heidelberg, 2007. http://hal.archives-ouvertes.fr/<br />
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systems and the D 5 principle. In Proceedings of Transgressive Computing 2006, pages<br />
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components. In Philippe A. Palanque Marco Winckler, Hilary Johnson, editor, Task Models<br />
and Diagrams for User Interface Design, 6th International Workshop, TAMODIA 2007, volume<br />
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[186] Magiel Bruntink, Arie van Deursen, Maja D’Hondt, and Tom Tourwé. Simple crosscutting<br />
concerns are not so simple — analysing variability in large-scale idioms-based implementations.<br />
In Proceedings of the Sixth International Conference on Aspect-Oriented Software<br />
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3.3. ACT sélectives 101<br />
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Rank (CORE) : A.<br />
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model-based framework for statically and dynamically checking component interactions. In<br />
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[362] Xunlei Wu, Vincent Pegoraro, Vincent Luboz, Paul Neumann, RS. Bardsley, Steve Dawson, and<br />
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3.4 Autres ACT<br />
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3.4. Autres ACT 109<br />
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Marvie, Mirabelle Nebut, Djamel Seriai, and Gilles Vanwormhoudt. Proposition pour la modélisation<br />
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Papier court.
112 Publications<br />
[410] Olivier Caron, Bernard Carré, Christophe Gransart, Xavier Le Pallec, Sylvain Lecomte, Raphaël<br />
Marvie, Mirabelle Nebut, Djamel Seriai, and Gilles Vanwormhoudt. Proposition pour la modélisation<br />
d’applications ubiquitaires. In Actes des 3èmes Journées Francophones : Mobilité<br />
et Ubiquité 2006, International Conference Proceeding Series, Paris, septembre 2006. ACM.<br />
Papier court.<br />
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Contents VII.<br />
[423] François Cayre, Caroline Fontaine, and Teddy Furon. Watermarking security, part two : Practice.<br />
In Proc. IS&T/SPIE Int. Symp. on Electronic Imaging 2005, volume 5681 of Proc. SPIE,<br />
pages 758–768, San Jose, California, USA, 2005. SPIE. Security and Watermarking of Multimedia<br />
Contents VII.
3.4. Autres ACT 113<br />
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3.4. Autres ACT 125<br />
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editor, Cracow Grid Workshop ’05 Proceedings, Cracow, Poland, April 2006. Academic Computer<br />
Centre CYFRONET AGH.<br />
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[635] Dijana Petrovska-Delacrétaz, Sylvie Lelandais, Joseph Colineau, Liming Chen, Bernadette<br />
Dorizzi, Emine Krichen, Mohamed Anouar Mellakh, Anis Chaari, Souhila Guerfi, Mohsen<br />
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[646] Laurent Rioux, Thierry Saunier, Sébastien Gérard, Ansgar Radermacher, Robert de Simone,<br />
Thierry Gautier, Yves Sorel, Julien Forget, Jean-Luc Dekeyser, Arnaud Cuccuru, Cédric Dumoulin,<br />
and Charles André. MARTE : A new OMG profile RFP for the modeling and analysis<br />
of real-time embedded systems. In DAC 2005 Workshop UML for SoC Design (UML-SoC’05),<br />
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[742] Nouredine Melab. Grid computing : Concepts, technologies et applications in<strong>du</strong>strielles. Séminaire<br />
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[743] Nouredine Melab. Grid computing for solving challenging combinatorial optimization problems.<br />
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KDD, pages 954–956, Philadelphia, PA, USA, August 20-23 2006.<br />
[747] Eric Piel, Philippe Marquet, Julien Soula, and Jean-Luc Dekeyser. Real-time systems for multiprocessor<br />
architectures. In 14th International Workshop on Parallel and Distributed Real-<br />
Time Systems, In conjunction with IPDPS, 20th IEEE International Parallel and Distributed<br />
Processing Symposium, Island of Rhodes, Greece, April 2006. IEEE Computer Society Press.<br />
Invited paper.<br />
[748] Chafik Samir, Mohamed Daoudi, and Anuj Srivastava. A framework of calculus on facial<br />
surfaces. In 14th International Conference on Image Analysis and Processing 2007, and the<br />
International Workshop on Visual and Multimedia Digital Libraries, 10-14 September 2007.<br />
[749] Chafik Samir, Mohamed Daoudi, and Anuj Srivastava. Fusion de la texture et de la géométrie<br />
pour la reconnaissance de visage 3D. In Traitement et Analyse de l’Information : Méthodes et<br />
Applications, Session spéciale Visages 2D/3D, Hammamet, Tunisie, 22-26 mai 2007.<br />
[750] Chafik Samir, Mohamed Daoudi, and Anuj Srivastava. Riemannian framework for calculus<br />
of facial surfaces. David Mumford and Laurent Younes, and SAMSI (Statistical and Applied<br />
Mathematical Sciences Institute, July 2007.<br />
[751] Dan A. Simovici Thiery Urruty, Chabane Djeraba. Clustering by random projections : Application<br />
to image segmentation. In International Workshop on Visual and Multimedia Digital<br />
Libraries, Modena, Italy, 13-14 September 2007.<br />
[752] Julien Tierny, Jean-Philippe Vandeborre, and Mohamed Daoudi. Geometry flavored topological<br />
skeletons : applications to shape handling, segmentation and retrieval. In Second DELOS<br />
Conference on Digital Libraries, Pisa, Italy, 5-7 December 2007.<br />
3.7 COM<br />
[753] Nadia Bel Hadj Aissa, Dorina Ghindici, Gilles Grimaud, and Isabelle Simplot-Ryl. Contracts as<br />
a support to static analysis of open systems. In Proc. The First Workshop on Formal Languages<br />
and Analysis of Contract-Oriented Software, Oslo, Norway, 2007.
3.7. COM 135<br />
[754] Claudio Alves, François Clautiaux, and JoséValério de Carvalho. New ways of deriving <strong>du</strong>al<br />
cuts for the cutting stock problem. In OPTIMIZATION 2007, Sixth international conference on<br />
optimization, 2007.<br />
[755] A. Balvet, S. Evert, P. Haas, R. Huyghe, R. Marin, L. McNally, and I. Tellier. Nomage : Coding<br />
the semantic features of french nominalizations. In workshop on Nominalizations across<br />
languages, Stuttgart, 2007.<br />
[756] Matthieu Basseur. Coopération de méthodes d’optimisation : Application aux problèmes<br />
multi-objectif. Journées GdR MACS, Lyon, France, Septembre 2005, 2005.<br />
[757] Jean-Charles Boisson. Spectrométrie de Masse et Bioinformatique : Enjeux, Difficultés et<br />
Nouvelles Approches. In 2 emes Journées Thématiques <strong>du</strong> Club Jeune de la Société Française<br />
d’Electrophorèse et d’Analyse Protéomique : "Applications et Outils Bioinformatiques dans le<br />
domaine de l’Analyse Protéomique", May 22-24 2006. La Rochelle, France. Invited presentation.<br />
[758] Jean-Charles Boisson and El-Ghazali.Talbi. Software Framework for Metaheuristic. In 22 nd<br />
European Conference on Operational Research (EURO XXII), page 45, July 8-11 2007. Prague,<br />
Czech Republic.<br />
[759] Jean-Charles Boisson, Olivia Guerre, Laetitia Jourdan, El-Ghazali Talbi, and Christian Rolando.<br />
ASCQ_ME : a New Engine for Protein and Post-Translational Modification Identification from<br />
MS and MS/MS Raw Spectrum without Mass List Extraction. In 55 th ASMS Conference on<br />
Mass Spectrometry, June 3-7 2007. Indianapolis, Indiana, USA.<br />
[760] Jean-Charles Boisson, Laetitia Jourdan, E-G.Talbi, and C. Rolando. Un Nouveau Moteur de<br />
Recherche en Protéomique travaillant directement à partir <strong>du</strong> Spectre de Masse sans Extraction<br />
de la Liste des Pics Monoisotopiques. In Forum LABO & Forum BIOTECH 2006, March<br />
28-31 2006. Paris, France.<br />
[761] Jean-Charles Boisson, Laetitia Jourdan, E-G.Talbi, and Christian Rolando. Identification de<br />
nouvelles protéines et de variants de protéines connues par méthode évolutionnaire. In Septième<br />
congrès de la Société Française de Recherche Opérationnelle et Aide à la Décision (ROA-<br />
DEF’06), February 6-8 2006. Lille, France.<br />
[762] Jean-Charles Boisson, Laetitia Jourdan, El-Ghazali Talbi, Cécile Cren-Olivé, and Christian Rolando.<br />
ASCQ_ME : A New Engine For Peptide Mass Fingerprinting Without Mass List Extraction.<br />
In 1st SCBA Symposium From Molecules to Proteomes, September 26-28 2005. Montpellier,<br />
France.<br />
[763] Jean-Charles Boisson, Laetitia Jourdan, El-Ghazali Talbi, Cécilee Cren-Olivé, and Christian<br />
Rolando. ASCQ_ME : A New Engine For Peptide Mass Fingerprinting Without Mass List Extraction.<br />
In Molecular Cellular Proteomics, volume 4 (8), page S18. HUPO 4th Annual World<br />
Congress, August 28-September 1st 2005. Munich, Germany, poster.<br />
[764] Jean-Charles Boisson, Laetitia Jourdan, El-Ghazali Talbi, and Dragos Horvath. Docking moléculaire<br />
multi-objectif par algorithme évolutionnaire. In 9ème congrès de la Société Française<br />
de Recherche Opérationnelle et Aide à la Décision (ROADEF’08), <strong>2008</strong>.<br />
[765] Jean-Charles Boisson, Laetitia Jourdan, El-Ghazali Talbi, and C. Rolando. Travail Préliminaire<br />
sur l’Identification de Nouvelles Protéines et de Variants de Protéines connues par Méthode<br />
Evolutionnaire sur Grille. In GrilBio 2006, Grille Bioinformatique : expériences et perspectives,<br />
May 12 2006. IBCP, Lyon, France.<br />
[766] Jean-Charles Boisson, El-Ghazali Talbi, and Laetitia Jourdan. De Novo Protein Sequencing<br />
using Evolutionary Algorithm. In 22 nd European Conference on Operational Research (EURO<br />
XXII), page 98, July 8-11 2007. Prague, Czech Republic.<br />
[767] François Boulier, Marc Lefranc, François Lemaire, and Pierre-Emmanuel Morant. Model Re<strong>du</strong>ction<br />
of Chemical Reaction Systems using Elimination, 2007. Presented at the international<br />
conference MACIS 2007, http://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00184558.
136 Publications<br />
[768] Jérôme Brongniart and Thomas Cinkler. STSM : Multi-objective of tree-shaped UTRAN design<br />
problem. In 10th MC meeting and Discussion workshop, Cost 293. Rome, Italie, october 2007.<br />
[769] Jérôme Brongniart, Clarisse Dhaenens, and El-Ghazali Talbi. Defining filtering algorithms for<br />
restricted tree problems using balanced trees. In 3th International Conference on Principles<br />
and Practice of Constraint Programming (CP2007), Providence, USA, 2007.<br />
[770] Laurent Candillier, Isabelle Tellier, and Fabien Torre. Transforming XML trees for efficient<br />
classification and clustering. INEX 2005 Workshop on Mining XML documents, nov. 2005.<br />
[771] Jérôme Champavère, Rémi Gilleron, Aurélien Lemay, and Joachim Niehren. Towards schemaguided<br />
XML query in<strong>du</strong>ction. In ICML-2007 Workshop on Challenges and Applications of<br />
Grammar In<strong>du</strong>ction, 2007.<br />
[772] Laurent Choy, Eric Wartelle, Mitsuhisa Sato, and Serge G. Petiton. Power efficient sche<strong>du</strong>ling<br />
for numerical methods on heterogeneous grids. In Proceedings of the national Summer<br />
United Workshops on Parallel, Distributed and Cooperative Processing (SWoPP), pages 91–96,<br />
Saga city, Kyushu island, Japan, August <strong>2008</strong>.<br />
[773] Maria Agustina Cibran, Maja D’Hondt, and Viviane Jonckers. Mapping high-level business<br />
rules to and through aspects. In 2ème Journée Francophone sur le Développement de Logiciels<br />
par Aspects (JFDLPA 2005), Lille, France, sep 2005.<br />
[774] François Clautiaux, Claudio Alves, and J.M. Valério de Carvalho. Une analyse comparative<br />
de fonctions <strong>du</strong>al-réalisables appliquées au problème de bin-packing. In 8ème congrès de la<br />
Société Françise de Recherche Opérationnelle et d’Aide à la Décision, Grenoble, 2007.<br />
[775] François Clautiaux, A. Jouglet, Jacques Carlier, and Aziz Moukrim. Problème de placement de<br />
rectangles. In 8ème congrès de la Société Française de Recherche Opérationnelle et d’Aide à la<br />
Décision, Grenoble, 2007.<br />
[776] José Valério de Carvalho, François Clautiaux, and Claudio Alves. A comparative analysis of<br />
superadditive functions and <strong>du</strong>al-feasible functions. In 22nd European Conference on Operational<br />
Research EURO XXI, 2007.<br />
[777] Dolorès Diaz, Lionel Seinturier, Laurence Duchien, and Pascal Flament. Un modèle pour<br />
la séparation et la traçabilité des préoccupations. In Atelier Evolution <strong>du</strong> Logiciel à LMO’05,<br />
Bern, Swiss, mar 2005.<br />
[778] Rim Drira. Vers une approche multi échelle de modélisation de dispositifs pédagogiques. In<br />
proceedings of RJC EIAH <strong>2008</strong> Deuxièmes Rencontres Jeunes Chercheurs en EIAH, Lille, France,<br />
mai <strong>2008</strong>.<br />
[779] Jérémy Dubus and Philippe Merle. Towards Model-Driven Validation of Autonomic Software<br />
Systems in Open Distributed Environments. In Proceedings of the ECOOP Workshop on Model-<br />
Driven Adaptation, pages 39–48, Berlin, Germany, jul 2007.<br />
[780] Guillaume Dufrêne and Lionel Seinturier. Un adl pour les architectures distribuées à composants<br />
hétérogènes. In 2eme Conférence Francophone sur les Architectures Logicielles (CAL’08),<br />
pages 79–90, Montréal, Quebec, Canada, mar <strong>2008</strong>. Editions Cépa<strong>du</strong>ès.<br />
[781] Peter Ebraert, Ellen Van Paesschen, and Theo D’Hondt. Change-oriented round-trip engineering<br />
: First-class changes for agile software development. In Proceedings of the RIMEL<br />
workshop at the Langages et Modèles à Objets conference, pages 2–8, Toulouse, France, March<br />
2007.<br />
[782] Houcine Ezzedine, Abdelwaheb Trabelsi, Jean-Claude Tarby, Philippe Laporte, and José<br />
Rouillard. Deux approches d’évaluation précoce de systèmes interactifs, application à la<br />
supervision <strong>du</strong> transport urbain. In Workshop International : Logistique & Transport LT2007,<br />
page 7 pages, Sousse, Tunisie, novembre 2007.<br />
[783] Johan Fabry and Nicolas Pessemier. Kala : A domain-specific solution to tangled aspect code.<br />
In Proceedings of the 1st GPCE Workshop on Domain-Specific Aspect Languages (DSAL’06),<br />
Portland, Oregon, oct 2006.
3.7. COM 137<br />
[784] Emmanuel Filiot, Joachim Niehren, Jean-Marc Talbot, and Sophie Tison. Composing monadic<br />
queries in trees. In Giuseppe Castagna and Mukund Raghavachari, editors, ACM SIGPLAN<br />
Workshop on Programming Language Techniques for XML (PLAN-X 2006), pages 61–70. Basic<br />
Research in Computer Science, 2006.<br />
[785] Areski Flissi, Jérémy Dubus, Nicolas Dolet, and Philippe Merle. DeployWare : A Framework<br />
for Automatic Deployment of Software Systems on Grids. 3rd EGEE User Forum, feb <strong>2008</strong>.<br />
Oral presentation.<br />
[786] Antoine Gallais, Jean Carle, and David Simplot-Ryl. Study and improvement of surface coverage<br />
relay protocol with a realistic physical layer. In Workshop Interface Radio pour les réseaux<br />
radio Multi-Sauts (IRAMUS), Val Thorens, France, 2007.<br />
[787] Antoine Gallais and David Simplot-Ryl. Realistic MAC layer. In Workshop Interface RAdio<br />
pour les réseaux radio MUlti-Sauts (IRAMUS 2007), Val Thorens, France, 2007. invited talk.<br />
[788] Olivier Gauwin, Anne-Cécile Caron, Joachim Niehren, and Sophie Tison. Complexity of earliest<br />
query answering with streaming tree automata. In ACM SIGPLAN Workshop on Programming<br />
Language Techniques for XML (PLAN-X <strong>2008</strong>), January <strong>2008</strong>. PLAN-X Workshop of ACM<br />
POPL.<br />
[789] Rémi Gilleron, Florent Jousse, Isabelle Tellier, and Marc Tommasi. Xml document transformation<br />
with conditional random fields. In INitiative for the Evaluation of XML Retrieval<br />
(INEX 2006), number 4518 in Lecture Notes in Computer Science, pages 525–539,<br />
http ://www.springerlink.com/, 2006. Springer Verlag.<br />
[790] Michaël Hauspie and Isabelle Simplot-Ryl. How to negociate the price of packet forwarding<br />
in credit-based systems for ad-hoc networks. In Workshop on Wireless Networks and Mobile<br />
Computing, Mexico-City, Mexico, 2005. invited talk.<br />
[791] J. El Hayek, François Clautiaux, and A. Jouglet. Bornes inférieures pour le problème de binpacking<br />
en deux dimensions avec rotation. In 8ème congrès de la Société Française de Recherche<br />
Opérationnelle et d’Aide à la Décision, Grenoble, 2007.<br />
[792] Laetitia Jourdan and David Corne. Lemmo : Application au design de réseau de distribution<br />
d’eau potable. In Sixième congrès de la Société Française de Recherche Opérationnelle et Aide<br />
à la Décision (ROADEF’05), 2005.<br />
[793] Laetitia Jourdan, Thomas Legrand, El-Ghazali Talbi, and Jean-Luc Wojkiewicz. Mono and<br />
multi-objective continuous optimization for con<strong>du</strong>cting polymer composites. In ECCO/CO<br />
2006, page 1, Porto, Portugal, 2006.<br />
[794] Florent Jousse, Rémi Gilleron, Isabelle Tellier, and Marc Tommasi. Conditional random fields<br />
for xml trees. In ECML Workshop on Mining and Learning in Graphs, 2006.<br />
[795] Nicolas Jozefowiez, Frédéric Semet, and El-Ghazali Talbi. Le problème de la tournée couvrante.<br />
In Sixième congrès de la Société Française de Recherche Opérationnelle et Aide à la<br />
Décision (ROADEF’05, Tours, France, February 2005.<br />
[796] Mohammed Khabzaoui, Clarisse Dhaenens, and El-Ghazali Talbi. Métaheuristique parallèle<br />
pour les règles d’association multicritères. In Sixième congrès de la Société Française de Recherche<br />
Opérationnelle et Aide à la Décision (ROADEF’05), pages 233–234, 2005.<br />
[797] Céline Kuttler, Cédric Lhoussaine, and Joachim Niehren. A stochastic pi calculus for concurrent<br />
objects. In 1st International Workshop on Probabilistic Automata and Logics (PAuL 2006),<br />
2006.<br />
[798] Thomas Legrand, Oliver Schütze, Laetitia Jourdan, Carlos Coello-Coello, and El-Ghazali Talbi.<br />
Stratégies mimétiques pour les essaims de particules et implémentation sous ParadisEO. In<br />
Second séminaire francophone sur l’optimisation par essaim particulaire (OEP), April 2007.
138 Publications<br />
[799] Julien Lemesre, Clarisse Dhaenens, and El-Ghazali Talbi. Méthode Parallèle par Partitions :<br />
Une nouvelle méthode exacte de résolution de problèmes bi-Objectifs. In Sixième congrès<br />
de la Société Française de Recherche Opérationnelle et Aide à la Décision (ROADEF’05, pages<br />
259–260, Tours, France, Février 2005.<br />
[800] Julien Lemesre, Clarisse Dhaenens, and El-Ghazali Talbi. PPM : Une Méthode Exacte Biobjectif.<br />
In Quatrième Conférence Internationale en Recherche Opérationnelle (CIRO’05),<br />
page 29, Marrakech, Maroc, Mai 2005.<br />
[801] Julien Lemesre, Clarisse Dhaenens, and El-Ghazali Talbi. Méthode parallèle par partitions :<br />
Passage d’une méthode exacte bi-objectif à une méthode exacte multi-objectif. In Septième<br />
congrès de la Société Française de Recherche Opérationnelle et Aide à la Décision (ROADEF’06).<br />
Lille, 2006.<br />
[802] Arnaud Liefooghe, Matthieu Basseur, Laetitia Jourdan, and El-Ghazali Talbi. Optimisation<br />
multi-objectif sous incertitude pour le flow-shop de permutation. In META’06, Hammamet,<br />
Tunisia, 2006.<br />
[803] Arnaud Liefooghe, Laetitia Jourdan, and El-Ghazali Talbi. Software framework for multiobjective<br />
optimization. In 22 nd European Conference on Operational Research (EURO XXII),<br />
page 45, Prague, Czech Republic, 2007.<br />
[804] Frédéric Loiret and David Servat. Insights on real time systems architecture modelling from a<br />
software engineering viewpoint. In Work-in-Progress Session of the 17th Euromicro Conference<br />
on Real-Time Systems (ECRTS 2005), Palma de Mallorca, Balearic Islands, Spain, jul 2005.<br />
[805] Frédéric Loiret, David Servat, and Lionel Seinturier. A first experimentation on high-level<br />
tooling support upon fractal. In Proceedings of the 5th International ECOOP Workshop on<br />
Fractal Component Model (Fractal’06), Nantes, France, jul 2006.<br />
[806] M. Loth and Ph. Preux. Reinforcement learning by direct optimal value estimation and regret<br />
minimization, June <strong>2008</strong>.<br />
[807] Raphaël Marvie and Mirabelle Nebut. Un cadre de travail pour l’évolution contrôlée des<br />
modèles <strong>du</strong> logiciel. In Premier atelier de travail sur l’évolution <strong>du</strong> logiciel, Berne, Suisse, mar<br />
2005.<br />
[808] Wolfgang De Meuter, Theo D’Hondt, Jessie Dedecker, Stijn Mostinckx, and Tom Van Cutsem.<br />
First-class methods : A fresh look at marrying oop and fp. In Proceedings of the International<br />
OOPSLA Workshop on Multiparadigm Programming With OO Languages, oct 2005.<br />
[809] Mohand Mezmaz, Nouredine Melab, and El-Ghazali Talbi. Défi en optimisation combinatoire<br />
sur grilles de calcul – résolution <strong>du</strong> flow-shop. Ecole Grid’5000, Grenoble, France, Mars 2006.<br />
[810] Mohand Mezmaz, Nouredine Melab, and El-Ghazali Talbi. Un Nouvel Algorithme Branchand-Bound<br />
Parallèle pour la Résolution de Problèmes de Permutation sur la Grille. Premières<br />
Journées Grid’5000, Lille, France, Octobre 2006.<br />
[811] Mohand Mezmaz, B. Wei, Nouredine Melab, and El-Ghazali Talbi. Parallel Hybrid Multiobjective<br />
Meta-heuristics on Peer-to-Peer Systems. In 4th Intl. Workshop of the Euro Working<br />
Group on Parallel Processing in Operations Research (PAREO 2005), Mont-Tremblant, Québec,<br />
Canada, Jan 2005.<br />
[812] Naouel Moha, Yann-Gaël Guéhéneuc, Laurence Duchien, and Anne-Françoise Le Meur. Discussion<br />
on the results of the detection of design defects. In Serge Demeyer, Yann-Gaël Guéhéneuc,<br />
Christian Lange, Kim Mens, Roel Wuyts, and Stéphane Ducasse, editors, Proceedings<br />
of the 8th ECOOP workshop on Object-Oriented Reengineering (WOOR’07). Springer-Verlag,<br />
July–August 2007.<br />
[813] Sylvain Mongy and Chabane Djeraba. Modélisation des comportements sur l’exploitation<br />
d’une base de données vidéo. In Actes de l’Atelier Fouille de Données Compexes dans un<br />
Processus d’Extraction des Connaissances, 5èmes Journées Francophones Extraction et Gestion<br />
de Connaissances (EGC 2005), Université René Descartes Paris 5. Paris, France, January 18<br />
2005.
3.7. COM 139<br />
[814] Joachim Niehren, Jan Schwinghammer, and Gert Smolka. A concurrent lambda calculus with<br />
futures. In 5th International Workshop on Frontiers in Combining Systems (FroCos 2005),<br />
volume 3717 of Lecture Notes in Artificial Intelligence, pages 248–263. Springer Verlag, August<br />
2005.<br />
[815] Carlos Noguera and Renaud Pawlak. Open static pointcuts through source code template.<br />
In Proceedings of the International AOSD Workshop on Open and Dynamic Aspect Languages<br />
(AOL’06), Bonn, Germany, mar 2006.<br />
[816] Carlos Parra and Laurence Duchien. Model-driven adaptation of ubiquitous applications.<br />
In 1st International Workshop on Context-aware Adaptation Mechanisms for Pervasive and<br />
Ubiquitous Services (CAMPUS 08), pages 97–102, Oslo, Norway, June <strong>2008</strong>.<br />
[817] Renaud Pawlak. Spoon : Annotation-driven program transformation - the aop case. In Proceedings<br />
of the 1st International Middleware Workshop on Aspect-Oriented Middleware Development<br />
(AOMD’05), volume 118 of ACM International Conference Proceeding Series, Grenoble,<br />
France, nov 2005. ACM Press.<br />
[818] Nicolas Pessemier, Olivier Barais, Lionel Seinturier, Thierry Coupaye, and Laurence Duchien.<br />
A three level framework for adapting component based architectures. In 2nd Workshop on<br />
Coordination and Adaptation Techniques for Software Entities (WCAT) at ECOOP’05, jul 2005.<br />
[819] Serge G. Petiton and Laurent Choy. Eigenvalue grid and cluster computations, using task<br />
farming computing paradigm and data persistency, February 17th -19th 2007.<br />
[820] Aleš Plšek, Lionel Seinturier, and Philippe Merle. Ambient-Oriented Programming in Fractal.<br />
In Proceedings of the 3rd Workshop on Object Technology for Ambient Intelligence and<br />
Pervasive Systems (OT4AmI) at ECOOP’07, pages 33–38, 2007.<br />
[821] Nicolas Rivière, Anne-Françoise Le Meur, Philippe Lahire, Noël Plouzeau, and Bruno Traverson.<br />
Projet faros : Un environnement de composition pour la construction fiable d’architectures<br />
orientées services. In Journées Neptune, Paris, France, may 2007.<br />
[822] Christian Rolando, Jean-Charles Boisson, Laetitia Jourdan, and E-G.Talbi. ASCQ_ME : Un<br />
Nouveau Moteur d’Identification de Protéines par PMF à partir de Spectres MS Bruts. In<br />
Journée Bioinformatique et Protéomique 2006, June 1st 2006. Montbonnot, France.<br />
[823] Daniel Romero, Carlos Parra, Lionel Seinturier, Laurence Duchien, and Rubby Casallas. An<br />
sca-based middleware platform for mobile devices. In <strong>2008</strong> Middleware for Web Services<br />
(MWS <strong>2008</strong>) Workshop at EDOC<strong>2008</strong>, Munich, Germany, sep <strong>2008</strong>.<br />
[824] Romain Rouvoy and Philippe Merle. Leveraging Component-Oriented Programming with<br />
Attribute-Oriented Programming. In Proceedings of the 11th International ECOOP Workshop<br />
on Component-Oriented Programming (WCOP’06), volume 2006-11 of Technical Report,<br />
pages 10–18, Nantes, France, jul 2006. Karlsruhe University.<br />
[825] Romain Rouvoy, Nicolas Pessemier, Renaud Pawlak, and Philippe Merle. Apports de la Programmation<br />
par Attributs au Modèle de Composants Fractal. In Actes des 5èmes Journées<br />
Composants (JC’06), pages 11–24, Perpignan, France, October 2006.<br />
[826] Romain Rouvoy, Nicolas Pessemier, Renaud Pawlak, and Philippe Merle. Using Attribute-<br />
Oriented Programming to Leverage Fractal-Based Developments. In Proceedings of the 5th<br />
International ECOOP Workshop on Fractal Component Model (Fractal’06), Nantes, France, jul<br />
2006.<br />
[827] Lionel Seinturier, Nicolas Pessemier, Clément Escoffier, and Didier Donsez. Towards a reference<br />
model for implementing the fractal specifications for java and the .net platform. In<br />
Proceedings of the 5th International ECOOP Workshop on Fractal Component Model (Fractal’06),<br />
Nantes, France, jul 2006.<br />
[828] and Lamine M. Aouad Serge G. Petiton. Distributed out-of-core parallel linear algebra on<br />
grid5000 heterogeneous platform, February 21th-24th 2006.
140 Publications<br />
[829] Patricia Serrano-Alvarado, Romain Rouvoy, and Philippe Merle. Self-Adaptive Component-<br />
Based Transaction Commit Management. In Proceedings of the 4th International Middleware<br />
Workshop on Adaptive and Reflective Middleware (ARM’05), volume 116 of ACM International<br />
Conference Proceeding Series, pages 1–6, Grenoble, France, nov 2005. ACM Press.<br />
[830] David Simplot-Ryl. Active RFID tags and sensor networks. In RFID 2005, Paris, France, 2005.<br />
invited talk.<br />
[831] David Simplot-Ryl. Anti-collision protocols for RFID tags. In RFID 2005, Paris, France, 2005.<br />
invited talk.<br />
[832] David Simplot-Ryl. Energy-efficient broadcast protocols for wireless ad hoc networks. In<br />
Workshop on Wireless Networks and Mobile Computing, Mexico-City, Mexico, 2005. invited<br />
talk.<br />
[833] David Simplot-Ryl. From smart labels to smart <strong>du</strong>sts. In Colloquium Jacques Morgenstern,<br />
Sophia Antipolis, France, 2005. invited talk.<br />
[834] David Simplot-Ryl. Javaos for sensor networks. In First CNRS-RECAP Workshop on Sensor<br />
Networks, Nice, France, 2005. invited talk.<br />
[835] David Simplot-Ryl. Last research advances in energy-efficient broadcasting for wireless ad<br />
hoc networks. In 7èmes Rencontres Francophones sur les aspects Algorithmiques des Télécommunications<br />
(AlgoTel 2005), Presqu’Ile de Giens, France, 2005. invited talk.<br />
[836] David Simplot-Ryl. Localized algorithms for energy efficient wireless ad hoc networking. In<br />
France Telecom Scientific College Seminar on “Ad Hoc Networks : Problems, Applications and<br />
Perspectives”, Paris, France, 2005. invited talk.<br />
[837] David Simplot-Ryl. Real-time aspects in wireless sensor networks. In Ecole d’Eté Temps Réel<br />
2005 (ETR’05), Nancy, France, 2005. invited talk.<br />
[838] David Simplot-Ryl. Activity sche<strong>du</strong>ling in wireless sensor networks. In Workshop on Mobile<br />
Multimedia Communication Systems and Networks, Liège, Belgium, 2006. invited talk.<br />
[839] David Simplot-Ryl. Beyond smartcards and RFID : Smart sensors. In Smart University - Ubiquitous<br />
computing : State of the art and challenges for the software infrastructure, Sophia<br />
Antipolis, France, 2006. invited talk.<br />
[840] David Simplot-Ryl. Localization and coverage problems in wireless sensor networks. In Summer<br />
School on Applications of Wireless Sensor Networks (SENZATIONS’06), Novi Sad, Serbia,<br />
2006. invited talk.<br />
[841] David Simplot-Ryl. Localized topology control for wireless sensor networks. In 3rd Workshop<br />
of the COST Action 295 DYNAMO – Dynamic Communication Networks : Foundations and<br />
Algorithms, Les Ménuires, France, 2006. invited talk.<br />
[842] David Simplot-Ryl. RFID. In 5th Int. Conf. on AD-HOC Networks & Wireless (AD-HOC NOW<br />
2006) - Summer School in Wireless Sensor Networks, Ottawa, Canada, 2006. invited talk.<br />
[843] David Simplot-Ryl. RFID privacy and data protection : what are the policy options to go<br />
forward ? In European Commission RFID Public Consultation - Workshop on RFID Security,<br />
Data Protection & Privacy, Health and Safety Issues, Brussels, Belgium, 2006. invited talk.<br />
[844] David Simplot-Ryl. Beyond smartcards and RFID : Smart sensors. In Smart University - Ubiquitous<br />
computing : State of the art and challenges for the software infrastructure, Sophia<br />
Antipolis, France, 2007. invited talk.<br />
[845] David Simplot-Ryl. Broadcasting and area coverage in ad hoc and sensor networks. In First<br />
Research Workshop on Wireless Computing and Sensor Networks (WCSN), Havana, Cuba, 2007.<br />
invited talk.
3.7. COM 141<br />
[846] David Simplot-Ryl. Localized position-based routing in wireless sensor and ad hoc networks.<br />
In 2nd International Workshop on Localized Algorithms and Protocols for Wireless Sensor Networks<br />
(LOCALGOS <strong>2008</strong>), Santorini Island, Greece, <strong>2008</strong>. invited talk.<br />
[847] David Simplot-Ryl. Robustness in wireless sensor and actuator networks. In 1er Workshop<br />
sur la Sécurité des Réseaux Autonomes et Spontanés, Loctudy, France, <strong>2008</strong>. invited talk.<br />
[848] Isabelle Simplot-Ryl. Cooperation and security in ad hoc networks. The First Research Workshop<br />
on Wireless Computing and Sensor Networks, Havana, Cuba, 2007.<br />
[849] T. Soued, N. Yahiaoui, Lionel Seinturier, and Bruno Traverson. Techniques d’aspect pour la<br />
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[856] Emilia Tantar, Clarisse Dhaenens, and El-Ghazali Talbi. Méthodes interactives guidées par<br />
l’analyse <strong>du</strong> paysage en optimisation combinatoire multi-objectif. In 9ème congrès de la<br />
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[858] Emilia Tantar, Alexandru-Adrian Tantar, Clarisse Dhaenens, and El-Ghazali Talbi. XMOS -<br />
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3.8 AFF<br />
[864] Jean-Charles Boisson, Laetitia Jourdan, Gael Even, El-Ghazali Talbi, and Dragos Horvath. Docking<br />
moléculaire multi-objectif par algorithme évolutionnaire. In JOBIM, <strong>2008</strong>.<br />
[865] Lionel Brunie, Yvon Cardenas, Clarisse Dhaenens, Gael Even, Julien Gossa, Hameur Hameurlain,<br />
Nouredine Melab, Maryvonne Miquel, Franck Morvan, Jean-Marc Pierson, Mohammed<br />
El Samad, El-Ghazali Talbi, Anne Tchounikine, and Pascal Wehrle. Grid for genomedecine<br />
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[867] Ségolène Caboche, Valérie Leclère, Maude Pupin, Gregory Kucherov, and Philippe Jacques.<br />
Norine : une nouvelle base de données qui met en exergue la biodiversité des structures et<br />
des activités des peptides synthétisés par la voie non-ribosomale (NRPS). In septième congrés<br />
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(JOBIM’05)- Poster, 2005.<br />
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(JOBIM’07)- Poster, Marseille, 2007.<br />
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[875] Laetitia Jourdan, Jean-Charles Boisson, Pierre Laurence, El-Ghazali Talbi, and Christian Rolando.<br />
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3.9. OS 143<br />
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[1058] Jean-Claude Tarby, Xavier Le Pallec, Raphaël Marvie, and Mirabelle Nebut. Processus de<br />
modélisation incrémental pour le développement d’applications interactives basées sur pac.<br />
Rapport Interne, <strong>LIFL</strong>, Université Lille 1, n.02-2006, 2006.<br />
[1059] Adrien Theetten, Laurent Grisoni, Claude Andriot, and Christophe Chaillou. Simulation<br />
temps-réel de câbles quasi-rigides. In Journées AFIG, 2005.<br />
[1060] Julien Tierny. Enrichissement des squelettes topologiques par détection de constrictions.<br />
Université François-Rabelais, Tours, France, 2006.<br />
[1061] Julien Tierny, Tarik Filali-Ansary, and Jean-Philippe Vandeborre. A novel method for constructing<br />
meaningful reeb graphs from piecewise continuous functions over 2-manifolds. Technical<br />
Report 2005-05, Laboratoire d’Informatique Fondamentale de Lille (<strong>LIFL</strong> - UMR<br />
USTL/CNRS 8022), December 2005.
154 Publications<br />
[1062] Julien Tierny, Jean-Philippe Vandeborre, and Mohamed Daoudi. Analyse topologique et géométrique<br />
de maillages 3D pour l’extraction de squelette. In 19th French Chapter of Eurographics<br />
- 19èmes Journées de l’Association Française d’Informatique Graphique et de l’Association<br />
Chapitre Français d’Eurographics, Bordeaux, France, 2006.<br />
[1063] Julien Tierny, Jean-Philippe Vandeborre, and Mohamed Daoudi. Analyse topologique et géométrique<br />
de maillages 3D pour l’extraction de squelettes. Journée <strong>du</strong> GDR ISIS thème D,<br />
ENST Paris, France, October 2006.<br />
[1064] Julien Tierny, Jean-Philippe Vandeborre, and Mohamed Daoudi. Geometry flavored topological<br />
skeletons : application to shape retrieval. AIM@SHAPE NoE Summer School, University<br />
of Genoa, June 2007.<br />
[1065] Johann Vandromme. Un bureau basé sur les instruments et des graphes. In Custom Publishing<br />
France, editor, IHM 07, pages 265–267, New York, NY, USA, nov 2007. ACM Press.<br />
[1066] Johann Vandromme, Samuel Degrande, Patricia Plénacoste, Luciana Provenzano, and Christophe<br />
Chaillou. Une métaphore de visite virtuelle pour un bureau 3d. In conférence de l’Association<br />
Francophone d’Interaction Homme-Machine, volume 133, pages 205–208, 2006.<br />
[1067] Ra<strong>du</strong> Vatavu, Stefan-Gheorghe Pentiuc, Christophe Chaillou, Laurent Grisoni, and Samuel<br />
Degrande. Visual recognition of hand postures for interacting with virtual environments. In<br />
International Conference on Developement and Application Systems, 2006.<br />
[1068] Huafeng Yu, Abdoulaye Gamatié, Éric Rutten, and Jean-Luc Dekeyser. Model transformations<br />
from a data parallel formalism towards synchronous languages. Research Report 6291, INRIA,<br />
september 2007. http://hal.inria.fr/docs/00/17/24/45/PDF/RR-6291.pdf.<br />
[1069] Titus Zaharia, Françoise Prêteux, Julien Ricard, Florent Dupont, Atilla Bakurt, Tarik Filali-<br />
Ansary, Mohamed Daoudi, and Jean-Philippe Vandeborre. Critères pour la comparaison des<br />
méthodes d’indexation. Technical Report L2.4, Projet RNRT 2002 SEMANTIC-3D, juin 2005.<br />
3.13 TH<br />
[1070] Iyad Alshabani. Composants logiciels distribués et parallèles en Java. Thèse de doctorat (phd<br />
thesis), Laboratoire d’Informatique Fondamentale de Lille, Université de Lille 1, Décembre<br />
2006.<br />
[1071] Olivier Barais. Construire et Maîtriser l’évolution d’une architecture logicielle à base de composants.<br />
PhD thesis, Laboratoire d’Informatique Fondamentale de Lille, Lille, France, nov<br />
2005.<br />
[1072] Matthieu Basseur. Design of cooperative algorithms for multi-objective optimization : Application<br />
to the Flow-shop sche<strong>du</strong>ling problem. PhD thesis, University of Sciences and Technology<br />
of Lille, France, June 2005.<br />
[1073] Rabie Ben Atitallah. Modèles et simulation des systèmes sur puce multiprocesseurs - Estimation<br />
des performances et de la consommation d’énergie. Thèse de doctorat (PhD Thesis), Laboratoire<br />
d’Informatique Fondamentale de Lille, Université de Lille 1, Lille, France, March <strong>2008</strong>.<br />
(In French).<br />
[1074] Lossan Bondé. Transformations de Modèles et Interopérabilité dans la Conception de Systèmes<br />
Hétérogènes sur Puce à Base d’IP. Thèse de doctorat (PhD Thesis), Laboratoire d’Informatique<br />
Fondamentale de Lille, Université de Lille 1, France, December 2006. (In French).<br />
[1075] Iovka Boneva. Logics for unranked and unordered trees and their use for querying semistructured<br />
data. PhD thesis, Université des Sciences et Technologies de Lille, Lille I, 2006. PhD thesis.<br />
Université des Sciences et Technologies de Lille - Lille 1.
3.13. TH 155<br />
[1076] Stéphane Bonnet. Une démarche dirigée par les modèles pour la personnalisation des applications<br />
embarquées dans les cartes à puces. PhD thesis, Laboratoire d’Informatique Fondamentale<br />
de Lille, Lille, France, mar 2005.<br />
[1077] Sébastien Cahon. ParadisEO : Une plate-forme pour la conception et le déploiement de métaheuristiques<br />
parallèles hybrides sur clusters et grilles. PhD thesis, University of Sciences and<br />
Technology of Lille, France, July 2005.<br />
[1078] Laurent Candillier. Contextualisation, Visualisation et Evaluation en Apprentissage Non Supervisé.<br />
PhD thesis, GRAppA, Université Charles de Gaulle, Lille 3, sept. 2006.<br />
[1079] Julien Carme. Inférence de requêtes dans les arbres et applications à l’extraction d’informations<br />
sur le Web. PhD thesis, Université Charles-de-Gaulle - Lille 3, September 2005.<br />
[1080] Pierre-André Caron. Ingénierie dirigée par les modèles pour la construction de dispositifs pédagogiques<br />
sur des plateformes de formation. PhD thesis, THESE, en vue de l’obtention <strong>du</strong> grade<br />
de, Docteur de l’Université des Sciences et technologies de Lille, discipline Informatique, juin<br />
2007.<br />
[1081] Alexandre Courbot. Spécialisation Tardive de Systèmes Java Embarqués pour Petits Objets<br />
Portables et Sécurisés. PhD thesis, Univ. Lille 1, France, September 2006.<br />
[1082] Arnaud Cuccuru. Modélisation unifiée des aspects répétitifs dans la conception conjointe logicielle/matérielle<br />
des systèmes sur puce à hautes performances. Thèse de doctorat (PhD Thesis),<br />
Laboratoire d’Informatique Fondamentale de Lille, Université de Lille 1, France, November<br />
2005. (In French).<br />
[1083] Denis Debarbieux. Modélisation et requêtes des documents semi-structurés : exploitation de<br />
la structure de graphe. PhD thesis, Université des Sciences et Technologies de Lille, Lille I,<br />
December 2005.<br />
[1084] Julien Derveeuw. Simulation multi-agents de marchés financiers. PhD thesis, Université des<br />
Sciences et Technologies de Lille, Lille, France, Janvier <strong>2008</strong>.<br />
[1085] Dolorès Diaz. Réalisation d’évolutions logicielles sur des applications d’entreprise en phase<br />
de maintenance. PhD thesis, Universitè Lille 1, Laboratoire d’Informatique Fondamentale de<br />
Lille, Lille, France, dec 2007.<br />
[1086] Cédric Dinont. Calculs longs et partage des ressources processeur dans les systèmes multiagents<br />
cognitifs. PhD thesis, Université des Sciences et Technologies de Lille, Lille, France,<br />
Mars 2007.<br />
[1087] Raouf Dridi. Utilisation de la méthode d’équivalence de Cartan dans la construction d’un<br />
solveur d’équations différentielles. PhD thesis, Université Lille I, July 2007.<br />
[1088] Philippe Dumont. Spécification multidimensionnelle pour le traitement <strong>du</strong> signal systématique.<br />
Thèse de doctorat (PhD Thesis), Laboratoire d’Informatique Fondamentale de Lille,<br />
Université de Lille 1, France, December 2005. (In French).<br />
[1089] Éric Piel. Ordonnancement de systèmes parallèles temps-réel, De la modélisation à la mise en<br />
œuvre par l’ingénierie dirigée par les modèles. Thèse de doctorat (PhD Thesis), Laboratoire<br />
d’Informatique Fondamentale de Lille, Université de Lille 1, Lille, France, December 2007. (In<br />
French).<br />
[1090] Houssam Fakih. L’intégration des fonctionnalités transversales dans les modèles à composants<br />
logiciels en utilisant la programmation par aspects. PhD thesis, Laboratoire d’Informatique<br />
Fondamentale de Lille, Ecole des Mines de Douai, Lille, France, jan 2006.<br />
[1091] Tarik Filali-Ansary. 3D model retrieval using 2D characteristic views. PhD thesis, Institut National<br />
des Télécommunication and University of Lille 1, France, October 2006. under the<br />
supervision of Mohamed Daoudi, co-directed by Jean-Philippe Vandeborre, reviewers : Alberto<br />
Del Bimbo (Univ. Firenze, Italy) and Remco Velktamp (Univ. Utrecht, The Netherlands).
156 Publications<br />
[1092] IValérie Fiolet. Algorithmes distribués d’extraction de connaissance. Thèse de doctorat (phd<br />
thesis), Laboratoire d’Informatique Fondamentale de Lille, Université de Lille 1, Novembre<br />
2006.<br />
[1093] Clarisse Flipo-Dhaenens. Optimisation Combinatoire Multi-Objectif : Apport des Méthodes<br />
coopératives et contribution à l’optimisation multi-objectif. HDR, University of Sciences and<br />
Technology of Lille, France, oct 2005.<br />
[1094] Antoine Gallais. Ordonnancement d’Activité dans les Réseaux de Capteurs : l’Exemple de la<br />
Couverture de Surface. PhD thesis, Univ. Lille 1, France, June 2007. in french.<br />
[1095] Younes Hafri. Archivage <strong>du</strong> depot légal <strong>du</strong> web : extraction de comportements des utilisateurs.<br />
PhD thesis, University of Nantes, France, October 2005. PhD defended in Institut National<br />
de l’Audiovisel (INA) under the supervision of Chabane Djeraba, reviewers : Florence sedes<br />
(University of Toulouse, France), Govaert Gerard (University of Technology of Compiegne,<br />
France).<br />
[1096] Michaël Hauspie. Contributions à l’Etude des Gestionnaires de Services Distribués dans les<br />
Réseaux Ad hoc. PhD thesis, Univ. Lille 1, France, January 2005.<br />
[1097] Nacim Ihaddadene. Extraction de modèles de workflow à partir de journaux d’événements.<br />
PhD thesis, University of Sciences and Technologies of Lille, France, October 2007. under<br />
the supervision of Chabane Djeraba, reviewers : Dan Simovici (University of Massachussets,<br />
USA), Mohand Said Hacid (University of Claude Bernard de Lyon, France).<br />
[1098] François Ingelrest. Protocoles Localisés de Diffusion et Économie d’Énergie dans les Réseaux<br />
Ad Hoc et de Capteurs. PhD thesis, Univ. Lille 1, France, June 2006.<br />
[1099] Florent Jousse. Transformations d’Arbres XML avec des Modèles Probabilistes pour l’Annotation.<br />
PhD thesis, Université Charles de Gaulle - Lille 3, October 2007.<br />
[1100] Mohammed Khabzaoui. Modélisation et résolution multi-objectifs des règles d’association :<br />
Application à l’analyse de données biopuces. PhD thesis, University of Sciences and Technology<br />
of Lille, France, nov 2006.<br />
[1101] Bassem Kosayba. Une démarche dirigée par les modèles pour pro<strong>du</strong>ire des environnements<br />
demodélisation orientés domaine. PhD thesis, Université des Sciences et Technologies de Lille,<br />
2006.<br />
[1102] Céline Kuttler. Modeling Bacterial Gene Expression in a Stochastic Pi Calculus with Concurrent<br />
Objects. PhD thesis, Université des Sciences et Technologies de Lille, 2007.<br />
[1103] Ouassila Labbani. Modélisation à haut niveau <strong>du</strong> contrôle dans des applications de traitement<br />
systématique à parallélisme massif. Thèse de doctorat (PhD Thesis), Laboratoire d’Informatique<br />
Fondamentale de Lille, Université de Lille 1, France, November 2006. (In French).<br />
[1104] Sébastien Le Beux. Un flot de conception pour applications de traitement <strong>du</strong> signal systématique<br />
implémentées sur FPGA à base d’Ingénierie Dirigée par les Modèles. Thèse de doctorat<br />
(PhD Thesis), Laboratoire d’Informatique Fondamentale de Lille, Université de Lille 1, Lille,<br />
France, December 2007. (In French).<br />
[1105] Thomas Leclerc. Contribution à la comparaison de séquences d’images couleur par outils<br />
statistiques et par outils de de la théorie algorithmique de l’information. PhD thesis, Université<br />
des Sciences et Technologies de Lille, Décembre 2006.<br />
[1106] Julien Lemesre. Méthodes exactes pour l’optimisation combinatoire multi-objectifs. PhD thesis,<br />
University of Sciences and Technology of Lille, France, nov 2006.<br />
[1107] Frédéric Loiret. Tinap : Modèle et infrastructure d’exécution orienté composant pour applications<br />
multi-tâches à contraintes temps réel souples et embarqué. PhD thesis, Laboratoire<br />
d’Informatique Fondamentale de Lille, Lille, France, jun <strong>2008</strong>.<br />
[1108] Kevin Marquet. Gestion de Mémoire à Objets pour Systèmes Embarqués. PhD thesis, Univ. Lille<br />
1, France, December 2007. in french.
3.13. TH 157<br />
[1109] Patrick Marty. In<strong>du</strong>ction d’extraction n-aire pour les documents semi-structurés. PhD thesis,<br />
Université Charles de Gaulle, Lille 3, 2007.<br />
[1110] Ashish Meena. Allocation, Assignation et Ordonnacement pour les Systèmes sur Puce Multi-<br />
Processeurs. Thèse de doctorat (PhD Thesis), Laboratoire d’Informatique Fondamentale de<br />
Lille, Université de Lille 1, France, December 2006.<br />
[1111] Nouredine Melab. Contribution à la résolution de problèmes d’optimisation sur grilles. HDR,<br />
University of Sciences and Technology of Lille, France, Nov 2005.<br />
[1112] Mohand Mezmaz. Une approche efficace pour le passage sur grilles de calcul de méthodes d’optimisation<br />
combinatoire. PhD thesis, University of Sciences and Technology of Lille, France,<br />
novembre 2007.<br />
[1113] Naouel Moha. DECOR : Détection et correction des défauts dans les systèmes orientés objet.<br />
PhD thesis, Laboratoire d’Informatique Fondamentale de Lille et Université de Montréal, Lille,<br />
France, aug <strong>2008</strong>.<br />
[1114] Alexis Muller. Construction de systèmes par application de modèles. PhD thesis, Université de<br />
Lille, 2006.<br />
[1115] Hai-Quan Nguyen. Méthodologie et outils de spécification pour l’assemblage de composants<br />
dans le cadre d’applications réparties. PhD thesis, Laboratoire d’Informatique Fondamentale<br />
de Lille, EDF R&D, Lille, France, jan 2007.<br />
[1116] Nicolas Pessemier. Unification des approches par aspects et à composants. PhD thesis, Laboratoire<br />
d’Informatique Fondamentale de Lille, Lille, France, jun 2007.<br />
[1117] Jean-Christophe Routier. Conception par agent orientée compétences (hdr). PhD thesis, Université<br />
des Sciences et Technologies de Lille, Novembre 2005.<br />
[1118] Romain Rouvoy. Une démarche à granularité extrêmement fine pour la construction de canevas<br />
intergiciels hautement adaptables : application aux services de transactions. PhD thesis,<br />
Laboratoire d’Informatique Fondamentale de Lille, Lille, France, dec 2006.<br />
[1119] Chafik Samir. Analyse des déformations des visages 3D utilisant les chemins géodésiques dans<br />
l’espace des surfaces faciales. PhD thesis, Institut National des Télécommunication and University<br />
of Lille 1, France, October 2007. Dirigée par Mohamed Daoudi and co-encadrée par<br />
Anuj Srivastva (Professeur Floride State University), Rapporteurs : Alain Trouvé (Professeur<br />
ENS Cachan) and Christian Roux (Professeur TELECOM Bretagne).<br />
[1120] Mickaël Samyn. Une simulation fonctionnelle d’un système monopuce dédié au traitement<br />
<strong>du</strong> signal intensif - Une approche dirigée par les modèles. Thèse de doctorat (PhD Thesis),<br />
Laboratoire d’Informatique Fondamentale de Lille, Université de Lille 1, France, December<br />
2005. (In French).<br />
[1121] Sébastien Saudrais. Modèle à composants temps-réel et Tissage d’aspects. PhD thesis, IRISA,<br />
Rennes, France, dec 2007.<br />
[1122] Lionel Seinturier. Réflexivité, aspects et composants pour l’ingénierie des intergiciels et des<br />
applications réparties - HDR. PhD thesis, Laboratoire d’Informatique de l’Université Pierre et<br />
Marie Curie, Paris, France, dec 2005.<br />
[1123] Jean-Marc Talbot. Habilitation. model-checking pour les ambients : des algèbres de processus<br />
aux données semi-structurées, December 2005. Habilitation à diriger les recherches.<br />
Université des Sciences et Technologies de Lille - Lille 1.<br />
[1124] Isabelle Tellier. Modéliser l’acquisition de la syntaxe via l’hypothèse de la primauté <strong>du</strong> sens,<br />
November 2005. Habilitation à diriger les recherches. Université Charles-de-Gaulle - Lille 3.<br />
[1125] Patrick Tessier. Conception de modèles de familles de systèmes temps réel. PhD thesis, Laboratoire<br />
d’Informatique Fondamentale de Lille, Lille, France, dec 2005.
158 Publications<br />
[1126] Marc Tommasi. Structures arborescentes et apprentissage automatique, November 2006. Habilitation<br />
à diriger des recherches de l’université de Lille 3.<br />
[1127] Thierry Urruty. Optimisation de l’indexation multidimensionnelle : application aux descripteurs<br />
multimédia. PhD thesis, University of Sciences and Technologies of Lille, France, November<br />
2007. under the supervision of Chabane Djeraba, reviewers : Claude Chrisment (University<br />
of Toulouse, France), Joemon Jose (University of Glasgow, UK).
A Annexes<br />
A.1 Composition <strong>du</strong> conseil de laboratoire<br />
Les membres <strong>du</strong> conseil sont<br />
– Bruno Beaufils : MCF Lille 1 – élu ;<br />
– Pierre Boulet : Pr Lille 1 – Directeur adjoint ;<br />
– Gilles Carin : IE CNRS, représentant des personnels techniques – élu ;<br />
– Annie Dancoisne : Tech Lille 1, représentante des personnels administratifs – élue ;<br />
– Tony Dujardin : Doctorant – élu ;<br />
– Rémi Gilleron : Pr Lille 3 – élu ;<br />
– Laurent Grisoni : MCF Lille 1 HdR – nommé ;<br />
– Anne-Francoise Le Meur : MCF Lille 1 – élue ;<br />
– Raphael Marvie : MCF Lille 1 – élu ;<br />
– Nouredine Melab : Pr Lille 1 – élu ;<br />
– Alexandre Sedoglavic : MCF Lille 1 – nommé ;<br />
– Lionel Seinturier : Pr Lille 1, resp. financier <strong>LIFL</strong> – élu ;<br />
– Emilia Tantar : Doctorante – élue ;<br />
– Sophie Tison : Pr Lille 1 – directrice ;<br />
– Hélène Touzet : CR1 CNRS HdR – nommée.<br />
Sont invités régulièrement<br />
– le directeur ou le délégué scientifique <strong>du</strong> centre INRIA Lille - Nord Europe ;<br />
– Mohamed Daoudi, Pr, membre de l’équipe Fox-Miire, représentant de l’institut telecom ;<br />
– le chargé de mission STIC de Lille 1.<br />
159
160 Annexes<br />
Laboratoire d’Informatique<br />
Fondamentale de Lille<br />
UMR 8022 CNRS USTL<br />
Septembre <strong>2008</strong><br />
A.2 Organigramme des services<br />
LEGENDE<br />
IGR : ingénieur de recherche.<br />
IGE : ingénieur d'étude.<br />
AI : assistant ingénieur.<br />
TCE : technicien classe exceptionnelle.<br />
TCS : technicien classe supérieure.<br />
T : technicien.<br />
ADT : adjoint technique.<br />
AGT : agent technique.<br />
AST : agent des services techniques<br />
CDD : contrat à <strong>du</strong>rée déterminée.<br />
ACMO : agent chargé de la mise en<br />
œuvre des règles d’hygiène et de la<br />
sécurité.<br />
CF : correspondant formation CNRS.<br />
ACE : autorité d’enregistrement des<br />
certificats<br />
Équipe de direction<br />
S. Tison (Professeur) : Directeur<br />
P.Boulet (Professeur) : Directeur-adjoint,<br />
Chargé <strong>du</strong> personnel<br />
L. Seinturier (Professeur) : Chargé des Finances<br />
Ch. Chaillou (Professeur) : Valorisation STIC<br />
ACMO<br />
C. Mata<br />
Pôle Technique et logistique Pôle Administratif<br />
Responsable Technique<br />
Responsable Gestionnaire<br />
Assistante de Direction<br />
Gestion Administrative & Financière. Synthèses des dossiers.<br />
Interface Chercheurs, Services Financiers de la Délégation CNRS ou de l’Université.<br />
Gestion et suivi des Projets sur crédits CNRS, MEN, Contrats, CPER<br />
Organisation et procé<strong>du</strong>res <strong>du</strong> pôle administratif <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong>.<br />
N. Flinois (AI CNRS)<br />
Responsable d’exploitation.<br />
Logistique immobilière<br />
Correspondant Sécurité.<br />
G. Carin (IGE CNRS)<br />
Interface chercheurs, services administratifs ou financiers <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong>, de l’USTL, <strong>du</strong><br />
CNRS, interface Nabuco/xlab pour toutes les personnes <strong>du</strong> pôle administratif.<br />
Ingénieur système.<br />
(à 80 % en recherche dans l’équipe Graphix)<br />
S. Degrande (IGR CNRS)<br />
Gestion Parc Micros. Maintenance (1 er et 2 ème niveau).<br />
Gestion logiciels communs, Anti-virus et Firewalls<br />
A. Fargue (TCE CNRS)<br />
Gestion des Ressources Humaines,<br />
Systèmes d’Information <strong>du</strong> <strong>LIFL</strong><br />
Gestion Administrative & Financière<br />
Gestion et suivi des dépenses CNRS<br />
Conventions <strong>du</strong> CPER et SAIC.<br />
F. Hammadi (T CNRS 80%)<br />
Ingénieur système. Développements.<br />
(à 80 % en recherche dans l’équipe Goal)<br />
A. Flissi (IGR CNRS)<br />
PAO & Graphisme.<br />
Installations électriques.<br />
Maintenance Imprimantes<br />
B. Boursier (ADT)<br />
Ingénieur système. Développements.<br />
(à 20 % en recherche dans l’équipe West)<br />
E. Leguy (IGE)<br />
Gestion et suivi des Projets MEN, <strong>du</strong> CPER et SAIC<br />
M. Dewaste (T)<br />
Correspondante auprès de l’équipe de Direction<br />
et des responsables des équipes de Recherche<br />
Formation Nabuco, Nabuco/Xlab<br />
Gestion et suivi des Projets MEN, <strong>du</strong> CPER et SAIC<br />
A. Dancoisne (T)<br />
Installations & Maintenance réseaux<br />
Opérateur système (Sauvegardes)<br />
Maintenance Matériel 1 er Niveau<br />
Gestion des connexions téléphoniques<br />
C. Dehier (ADT)<br />
Ingénieur système<br />
(affecté à 50% à l’ IRCICA)<br />
M. Ladrouz (IGE)<br />
Crédits CNRS XLAB / Université NABUCO<br />
Gestion et suivi des dépenses CNRS,MEN,CPER,SAIC<br />
M. Magalhaes Da Silva (CDD - AGT)<br />
Gestion et suivi des dépenses MEN, CPER et SAIC<br />
A. Marescaux (CDD - AGT)<br />
Webmaster, CF, ACE<br />
(à 90% en recherche dans l'équipe Paloma)<br />
R. Olejnik (IGR)<br />
Délégué à 100% à l’ IRCICA<br />
M. Soulage<br />
Systèmes d’Information des doctorants<br />
Participation à l’organisation des colloques<br />
(à 50% en enseignement)<br />
B. Fievet (ADT)<br />
Service Entretien et Courrier<br />
C. Mata (AST) et S. Martelleur (CDD à 50%)
A.3. Liste des financements contractuels des équipes <strong>du</strong> laboratoire pendant la période 161<br />
A.3 Liste des financements contractuels des équipes <strong>du</strong> laboratoire pendant la période<br />
Type SStype Nom Gest. Début Fin<br />
Union européenne<br />
FP6 NoE Kaleidoscope CNRS 2004 2007<br />
FP6 IP INSPIRED (Integrated Secure<br />
Platform for Interactive<br />
Personal Devices)<br />
INRIA 2004 2006<br />
FP6 IP WASP (Wirelessly Accessible<br />
Sensor Populations)<br />
INRIA 2006 2009<br />
FP6 NoE ECRYPT (European Network of<br />
Excellence in Cryptology)<br />
CNRS 2004 <strong>2008</strong><br />
FP6 NoE DELOS Lille 1 2006 2007<br />
FP6 NoE IST AOSD-Europe INRIA 2004 <strong>2008</strong><br />
FP6 STREP MIAUCE CNRS 2006 2009<br />
FP6 ITEA S4ALL : Services for All INRIA 2005 2007<br />
FP6 ITEA OSMOSE (Open Source<br />
Middleware for Open Systems<br />
in Europe)<br />
Lille 1 2004 2005<br />
FP6 ITEA Prompt2Implementation Lille 1 2002 2005<br />
FP6 Eureka Odysseus INRIA 2004 2007<br />
FP7 IST SOA4ALL INRIA <strong>2008</strong> 2011<br />
FP7 IP ASPIRE (Advanced Sensors<br />
and lightweight Programmable<br />
middleware for Innovative Rfid<br />
Enterprise applications)<br />
INRIA <strong>2008</strong> 2010<br />
FP7 Health Passport INRIA <strong>2008</strong> 2011<br />
FP7 ITEA2 CAM4Home CNRS 2007 2010<br />
FP7 THEME<br />
Cooperation<br />
ProSense INRIA <strong>2008</strong> 2011<br />
COST COST GRAAL Lille 1 2004 <strong>2008</strong><br />
Interreg Interreg III F/GB ModEasy INRIA 2004 2007<br />
Agence Nationale de la Recherche<br />
ANR MDCA Vortiss INRIA 2006 2009<br />
ANR Blanc Brasero CNRS 2007 2009<br />
ANR Blanc Enum INRIA 2007 2009<br />
ANR TecSan Reactive INRIA <strong>2008</strong> 2011<br />
ANR SESUR SFINCS (Securing Flow of<br />
INformation for Computing<br />
pervasive Systems)<br />
CNRS <strong>2008</strong> 2010<br />
ANR SESUR FAR3D (Face Analysis and<br />
Recognition using 3D)<br />
Lille 1 <strong>2008</strong> 2010<br />
ANR MDCO Marmota INRIA 2006 <strong>2008</strong><br />
ANR MDCO Crotal INRIA <strong>2008</strong> 2009<br />
ANR MDCO MADRAS (3D Models And<br />
Dynamic models<br />
Representation)<br />
Lille 1 <strong>2008</strong> 2010<br />
ANR Audiovisuel<br />
et Multimédia<br />
ANAFIX Lille 1 2006 2009<br />
ANR CSOSG CANADA Lille 1 2007 2010<br />
ANR RIAM AVERROES Lille 1 2003 2006<br />
ANR TL FAROS Lille 1 2006 <strong>2008</strong><br />
ANR TL SCOrWare INRIA 2007 <strong>2008</strong>
162 Annexes<br />
ANR TL Flex-eWare INRIA 2007 <strong>2008</strong><br />
ANR TL JOnES : Java Open ESb INRIA 2006 <strong>2008</strong><br />
ANR ARA SSIA REVE INRIA 2006 <strong>2008</strong><br />
ANR COSINUS EXPLORA INRIA <strong>2008</strong> 2010<br />
ANR Télécoms p-LearNet Lille 1 2007 2010<br />
ANR CIGC CHOC INRIA 2006 2009<br />
ANR CIGC DOCK CNRS 2006 2009<br />
ANR Jeunes Chercheurs BioSpace Lille 1 <strong>2008</strong> 2010<br />
ANR Domaines Emergents Codex INRIA <strong>2008</strong> 2010<br />
ACI<br />
ACI Systèmes Complexes<br />
en SHS/CNRS<br />
Lille 1 2004 2007<br />
ACI masse de données aci-mdd Lille 3 2003 2006<br />
ACI Masse de Données TraLala INRIA 2004 2007<br />
ACI Sécurité Informatique SPOPS (Système pour POPS) Lille 1 2003 2005<br />
ACI Sécurité Informatique SERAC (models and Protocols<br />
for SEcuRity in wireless Ad<br />
hoC networks)<br />
Lille 1 2004 2007<br />
ACI Sécurité Informatique CLADIS INRIA 2004 2007<br />
ACI Jeunes Chercheurs Analyse algorithmique pour<br />
l’analyse de l’expression des<br />
gènes<br />
Lille 1 2003 2006<br />
ACI ImpBio ARENA - Groupe de travail<br />
pluridisciplinaire sur la<br />
structure et la fonction des<br />
ARN<br />
Autre 2004 2007<br />
ACI ImpBio Repevol, évolution des<br />
structures répétées dans les<br />
génomes<br />
Autre 2004 2007<br />
ACI GRID GGM CNRS 2004 2007<br />
ACI GRID GRId’5000 Lille 1 2004 2007<br />
ACI GRID GridExplorer<br />
ACI Nanosciences Nanopuces Lille 1 2005 2007<br />
RNRT/RNTL<br />
RNRT Pré-compétitif SVP (SurVeiller Prévenir) INRIA 2006 <strong>2008</strong><br />
RNRT Exploratoire RISC (Réseaux hétérogènes<br />
Intelligents pour Situations de<br />
Risques)<br />
INRIA 2007 2010<br />
RNRT Plate-forme SensLab (Very large open<br />
wireless sensor networks)<br />
INRIA <strong>2008</strong> 2010<br />
RNRT Pré-compétitif SDMO (Secured Diffusion of<br />
Music on mObiles)<br />
Lille 1 2003 2006<br />
RNRT Telecom Semantic-3D Autre 2002 2006<br />
RNTL Pré-compétitif MESURE (Mesure de<br />
performances et<br />
caractéristiques de<br />
plates-formes embarquées<br />
Java-Card)<br />
Lille 1 2006 <strong>2008</strong><br />
RNTL Plate-forme part@age INRIA 2006 2009<br />
RNTL Plate-forme Webcontent INRIA 2006 2009<br />
RNTL Précompétitif ATASH INRIA 2006 2009<br />
RNTL Plate-forme OpenEmbeDD INRIA 2005 2009<br />
Pôles de Compétitivité
A.3. Liste des financements contractuels des équipes <strong>du</strong> laboratoire pendant la période 163<br />
Pôle I-Trans Architectures Formelles pour<br />
la Conception Intégrée et la<br />
Maintenance de systèmes<br />
embarqués (AFCIM)<br />
CNRS 2006 <strong>2008</strong><br />
Pôle Minalogic<br />
région Rhône-Alpes<br />
MIND INRIA <strong>2008</strong> 2010<br />
Pôle PICOM CAPPUCINO INRIA 2007 2010<br />
Pôle PICOM ICOM INRIA <strong>2008</strong> 2010<br />
Pôle PICOM ANAXA-VIDA Lille 1 2007 2010<br />
Pôle Systém@tic<br />
région Île de France<br />
Ter@ops INRIA 2007 2009<br />
In<strong>du</strong>striel<br />
IND Waterloo MAPLE Lille 1 <strong>2008</strong> 2010<br />
IND EDF R&D External Research grant on<br />
architectural patterns<br />
Lille 1 2001 2005<br />
IND France Telecom R&D External research grant on<br />
aspect-oriented and<br />
component-based software<br />
development<br />
INRIA 2004 2007<br />
IND NorSys Dolores Diaz ’s PhD CIFRE<br />
grant<br />
Lille 1 2004 2006<br />
IND SNEDA CIFRE Lille 1 2005 2007<br />
IND France Telecom Lille 1 2003 2005<br />
IND Total Contrat Recherche Lille 1 2007 <strong>2008</strong><br />
IND Total Cifre Lille 1 2006 <strong>2008</strong><br />
IND Total Cifre (1) CNRS <strong>2008</strong> 2010<br />
IND Total Cifre(2) CNRS <strong>2008</strong> 2010<br />
CNRT Futurelec Operation IV Lille 1 2005 <strong>2008</strong><br />
CPER<br />
CPER COM’DOM (Communications<br />
Domestiques)<br />
Lille 1 2005 2007<br />
CPER MOSAIQUES (MOdèles et<br />
InfraStructures pour<br />
Applications ubIQUitairES)<br />
Lille 1 2005 2007<br />
CPER Eucue 2005 2007<br />
CPER Mosaiques 2005 2007<br />
CPER Miaou Lille 1 2005 2007<br />
CPER TAC Lille 1 2005 2007<br />
CPER Colivad Lille 1 2005 2007<br />
CPER Most2 Lille 1 2005 2007<br />
CPER Lovad Lille 1 2005 2007<br />
CPER CIA Campus intelligence ambiante Lille 1 <strong>2008</strong> 2013<br />
CPER CIA ” CNRS <strong>2008</strong> 2013<br />
CPER CIA ” INRIA <strong>2008</strong> 2013<br />
CNRS<br />
CNRS JST NEGSR NExt Grid Systems and<br />
techniques<br />
CNRS 2007 2009<br />
CNRS Plate-forme RECAP (Sensor and<br />
Self-Organized Networks)<br />
CNRS 2004 <strong>2008</strong><br />
CNRS PICS OGSE CNRS <strong>2008</strong> 2011<br />
CNRS Coopération internat. Archi CNRS 2007<br />
CNRS PEPS Régulation de l’expression<br />
génétique : aux frontières des<br />
modélisations déterministes et<br />
stochastiques.<br />
CNRS <strong>2008</strong> 2009<br />
INRIA
164 Annexes<br />
INRIA Carroll PROTES INRIA 2003 2006<br />
INRIA Carroll CORTESS INRIA 2006 2007<br />
INRIA Carroll PEAMS INRIA 2006 2006<br />
INRIA ARC INRIA IRAMUS (Radio Interface for<br />
multi-hop wireless nertworks)<br />
INRIA 2005 2006<br />
INRIA ARC INRIA BROCCOLI INRIA <strong>2008</strong> 2009<br />
INRIA ARC INRIA CARMA (CApacité des Réseaux<br />
radio MAillé)<br />
INRIA 2007 <strong>2008</strong><br />
INRIA ARC INRIA Optimisation de graines et<br />
indexation des banques<br />
d’ADN sur mémoire FLASH<br />
reconfigurable<br />
Autre 2006<br />
INRIA ARC INRIA Simple INRIA 2006 <strong>2008</strong><br />
INRIA ARC INRIA COA INRIA 2007 <strong>2008</strong><br />
INRIA ARC INRIA CODA INRIA 2007 <strong>2008</strong><br />
INRIA Relations internat. univ Californie à Irvine INRIA 2005 2005<br />
INRIA STIC INRIA-Tunisie ENIS INRIA 2006 2009<br />
INRIA ADT Galaxy INRIA <strong>2008</strong> 2010<br />
INRIA ADT sensTools INRIA <strong>2008</strong> 2010<br />
Autres<br />
Autre PPF PPF bio-informatique Lille 1 2006 2009<br />
Autre Appel usages<br />
de l’Internet MESR<br />
PCDAI 2004 2006<br />
Autre BQR Traitement à grande échelle de<br />
séquences biologiques<br />
Lille 1 2006 2006<br />
Autre BQR Programmation concurrente<br />
pour la régulation de réseaux<br />
de régulation génétique<br />
Lille 1 2004 2005<br />
Autre BQR Scanner 3D Lille 1 2007 2007<br />
Autre Crédit incitatif RecoVis3D Institut 2007 2007<br />
(Institut TELECOM) Telecom<br />
Autre Institut des<br />
Systèmes Complexes<br />
Idées INRIA <strong>2008</strong> <strong>2008</strong><br />
Autre ReNaBi NCRNA - a collaborative<br />
platform for non coding RNA<br />
annotation<br />
Autre 2007 2009<br />
Autre IAP MoVES INRIA 2007 2011<br />
Autre Recherche Decrypton CNRS 2006 <strong>2008</strong><br />
Autre Research Council<br />
of Norway (IKT-2010)<br />
Creol Autre 2004 <strong>2008</strong><br />
Autre AProSec LAFMI 2006<br />
Autre Fondation Hopale Th. Deblonde Lille 1 2007 2009<br />
Autre CEA-LIST Th. Theetten
A.3. Liste des financements contractuels des équipes <strong>du</strong> laboratoire pendant la période 165
166 Annexes<br />
A.4 Localisation<br />
<strong>LIFL</strong><br />
IRCICA<br />
INRIA
A.5. Bilan de la Fédération Ircica 167<br />
A.5 Bilan de la Fédération Ircica
Rapport scientifique<br />
Scientific report<br />
BILAN 2005-<strong>2008</strong><br />
FR 3024 IRCICA<br />
1
1) CONTEXT<br />
2
I) Context<br />
Content<br />
I.1) Intro<strong>du</strong>ction……………………………………………..……………..p 04<br />
I.2) Management and organization………………………………………...p 06<br />
I.3) Financial information……………………………………………….…p 07<br />
I.4) Technological Platforms………………………………………………p 08<br />
II) Activity report<br />
II.1) Axis 1: Sensors network and internet of things………………………p 14<br />
II.2) Axis 2: New photonics devices……………………………………….p 32<br />
II.3) Axis 3: New services and devices for ambiance intelligence…….......p 46<br />
III) Conclusion swot analys<br />
3
1.1) Intro<strong>du</strong>ction:<br />
IRCICA was created in the framework of the program of reinforcement of the research in the Nord Pas-de-Calais<br />
Region launched by the Ministry of Research in 2001.<br />
As soon as it was known 3 regional laboratories, IEMN, <strong>LIFL</strong> and PhLAM have joined their efforts to build a<br />
project and a scientific program which was submitted to an international scientific committee which agrees with<br />
the proposal but makes some recommendations. On this basis the final project was established at the end of 2001.<br />
Concerning the scientific program we started from what was existing and we focused on hardware and software<br />
components for information and advanced communication which corresponded to a scientific field in which the<br />
three laboratories had recognized knowledge and competences and in which many challenges and breakthroughs<br />
had to be addressed before in<strong>du</strong>strial applications. The scientific work of the institute really started in 2002 with<br />
the strong willing to promote multidisciplinary works at the hardware/software interface or quite exploratory<br />
studies taking into account the national and international context and to achieve state of the art results. IRCICA<br />
was created with the light legal status of GIS (Groupement d’Intêret Scientifique). It was directed by Professor<br />
G.SALMER until end of 2004 and Professor P.A ROLLAND succeeded to him in January 2005. During the<br />
period 2002-2005 which corresponds to the development phase of the institute the scientific projects were<br />
organized around 4 Axis:<br />
� Components for collaboration and mobility<br />
- Future software components<br />
- Interactive synthetic images and new interfaces<br />
- Intelligent components for knowledge<br />
� High data rate components and high performance communication systems<br />
- Smart objects communication<br />
- Terahertz devices for advanced communication systems<br />
� Photonics and optoelectronics devices and subsystems<br />
- Crystal photonic optical fibers for very high data rate communications<br />
- Left handed and meta-materials for nanophotonics<br />
- Micro and nano multifunctional optoelectronics<br />
� New components for information and communication<br />
- Organic electronics at a molecular scale<br />
- Network of annular traps : a step towards quantum computer<br />
In January 2006 the GIS IRCICA gathered about 160 researchers (80 permanent people and 80 PHD, Post Doc<br />
and invited senior researchers), coming from IEMN, <strong>LIFL</strong>, CRIL, PhLAM laboratories. One of the major issue<br />
of the creation of IRCICA was the synergies established between the researchers of the partner laboratories<br />
mainly at the hardware-software interface in the smart Objects Communication project.<br />
The scientific results were presented at two International Scientific Committee (ISC) meetings held on<br />
September 2003 and February 2006 and the evaluation on the scientific quality and on the pertinence of the work<br />
achieved was quite positive with fruitful recommendations.<br />
But after 4 years of existence the institute had become mature and we decided to change its scientific<br />
policy for the main following reasons:<br />
To improve the visibility of the institute we proposed to launch more transversal and federative projects<br />
and to limit the number of exploratory projects developed by a single laboratory. Indeed some of them<br />
has reached maturity and had led to state of the art results and did not need anymore the IRCICA<br />
support (project on THz devices for example). This evolution was agreed by the ISC and the<br />
management committee.<br />
During these 4 years 3 advanced technological platforms were under development:<br />
� Telecommunication platform (IEMN)<br />
� Photonic optical fiber platform (PhLAM)<br />
� Virtual reality platform (<strong>LIFL</strong>)<br />
These platforms should be set up in the new IRCICA building the construction of which started in<br />
December 2004 for a delivery at the end of 2006. It appeared important to better organize our<br />
research works around these technological platforms to increase and improve multidisciplinarity for<br />
the future.<br />
Concerning the legal structure of the institute, if the GIS (Groupement d’Intérêt Scientifique) status was<br />
well suited for the beginning because of its lightness and versality, it appeared that with the new<br />
4
uilding the GIS status presented some major drawbacks mainly for the financial management of the<br />
infrastructure since in the GIS the funds were managed by each laboratory which was a complex but<br />
acceptable situation <strong>du</strong>ring the wall less period. Thus the laboratories involved in the IRCICA asked for<br />
an evolution of the GIS structure towards a CNRS Research Federation with a new research program<br />
devoted to ambient intelligence as defined by the european technological platforms ENIAC and<br />
ARTEMIS.<br />
ENIAC and ARTEMIS<br />
AMBIANT INTELLIGENCE DRIVEN ROADMAP<br />
ARTEMIS<br />
ENIAC<br />
Beyond CMOS<br />
Society Needs<br />
Applications<br />
EMBEDDED SYSTEMS<br />
Design<br />
Make<br />
the link<br />
Design Automation<br />
Make technology available to designers<br />
SOC<br />
More Moore More than Moore<br />
Logic + Memories analog, RF, mixed signal<br />
Equipment & Materials<br />
However this topic covers a wide area and IRCICA could not cover all the scientific fields of ambient<br />
intelligence. So the researchers of IRCICA coming from the University Lille 1, the CNRS and the INRIA have<br />
focused their activity for the 2007-2010 period on three main axis based on the three technological platforms.<br />
Axis1:<br />
Sensors networks<br />
and Internet of Thinks<br />
�IRCICA/IEMN �IRCICA/IEMN micro-nano<br />
technology facilities<br />
�Advanced �Advanced communication<br />
and and sensors networks<br />
platforms (IEMN-<strong>LIFL</strong>)<br />
Ambient Intelligence<br />
Axis2:<br />
New Photonics Devices<br />
This program aimed at the development of researches on electronic and/or photonic components to provide new<br />
miniaturized and low power devices able to establish self- organized communication with the environment and<br />
researches on new basic softwares and middlewares able to sustain new systems and services or self-organized<br />
ubiquitous information. These studies also include research at the hardware/software interface (IRCICA was a<br />
pionner for such multidisciplinary research) and it is intended to explore new areas concerning hardwaresoftware<br />
co-design, telecommunication vs software systems and sensors networks vs spontaneous organizations.<br />
The main topics proposed in a first step for each axis are summerized below with the corresponding man-power:<br />
AXIS 1 Sensors Networks and Internet of Things<br />
25 researchers, 25 PHD students and Post-Doc<br />
Miniaturized ultra low power millimeter wave radio interfaces (60 and 140 GHz)<br />
� Cross optimization of the physical, MAC and network layers<br />
� New hardware architectures and new low voltage antimony based mm.wave devices<br />
� Software/hardware infrastructure for ad hoc and mixed networks including 60 GHz radio over<br />
fiber communication.<br />
New sensors and microsources of energy (emerging projects)<br />
� Microbatteries and photovoltaic energy scavenging for autonomous sensors networks.<br />
� Silicon nanowires for bio-sensors<br />
Molecular electronics to prepare break-throughs (beyond CMOS)<br />
Heterogeneous<br />
Integration<br />
SIP<br />
�Photonic �Photonic crystal optical fiber<br />
technological facilities (PhLAM)<br />
System-ability !<br />
Axis3:<br />
New Services and Devices<br />
for Ambient Intelligence<br />
�Software �Software platform<br />
�Virtual �Virtual reality platform and<br />
show show room (<strong>LIFL</strong>)<br />
5
AXIS 2 New photonic devices<br />
20 researchers, 20 PHD students and Post-Doc<br />
Advanced studies in the field of photonic crystal fibers<br />
Photonic stabilization of optoelectronic oscillators<br />
Left handed effects in microstructured materials<br />
Quantum communication in complex environments<br />
AXIS 3 New services and devices for ambient intelligence<br />
28 researchers, 20 PHD Students and Post-Doc<br />
Advanced studies on software modelization<br />
New models for large scale reasoning<br />
Haptic tactile feedback<br />
Interaction between users and 3 D models and interfaces<br />
Computing grids for large scale execution platforms<br />
This project of a IRCICA Research Federation was presented for evaluation to the four sections of the National<br />
Council for Scientific Research concerned by the IRCICA research activity:<br />
- Section 04 : Photonics<br />
- Section 06 : Physics<br />
- Section 07 : Computer Science<br />
- Section 08 : Micro and nano electronics and optoelectronics<br />
The four sections gave a positive evaluation on the scientific content with a strong recommandation mainly from<br />
section 07: “Focus on multidisciplinary and multi-laboratory projects or on projects directly related to the<br />
technological platforms of the institute”.<br />
We took into account these recommendations and mainly for axis 3 we decided to concentrate the research<br />
activities on the two projects that involves 2 laboratories (IEMN-<strong>LIFL</strong>) or relies on the virtual reality platform:<br />
Haptic tactile feedback and interaction between users and 3D models and interfaces.<br />
Note that an original feature proposed for this federation was to act as a project federation (engine or hotel for<br />
projects). The institute receives projects which are related to its research topics and which needs its platforms<br />
facilities for a limited period of time.<br />
The IRCICA Research Federation was created officially the 1 st January 2007 (FR CNRS 3024) which roughly<br />
corresponded to the date of delivery of the new IRCICA building.<br />
The IRCICA building is fully operational since May 2007 including the technological platforms and it regroups<br />
about 120 researchers (permanent people, PHD students and Post-Doc) coming from IEMN (CSAM group),<br />
<strong>LIFL</strong>-INRIA (POPS and ALCOVE groups) and from PhLAM (photonics group). Some of the researchers<br />
involved in the IRCICA program (# 10%) stay in their original laboratory because they need specific<br />
technological facilities not available in the IRCICA building.<br />
1.2) Management and organization:<br />
The IRCICA federation is a light structure with a director and his assistant, and a technical cell which is in<br />
charge of the infrastructure and of the technological platforms<br />
Infrastructure<br />
M.SOULAGE<br />
Director<br />
P.A ROLLAND<br />
Assistant<br />
M. DANNA<br />
Technical cell<br />
Telecom platform<br />
R. KASSI<br />
Photonic platform<br />
A. LECLUSE<br />
Virtual reality<br />
platform<br />
S DEGRANDE<br />
The federation only manages directly the infrastructure budget, the research contracts are managed by the partner<br />
teams via their original laboratories.<br />
6
1.3) Budget assigned to IRCICA and financial information:<br />
Annual direct support<br />
CNRS,USTL<br />
Research contracts<br />
PRR<br />
(state, Region, Feder)<br />
Expenses:<br />
2005 2006 2007 <strong>2008</strong><br />
30 000<br />
2 280 000<br />
30 000<br />
170 000<br />
6 400 000 (IRCICA building)<br />
300 000<br />
0<br />
277 000<br />
investment 1 520 000 100 000 50 000 60 000<br />
Operation cost 590 000 0 0 0<br />
Infrastructure cost 0 30 000 200 000 225 000<br />
salaries 170 000 70 000 40 000 40 000<br />
IRCICA building 0 6 400 000 100 000 0<br />
total Expenses 2 280 000 6 600 000 390 000 325 000<br />
Explanations: Until end of 2006 IRCICA was a wall less institute and the partner teams and laboratories were<br />
funded within the PRR program (Program of Reinforcement of Research in Region). The budget was shared<br />
between the laboratories and managed by each laboratory under the control of CNRS. The budget for the<br />
IRCICA building was managed by CNRS. Since 2007 IRCICA received an infrastructure budget managed by<br />
the federation under the control of the CNRS. Since the delivery of the building the operation cost as well as the<br />
investments and the salaries are supported by the teams hosted in the IRCICA building via their research<br />
contracts managed by their original laboratories.<br />
The average amount of research contracts of the IRCICA partner teams CPER (State, Region, Feder), EU<br />
(without FEDER), National Research Agency (ANR), Ministries of research, defense, in<strong>du</strong>stry,… is of about<br />
500 000 € per year with a rough share of 60 % for investment, 20% for operation cost and 20 % for salaries.<br />
Most of the investments concern the acquisition of heavy or middle heavy equipments for the technological<br />
platforms which we want to maintain at the best european level.<br />
Some equipments purchased these last 4 years are given below:<br />
� Upgrade of the telecom platform in 2007-<strong>2008</strong>:<br />
� Real time spectrum analyser (100 K€)<br />
� Bit Error Rate test bench up to 13 Gb/s (120 K€)<br />
� Reference Optical sources (850-1550 nm), photodetectors, attenuators and optical power<br />
meter in the same package (120 K€)<br />
� Optical reflectometer (850-1550 nm) (30 K€)<br />
� Upgrade of the IRCICA extension of the IEMN technological facilities<br />
in 2005-2006:<br />
� Electro optical THz test bench (100 K€)<br />
� 3D imaging for the FIB equipment (40 K€)<br />
� Effusion cell for the growth of antimony based heterostructures (42 K€)<br />
���� Setting up of the photonic crystal fiber technological facilities in the IRCICA building and<br />
upgrade of the OVD (Outside Vapor Deposition) facilities (385 K€) (2006-2007)<br />
���� Setting up of the tactile actuator platform in the IRCICA building (210 K€) (2006-2007)<br />
����Setting up of the virtual reality platform (190 K€) (2006-2007)<br />
Most of these equipments were acquired in the framework of the PRR and CPER (State, Region,<br />
Feder). Since 2007 most of the research work achieved at IRCICA rely on the advanced equipments of<br />
the technological platforms which are described below:<br />
0<br />
7
1.4) technological Platforms located in the IRCICA building<br />
1.4.a) Telecom Platform<br />
This platform offers a large set of advanced scientific equipments for the development of new radio mo<strong>du</strong>les and<br />
communication systems, up to the millimeter wave range, in particular for wireless ad hoc or mixed radio-fiber<br />
networks for smart objects and sensors, towards an ambient intelligence. It provides large facilities for design<br />
and for temporal, frequential, vectorial analysis and characterisation of innovative analog or digital<br />
communication sub systems and systems up to 110 GHz. It is fully complementary to the IEMN characterization<br />
facilities which deals with device and circuit characterisation while the telecom platform aims at the generation<br />
and analysis of complex signals (UWB, OFDM, CDMA, QAM…) and standards to demonstrate new concepts<br />
for wireless communication links including radio channel sounding. In addition, it includes a hardware-software<br />
interface sub-platform which enables the implementation of communication middlewares and routing algorithms<br />
together with the programming of reconfigurable MAC layers thanks to advanced development tools.<br />
It also includes a smart station for the fast realization of prototypes to validate new concepts in circuits and<br />
antennas. This platform is managed by two engineers who can offer their expertise to young researchers from<br />
IRCICA and partner laboratories or external laboratories for complex experimental work.<br />
Main facilities available :<br />
����Advanced CAD platform<br />
� ADS and cadence softwares<br />
� 3D Electromagnetic softwares (CST-Microwave studio and Ansoft HFSS)<br />
� ANSYS multiphysics sofwares<br />
� Matlab software<br />
����Generation of complex analog, digital or mixed signals<br />
� Generation of vectorial signals up to 20 GHz with a 500 MHz analog bandwidth<br />
� Generation of arbitrary wave form signals up to 1.25 Gs/s with a 15 bits resolution.<br />
� Generation of arbitrary wave form signals up to 20 Gs/s with a 10 bits resolution.<br />
� Pulse and data generation up to 3.35 Gb/s<br />
� Frequency synthesizers up to 75 GHz<br />
����Time and frequency domain analysis of analog, digital or mixed signals<br />
� Automatic phase noise test set up (up to 110 GHZ)<br />
� Vectorial signal analyzers up to 26 GHz with a potential 3 x 80 MHz analog bandwith<br />
� Sampling oscilloscopes up to 75 GHz<br />
� Single shot oscilloscopes up to 12 GHz<br />
� Spectrum analyzers up to 340 GHz<br />
� Real time spectrum analyser up to 14 GHz<br />
� Logic analyzers up to 800 Mb/s for each of the 34 channels<br />
� Bit error Rate test bench up to 13 Gb/s<br />
���� Optical communications<br />
� Reference laser source 850 -1550 nm<br />
� Reference photodector 850-1550 nm for 10 GBEthernet<br />
� Adjustable attenuator for mono or multimode fibers<br />
� Optical power meter 800-1700 nm from -90 dBm to 40 40dBm<br />
� Optical reflectometer 850- 1550 nm.<br />
����Hardware-Software interface<br />
� Reconfigurable via FPGA<br />
� Programming and test associated<br />
�Quick prototyping station<br />
� Advanced programmable station using 3D mechanical etching for the realization of printed<br />
hybrid circuits and antennas (1 µm height resolution, 100 µm planar resolution).<br />
� Semi-automatic station for mounting and soldering of devices by refusion.<br />
8
1.4.b) Sensor network Platform<br />
The purpose of the SensLAB project is to deploy a large scale open distributed sensor network platform (4 sites<br />
of 256 sensor nodes each). SensLAB main and most important goal is to offer an accurate and efficient<br />
scientific tool to help and foster the design, development, tuning, and experimentation of real large scale sensor<br />
network applications. Ambient and sensor networks have recently emerged as a premier research topic. However,<br />
<strong>du</strong>e to their massively distributed nature, the design, implementation, and evaluation of sensor network<br />
applications, middleware, and communication protocols are difficult and time-consuming tasks. Several national<br />
(e.g., ANR SVP, ANR ARESA, and ANR SENSOR), European (e.g., IPWASP and IPMOSAR), and US<br />
projects (e.g., NSF CENS, UCB NEST) have emerged in the domain of sensor networks, autonomic, and<br />
ambient networking.<br />
It appears strategic and crucial to offer to researchers and developers accurate software tools, physical large scale<br />
testbeds to benchmark, tune, and optimize their applications and services. Simulation is an important phase<br />
<strong>du</strong>ring the design and the provisioning step. However, although simulation tools are useful to provide further<br />
understanding of a system, they suffer from several imperfections as simulation makes artificial assumptions on<br />
radio propagation, traffic, failure patterns, and topologies.<br />
In order to design robust applications that have to be deployed under real-world conditions, the developer needs<br />
appropriate tools and methods for testing and managing its large scale wireless sensor network applications.<br />
The above mentioned statement implies that, in order for the final application to be deployed, run, and tested<br />
under real conditions, it must be implemented on real hardware. Unfortunately, the development and testing of<br />
real experiments engaging distributed systems like sensor networks quickly become a nightmare if the number of<br />
nodes exceeds a few dozens. The daunting logistical challenge of experimenting with thousands of small batterypowered<br />
nodes is the key factor that has greatly limited the development of this field. The main reasons for this<br />
very high complexity come from a variety of factors (e.g. limited capacities for friendly programming and<br />
debugging, lack of development tools). Senslab proposes to eliminate several such problems listed above by<br />
providing a large-scale open wireless sensor testbed of 1000+ nodes, and then operating it as an open research<br />
facility for academic and in<strong>du</strong>strial groups who want to experiment with novel distributed sensing architectures.<br />
In addition to theory, simulators, and emulators, there is a strong need for large scale testbeds where real life<br />
experimental conditions hold. Facing this huge complexity, the SensLAB project proposes to set up a distributed<br />
large-scale open wireless sensor network testbed. The objective is to provide a research infrastructure for<br />
networking sensors and to offer a large scale instrument for the exploration of sensor network issues in<br />
repro<strong>du</strong>cible experimental conditions. The platforms will be generic and open. This means that a user will be<br />
able to deploy its home made applications without any kind of restrictions on the programming language, on the<br />
programming model or on the OS that he/she must use as opposed to already in place sensor testbed trials.<br />
The accomplishment of the SensLAB project will require efforts both on the hardware (to offer real time, robust,<br />
and reliable access to the distributed platform, to provide wired feedback channel for management/logging) and<br />
software (to support multiple simultaneous applications and guarantee the security and the integrity of the data<br />
generated <strong>du</strong>ring an experiment, to ensure public data retrieval in a real time fashion), toward the following<br />
objectives:<br />
The testbed implemented in Lille is set up inside the POPS project. The platform will be composed of 256<br />
WSN430 nodes and will use the TI CC2420 RF component. But, contrarily to every other platform, some nodes<br />
will be mobile. Among the 256 sensors, we plan to have 32 mobile ones and the 8 sinks will also be mobile. The<br />
mobility scheme is still to be defined but it will be deterministic. Generally, mobility has strong effects on<br />
wireless network protocols but is very difficult to simulate properly. This platform will such provide a complete<br />
developing environment for developing sensor network applications for mobile environments. Since nodes will<br />
be mobile, linking them via a serial interface would not be convenient. Therefore, mobile sensors will<br />
communicate and be monitored via a wireless WiFi interface. This platform will thus offer the opportunity :<br />
to analyze the intrinsic behavior of sensors nodes when they are mobile. Is it similar to the behavior in static<br />
environment? Is energy consumption the same in both cases?<br />
to analyze a completely mobile sensor network (in considering only mobile nodes) regarding data sensing,<br />
routing and recovery performances.<br />
to analyze interactions between fixed and mobile sensor networks regarding data sensing, routing and<br />
recovery. How do mobile sensors send data to fixed sensors and vice et versa ? How do mobile and<br />
fixed sinks gather data coming from both mobile and fixed sensors?<br />
to analyze the impact of the mobility on both the sensor behavior and the quality of data sensed.<br />
All these aspects are important for designing efficient protocols for sensor networks and are still too<br />
misunderstood.<br />
9
1.4.c) photonics Platform<br />
The fibre facilities are constituted of several equipments for the elaborations and characterisations of Photonic<br />
Crystagl Fibers. The equipments for the elaborations are shown below with pictures:<br />
Drawing towers for capillaries and fibers<br />
Outside Vapor Deposition Lathe (OVD)<br />
Densification tower - Collapsing lathe<br />
Photograph of the preform drawing into fibre -<br />
Modified Chemical Vapor Deposition lathes (MCVD)<br />
Germanium doped tube realized using the OVD process<br />
Characterisations allow the measurement of the attenuation, dispersion, birefringence and gain of glasses,<br />
perform and PCF.<br />
All these equipments make this centre for Photonic Crystal Fiber elaborations unique in France and one of the<br />
first in Europe.<br />
A lot a research programs are developed with this fiber facilities. Eight National and European programs are<br />
supported by the French “Agence National de la Recherche” (6) and 2 by the Europe. The quality of the results<br />
obtained since this new fibre facilities allows invited talk in international conferences and workshops. The<br />
outstanding results obtained in the field of PCF allow starting tight collaborations with the European leader in<br />
the fiber market: Draka second pro<strong>du</strong>cer in the world.<br />
The progression in this field is under a strong international competition with other centers like University of Bath<br />
or of Southampton (United Kingdom), University of Sydney (Australia) or with the new Max Planck Institute of<br />
Erlangen (Germany) with Philip Russel. This new institute is dedicated to fibre research.<br />
10
1.4.d) Virtual reality platform<br />
Throughout IRCICA development program, we have acquired a set of advanced devices for Virtual Worlds user<br />
interaction and collaboration. We currently benefit from four rooms that allow large experiments. We currently<br />
use it for :<br />
���� Public presentation of research activities (in<strong>du</strong>stry, Fete de la science);<br />
���� Our research on gesture-based interaction, and collaborative work experiments;<br />
���� Strengthening our in<strong>du</strong>strial partnerships. The mentionned equipment will be used as a technological<br />
testbed of a virtual shop design. This will be done in collaboration with Idées3Com company, and 3Suisses,<br />
within the « U-Boutique » project, part of « Lille Metrople Ubiquitaire » operation.<br />
����Virtual reality show room<br />
The virtual reality show room allows the immersion of the people in the room in 3D applications. It has a 5m<br />
stereoscopic curved screen a high tech 7.2 sound system, motorized cameras for visio conferences and a system<br />
to capture hand gestures via infrared cameras coupled to smart gloves equipped with infrared diodes. An user<br />
located in front of the screen can freely describe movements that will be transferred to the application projected<br />
on the screen.<br />
���� Telepresence walls<br />
The telepresence walls are systems which establish a visioconference link between two sites and give the illusion<br />
to their users to be face to face since they visually make the restitution of the interlocutor in real size. This is a<br />
important tool for research on digital ubiquity.<br />
11
���� War-rom<br />
Within the framework of the Part@ge project, we are studying a “Collaborative War-Room”<br />
concept. This work has lead to a technical demonstrator, carried out with France Telecom R&D and ESIEA.<br />
In a Collaborative War-Room, several display and interaction devices are made available to the users. The<br />
collaborative activity is hence distributed among those devices, enabling the choice of the device most adapted to<br />
a given interaction.<br />
In our room, 3 devices are used: a 'big screen' coupled to a tracking system (dedicated to public 3D<br />
manipulations), a tactile table (dedicated to 2D interactions, such as colour modifications) and a laptop<br />
(dedicated to private interactions).<br />
���� Tactile stimulators<br />
Stimtac project aims at designing new tactile devices in order to take profit of tactile channel<br />
in computer interaction. It also looks forward having a better knowledge of the touch mechanisms.<br />
Thus we have several tools for an investigation about force and vibration stimuli in<strong>du</strong>ced <strong>du</strong>ring touch gesture:<br />
- a complete 3 axis accelerometer acquisition chain endevco 65-100<br />
- an acoustic acquisition chain DPA with Ochestra-01dB amplifier<br />
- a 6 axis force and torque sensor Nano43 from Ati automation.<br />
Moreover, we are now able to manufacture and characterize our own tactile stimulator, based on a copperberrilyum<br />
substrate, on which piezo-electric elements are bonded. To achieve that, the project is equiped with:<br />
- a LamPlan polishing machine<br />
- a 53 l oven/sterilizer from labo & co<br />
- a laser interferometer 0FV-505 Polytec classe II with its controller OFV-5000<br />
- a network analyzer SR785 of Stanford<br />
Finally, and because new force-feedback devices may emerge from new smart materials, research on magnetorheological<br />
fluids and their applications is beginning. This is why, a rheometer 301 from Anton Paar has been<br />
acquired.<br />
12
2) Activity Report<br />
13
Intro<strong>du</strong>ction<br />
Axis 1: Sensors networks and internet of things.<br />
The multidisciplinary research activities of this axis are developed in tight collaboration<br />
between IEMN (CSAM group) and <strong>LIFL</strong> (POPS team) via a cross optimisation of the layers<br />
of the communication systems. IEMN is in charge of the physical layer while <strong>LIFL</strong> develops<br />
the communication middlewares and routing algorithms, but the global design takes into<br />
account the hardware and software requirement to reach the desired goals (ultra low power<br />
dissipation or global radio coverage via smart antennas for example). The MAC layer is<br />
commonly defined and inserted in a configurable hardware software interface based on FPGA.<br />
In this report we will only summarize the main achievement since 2005 from both the<br />
hardware and software sides.<br />
14
Axis1: part A) Smart objects communication, sensors networks and<br />
60 GHz high data rate WLAN / WPAN<br />
Permanent Staff: A. Benlarbi, S. Bolleart, D. Stievenard, L. Clavier, M. Fryziel, C.<br />
Lethien , C. Loyez, N. Rolland, P.A. Rolland, S. Seok, J.P Vilcot.<br />
Non Permanent Staff: A. Boé, M. Bocquet, N. Deparis, M. Devulder, J. Lin<br />
Objectives<br />
This multidisciplinary work is developed in close<br />
collaboration with the laboratory of fundamental<br />
computing science of Lille (<strong>LIFL</strong>) in framework of<br />
the IRCICA Research Federation. IEMN is in<br />
charge of the physical and MAC layers while <strong>LIFL</strong><br />
provides the communication middlewares and the<br />
routing algorithms using adaptative antennas.<br />
IEMN was among the first laboratories to propose<br />
in 1995 the use of the 60 GHz radio channel in<br />
combination with radio over fiber (RoF) networks<br />
for indoor communications. This work was<br />
extended to smart objects communication (SOC) in<br />
2001 then to wireless sensors networks (WSN) in<br />
2005 and finally to very high data rate WLAN /<br />
WPAN for wireless High Definition Multimedia<br />
Interface (HDMI) in 2006 with a major objective to<br />
create a generalized ambient intelligence.<br />
In addition IEMN was a pionneer for the<br />
development of 60 GHz Impulse Radio Ultra Wide<br />
Band (IR UWB) communications for SOC and<br />
WSN as a friendly alternative to single or multicarrier<br />
transmission techniques previously deployed<br />
with M-QAM mo<strong>du</strong>lation schemes. All the active<br />
and passive MMIC building blocks were designed,<br />
realized and tested using 0.2 and 0.1 µm GaAs P-<br />
HEMT technology (OMMIC foundry) and more<br />
recently 0.13µm BiCMOS technology (ST-M<br />
foundry). Complete functional 60 GHz<br />
communication systems were demonstrated over<br />
short distances ( ≤ 10m<br />
) with data rate up to 2Gb/s.<br />
In this report we will only focus on the most<br />
significant achievements concerning low-cost,<br />
ultra-low power radio mo<strong>du</strong>les and RoF networks<br />
as well as 0-level packaging as a first step towards<br />
Systems In Package (SIP).<br />
Outstanding results<br />
1) 60 GHz Ultra low-power IR-UWB transmitter<br />
with infinite ON/OFF dynamic for sensors<br />
networks and high data rate WLAN<br />
UWB-IR technique with Pulse Position Mo<strong>du</strong>lation<br />
(PPM) for data transmission and Time Hopping<br />
Code Division Multiple Access (TH-CDMA) is<br />
used for communication between sensors network<br />
nodes because of its simplicity, its low power<br />
consumption, and its low sensitivity to fading and<br />
to the non linearities of the transmitter. In addition<br />
this technique when used with a non-coherent<br />
correlation detection does not need stable Local<br />
Oscillators (LO). To re<strong>du</strong>ce the power dissipation<br />
the circuit described below was used for a 60 GHz<br />
IR-UWB transmitter.<br />
Transceiver architecture<br />
A CMOS clock with a frequency ranging from 100<br />
MHz to 1 GHz triggers a sub-ns pulse generator (50<br />
pS to 1 nS, typically 300 pS) offering PPM and TH<br />
facilities which in turn switchs ON/OFF a negative<br />
differential resistance low external Q oscillator<br />
based on a 0.1 µm PHEMT technology via a pulse<br />
shaping circuit to achieve very short rise and fall<br />
times (typically 15 pS). Due to the rich harmonic<br />
content of such a pulse, the oscillator can be<br />
injection locked (ILO) on one of the numerous<br />
harmonic components of the pulse spectrum. Two<br />
kinds of harmonic ILO’s were successfully tested :<br />
a 30 GHz ILO locked on the 60 th harmonic<br />
component of a 500 MHz clock followed by a<br />
frequency doubler and a 60 GHz ILO locked on the<br />
60 th harmonic of a 1 GHz clock. Phase noise level<br />
as low as -110 dBc/Hz were measured @100 kHz<br />
offset from carrier for a 3dBm output power at 60<br />
GHz. The 60 GHz ILO is followed by a MPA<br />
buffer amplifier also pulsed biased ON/OFF by a<br />
sub-nS pulsed generator triggered by the same<br />
reference clock. The output power of this MPA<br />
using also 0.1 µm PHEMT is 18 dBm at 1 dB<br />
compression.<br />
Pulse shaper<br />
Pulse shaper RDN MPA<br />
60 GHz Transmitter layout using a pulsed ILO<br />
15
30 GHz output generated waveform<br />
[N.Deparis and al “60-GHz UWB-IR transceiver<br />
with pulsed-injected locked oscillator “. ECWT<br />
2007, Munich, Germany, 280, 2007]<br />
In addition to its compactness and its low power<br />
dissipation this original architecture exhibits an<br />
infinite ON/OFF switch ratio which limits the<br />
interference in multi users environment. This<br />
transmitter was used for a 4 m transmission<br />
together with a receiver involving a specific<br />
demo<strong>du</strong>lation scheme. Up to 2 Gb/s data rates were<br />
demonstrated using burst mode transmission with a<br />
Bit Error Rate lower than 10 -6 . For low data rate<br />
sensor networks the DC power Consumption can be<br />
kept below 100 µw for the transmitter and could be<br />
drastically re<strong>du</strong>ced with CMOS technology. Note<br />
that this coherent transmitter could also be used<br />
with more sophisticated mo<strong>du</strong>lation schemes<br />
(BPSK, QAM) but at the price of more complex<br />
demo<strong>du</strong>lation circuits.<br />
2) 60 GHz IR-UWB transceiver in BiCMOS<br />
SiGe 0.13 µm technology<br />
IEMN has already designed, realized and<br />
assembled complete and functional 60 GHz IR-<br />
UWB radio mo<strong>du</strong>les using P-HEMT technology.<br />
However despite the low-power design the DC<br />
consumption and the cost could be too high for<br />
autonomous objects. Thus we have investigated the<br />
full integration of the transceivers in a single<br />
MMIC chip using the ST-M 0.13 µm BiCMOS<br />
technology to re<strong>du</strong>ce size, cost and consumption.<br />
Since the aim was to demonstrate the feasibility of<br />
such an integration a simple architecture with a 60<br />
GHz SPDT switch was used. The corresponding<br />
MMIC circuit (size 2.15*0.75 mm 2 ) is illustrated<br />
below.<br />
Oscillator<br />
Switch<br />
Layout de l’émetteur<br />
Taille <strong>du</strong> circuit : 2 x 0,75 mm²<br />
Pulse Generator<br />
MPA<br />
[Devulder M and al “UWB transmitter in<br />
BiCMOS SiGe 0.13 µm technology for 60 GHz<br />
WLAN comm.-unication” IEEE ICUWB 2007,<br />
Singapore, 2007].<br />
The main characteristics of the transmitter and the<br />
receiver are: * Transmitter : P out -1dB = 8 dBm,<br />
ON/OFF switch ratio = 40 dB, maximum data rate<br />
for single carrier operation 1 Gb/s.<br />
* Receiver: LNA gain = 19 dB, NF = 6dB, detector<br />
sensitivity = 1 mV/µW. The overall consumption of<br />
this transceiver is close to 300 mW under CW<br />
operation and can be thus drastically re<strong>du</strong>ced using<br />
burst transmission with low burst repetition factor.<br />
This work was presented at the IEEE International<br />
Conference on Ultra Wide Band, ICUWB 2007<br />
Singapore and received the Best Paper Award.<br />
3) Antimonide based devices (emerging activity)<br />
To further re<strong>du</strong>ce power dissipation, since 2006 we<br />
began an activity on antimonide based devices. Our<br />
preliminary results were on AlSb/InAs HEMTs<br />
with gate length of 100nm (figure 4), with a best fT<br />
of 200GHz [S. Bollaert et al, CICL, EuMIC 07].<br />
Electron mobility in this material is higher than<br />
20 000cm²/Vs. Thus, frequency performances are<br />
still high even at very low Vds of few hundred mV.<br />
At 200mV, cutoff frequency is kept at 150GHz.<br />
Main objective of this new material system should<br />
be the re<strong>du</strong>ction of power consumption for<br />
autonomous system as sensors network. Indeed<br />
huge mobility obtained in antimonide system is<br />
attractive at low voltage drain.<br />
AlSb/InAs<br />
HEMT with<br />
100nm airbridge<br />
gate<br />
4) Smart Antennas<br />
To obtain sufficient link budget for transmission<br />
over 10 meters distance antennas beam forming or<br />
beam switching is necessary to achieve space<br />
division multiples access which result in energy<br />
saving and in drastic re<strong>du</strong>ction of the complexity of<br />
the routing algorithms mainly for sensors networks.<br />
Two kinds of antennas were developed:<br />
� Yagi antennas printed on high k substrates (Si or<br />
GaAs) offer re<strong>du</strong>ced size, adjustable radiation<br />
pattern and high efficiency (>85%) if TE mode<br />
surface waves are used to couple the antenna<br />
elements. In addition these antennas have a<br />
balanced feed which makes them easy to integrate<br />
with differential PAs and LNA.[BOE and al<br />
“Smart antenna based on RF MEMS switches and<br />
printed Yagi-Uda antennas for 6O GHz ad hoc<br />
WPAN. » 36th European Microwave Conference,<br />
Manchester, Sept 2006]<br />
� PIFA patch antennas printed on low K substrate<br />
(BCB for example in our SIP approach) vertically<br />
fed by via holes also offer re<strong>du</strong>ced sizes an easy<br />
design but a low directivity. In this case the surface<br />
16
waves excitation must be minimized to obtain high<br />
antenna efficiency.<br />
To achieve antenna diversity or beam steering<br />
MEMS switches or MEMS phase shifters are used.<br />
These MEMS functions were specifically<br />
developed for this application and will be further<br />
improved in the STREPS MEMSPACK and<br />
MEMS4MMIC.<br />
60 GHz Yagi antenna on AsGa. η measured=85%<br />
Ground<br />
plane<br />
A<br />
a) b)<br />
Patch<br />
BCB<br />
Microstrip<br />
a) shorting-pin<br />
b) feed line<br />
A<br />
60 GHz PIFA antenna on top of a SIP<br />
Ground plane<br />
Patch<br />
Microstrip<br />
BCB<br />
60 GHz capacitive MEMS with a dielectric membrane<br />
5) Increase of the connectivity of 60 GHz<br />
wireless networks using Radio over Fiber (ROF)<br />
System<br />
An efficient 60 GHz RoF communication system<br />
was developed to extend the connectivity of 60<br />
GHz wireless networks to a whole building. It is<br />
based on a re<strong>du</strong>ced complexity architecture as<br />
depicted below and uses on-the-shelf commercial<br />
optical components. The MMIC transmitter using<br />
P-HEMT technology consists of a PPM-TH sub-ns<br />
pulse generator which mo<strong>du</strong>lates the 60 GHz<br />
source via a SPST switch followed by a medium<br />
power amplifier delivering 16 dBm output power.<br />
The optical transmission is based on the mo<strong>du</strong>lation<br />
of the intensity (IM) of a distributed feedback<br />
(DFB) laser operating at 1300 nm and on a direct<br />
detection (DD) technique in a large area PIN<br />
photodiode. For the optical transport of the sub-ns<br />
270<br />
300<br />
240<br />
330<br />
-10<br />
-20<br />
E co-polar mesuré<br />
E co-polar simulé<br />
210<br />
0<br />
10<br />
0<br />
180<br />
30<br />
150<br />
60<br />
120<br />
Dielectric membrane Au electrode<br />
90<br />
we used a perfluorinated gradex index polymer<br />
optical fiber PF GIPOF. The receiver includes a<br />
low noise amplifier (LNA@NF=6dB G=40dB) and<br />
a correlation detector which consists of matched<br />
filter and fast sampling and hold amplifier (SHA)<br />
triggered by a second pulse generator synchronized<br />
with the incoming signal using a specific<br />
synchronization technique. This quite simple and<br />
low-cost RoF system was successfully used for<br />
multihop point to point transmission with data rates<br />
up to 200 Mb/s and BER lower than 10 -6 .<br />
data NRZ<br />
VCO<br />
data<br />
NRZ<br />
X 2<br />
SHA<br />
60-GHz<br />
emitter<br />
SPDT<br />
switch<br />
(AM)<br />
correlator<br />
pulse generator<br />
(PPM)<br />
SYNC<br />
60-GHz<br />
receiver<br />
MPA<br />
LNA<br />
RF<br />
detector<br />
4 m<br />
4 m<br />
electro-optic<br />
transceiver<br />
RF<br />
detector<br />
LNA DFB<br />
1300nm<br />
PIN<br />
photodiode<br />
[C. Loyez and al. “An impulse system for 60-GHz<br />
wireless networks based on polymer optical fiber”.<br />
IEEE Photonics Technol. Lett., 19, 24 (2007)]<br />
In addition optically powered remote radio units<br />
was experimentally demonstrated with multimode<br />
glass optical fibers using WDM technology (WDM<br />
850/1300 nm). This power over fiber technique<br />
includes a photovoltaïc converter (unbiased), a<br />
photo diode and a LNA. This simple approach<br />
could be quite interesting in situations where<br />
providing remote electrical power is difficult,<br />
expensive or hazardous.<br />
6) 0-level packaging technology for mm. wave<br />
applications<br />
For a global radio coverage of 60 GHz ad hoc<br />
networks we have developed smart Yagi antenna<br />
arrays with beam steering or switching facilities<br />
based on capacitive MEMS switches. However<br />
MEMS contains fragile movable parts and cannot<br />
be used without a package to protect them <strong>du</strong>ring at<br />
least wafer handling and wafer dicing. Thus we<br />
have developed o-level packaging technologies<br />
based either on pyrex glass or BenzoCycloButene<br />
(BCB) film using a wafer level BCB bonding<br />
technique to encapsulate RF MEMS and RF MEMS<br />
based MMIC functions. Note that to be compatible<br />
with a MEMS above IC approach the technological<br />
processes never exceed a temperature of 250°C.<br />
The figure below shows an example of 0-level BCB<br />
film package with vertical and horizontal<br />
interconnects and the additional losses in<strong>du</strong>ced by<br />
such packaging measured on CPW lines up to 110<br />
GHz. One can see that the losses in<strong>du</strong>ced by the<br />
DC<br />
PF GIPOF 62.5µm<br />
(100 m)<br />
SPDT<br />
switch<br />
(AM)<br />
VCO<br />
MPA<br />
X 2<br />
opto-electronic<br />
transceiver<br />
DC<br />
17
packaging are negligible (
silanization with 3-mercaptopropyltrimethoxysilane<br />
(MPTS) and subsequent chemical oxidation of the<br />
terminal –SH groups. Taking advantage of<br />
electrostatic interaction between the positively<br />
charged collagen and the negatively charged<br />
nanowires, self-assembled diodes were obtained,<br />
consisting of nanowires localized between gold<br />
electrodes. Current-voltage measurements give<br />
proofs for the formation of spontaneous electrodenanowire-electrode<br />
junctions. (DGA REI 0534048)<br />
For the top-down approach, we fabricated and<br />
characterized silicon nanowires made with lateral<br />
sizes down to 10 nm. Transport characterization<br />
allowed us to highlight a depleted area at the<br />
interface Si/native SiO2. The associated depletion<br />
width, the surface state density as well as the<br />
doping level of the nanowires were determined.<br />
Bulk phonons scattering was evidenced. Finally, a<br />
bio-sensor for ovalbumine detection has been<br />
developed (DGA REI 0534048).<br />
Starting from Si surfaces, we also characterized the<br />
immobilization of biological probes, which are<br />
linked by chemioselective methods developped at<br />
the Institut of Biology in Lille. Along with these<br />
characterizations, we understood the physical<br />
mechanisms ruling the behaviour of a liquid in<br />
nanostructured surfaces and find out strategies in<br />
the design of new interfaces from a silicon surface<br />
to enhance the optical signal emitted by the optical<br />
biological receptors adsorbed on the Si supports.<br />
We then took advantage of these supports to detect<br />
the interaction of the probes with biolomolecular<br />
receptors through optical (infrared, fluorescence) or<br />
electrical detection means.<br />
Acknowledgments – Collaborations<br />
DGA, OMMIC, ST-M, CEA-LETI, XLIM, IMEC,<br />
VTT, Universitu of Perugia, NoE AMICOM<br />
19
AXIS 1 Part B): High data rate for mobile object communication<br />
Permanent Staff: D. Simplot-Ryl, G. Grimaud, J. Carle, F. Nait-Abdesselam (until<br />
Sept 2007), M. Hauspie (since sept 2006), N. Mitton (since sept 2006), I. Simplot-Ryl<br />
(since sept 2007),<br />
Non Permanent Staff: François Garigue, J. Graziano, V. Benoni, A. Courbot, E. H.<br />
Elhasfi, F. Ingelrest, H. Meunier, M.-E. Voge, N.B.H. Aissa, S. Duquesnoy, A. Gallais,<br />
D. Ghindici, F. Khadar, K. Marquet, T. Soete, M. Taifour.<br />
Objectives<br />
Our team studies solution to improve<br />
programmability, adaptability and reachability of<br />
smal devices such as sensors, rfid, smart cards, ...,<br />
also called “POPS” (Portable Objects Proved to be<br />
Safe). To reach our goal, we have two main<br />
research activities: in embedded operating system<br />
design and in mobile networking.<br />
Due to the various constraints of such platforms,<br />
the development of applications integrating POPS<br />
suffers from lack of “reachability”. For instance,<br />
software development is penalized by exotic and<br />
limited operating systems. Indeed, POPS, such as<br />
sensors, are difficult to program and high level of<br />
expertise is needed to pro<strong>du</strong>ce software. Also,<br />
POPS mobility in<strong>du</strong>ces sudden and frequent<br />
disconnections, long round trip times, high bit error<br />
rates and small bandwidth. Hence, POPS systems<br />
have to adapt themselves to application<br />
requirements or modification of the environment.<br />
Wireless ad hoc networks are formed by<br />
autonomous mobile devices, which operate in a<br />
self-organized manner and communicate together<br />
using radio interfaces. As ranges are limited <strong>du</strong>e to<br />
physical properties of radio waves, only close hosts<br />
can directly communicate to each other. This means<br />
that multi-hop routing must be used. Sensor<br />
networks can be seen as a special case of ad hoc<br />
networks, where hosts are mostly static and<br />
communications mainly occur between a fixed<br />
collector (also called sink, which gathers sensed<br />
data) and some of the sensors.<br />
In this project, we focus on low consumption radio<br />
interface for wireless sensors. More precisely, we<br />
believe that energy constraints objects can take<br />
advantage of smart antenna technologies. This area<br />
seems very promising on paper but it raises a lot of<br />
implementation problems. In the context of a<br />
partnership with IEMN, we want to experiment the<br />
implementation of a full communication stack<br />
dedicated to smart antennas (physical layer, MAC -<br />
Medium Access Control - layer, etc.). A thesis is on<br />
going on this activity with both IEMN and <strong>LIFL</strong><br />
member as co-advisors.<br />
Following section present some interesting (not<br />
exhaustive) results for this project.<br />
Outstanding results<br />
1) Packet sche<strong>du</strong>ler for Switched Beam Antennas<br />
Using beam forming antennas, such as in Fig. 1, in<br />
ad hoc networks in order to improve the space<br />
reuse, and though the global capacity of wireless<br />
networks, implies to revisit problematics and<br />
algorithms from omni-directional antennas<br />
networks, such as the MAC layer protocols.<br />
Given an uncommon multi-sector antenna design<br />
with a switching delay, one have to deal with a real<br />
time sche<strong>du</strong>ling problem (NP-complete), in order to<br />
optimize the throughput and the delay of packets.<br />
Beam forming antennas with switch delay imply<br />
using a smart packet sche<strong>du</strong>ling algorithm at the<br />
MAC layer level to improve the network capacity.<br />
Figure 1: Six fixed beams with tree power levels<br />
In [A. Honoré et al., IEEE 20 th Intl. Conf. on<br />
Advanced Information Networking and<br />
Applications (AINA 2006)], we considered two<br />
optimize criteria: the antenna throughput and the<br />
maximum delay of packets. We have proposed<br />
MAC sche<strong>du</strong>ler, FIFO TBW (First In First Out<br />
Temporized Beam Window), based on time<br />
windows which takes care of hardware constraints<br />
(such as switch delay). Our sche<strong>du</strong>ler, alternately<br />
selects a beam, and sends packets on this beam until<br />
beam buffer is empty or when the time represented<br />
by TBW is elapsed.<br />
Compare to classical sche<strong>du</strong>ler strategy, such as<br />
FIFO and Round Robin (RR) as illustrated in<br />
Fig. 2, our proposition re<strong>du</strong>ces the wasted<br />
bandwidth of the antenna by an average a factor 5.<br />
20
Figure 2: Wasted antenna bandwidth in function of the<br />
generator bit rate<br />
2) Topology control<br />
The aim of topology control can be to minimize<br />
energy consumption, or to re<strong>du</strong>ce interferences by<br />
organizing the network structure.<br />
Topology control problems include neighbor<br />
discovery problem: detecting neighboring nodes<br />
located within transmission radius. This could be<br />
view also as network organization problem:<br />
deciding what communication links to establish<br />
with neighboring nodes, sleeping period operations<br />
and adjusting transmission radii. In ad hoc and<br />
sensors network, topology control by adjusting radii<br />
is important. Indeed, we need to ensure connexity<br />
of all nodes since a message from any node should<br />
be able to reach any other node in the network.<br />
Adjusting transmission radii is equivalent to<br />
adjusting transmission power. More large is the<br />
communication radius and more energy is used.<br />
Furthermore, the number of collisions (at the MAC<br />
layer) increase with the number of nodes sharing<br />
the medium so, increasing the radius also affect the<br />
number of collisions. In fact, the optimal radius<br />
depends on the total number of nodes in the<br />
network and on its density (see Fig. 3).<br />
Figure 3: Looking for an optimal radius to minimize<br />
energy consumption<br />
We propose localized topology control algorithms<br />
(with no global knowledge) that significantly<br />
increase the network lifetime.<br />
In [F. Ingelrest et al, IEEE TPDS], to preserve the<br />
network connectivity while modifying the<br />
transmission range of nodes, we compute a<br />
subgraph G′ = (V , E′), which has to be connected,<br />
sparse, bidirectional and computed locally. Some<br />
good examples of such graphs are the RNG or the<br />
LMST, illustrated on Fig. 4.<br />
We use a parameter that we call a ‘target radius’,<br />
whose goal is to influence the distance between<br />
emitting nodes, thus controlling the topology.<br />
Depending on the considered energy model, the<br />
computed value of the optimal range should be used<br />
for this parameter, referred to as T. Based on the<br />
graph Fig. 5a with a first re<strong>du</strong>ction using LMST<br />
(Fig. 5b), the effect of T is illustrated on Fig. 5 c<br />
and d.<br />
Figure 4: Differents subgraphs preserving connexity<br />
allowing topology control. The Minimum Spanning<br />
Tree is a centralized algorithms<br />
Figure 5: Unit graph with its LMST (R = 250) and<br />
dominating sets after topology control with T = 50 and<br />
T = 150<br />
In [F. Khadar et al. ICWMC 2007], present a way<br />
of controlling topology in wireless ad hoc networks<br />
while using a realistic physical layer. We first<br />
define the notion of connectivity in probabilistic<br />
physical layer. In a λ-connected network, all<br />
21
transmissions between any two devices has a<br />
probability of being done correctly greater or equal<br />
to λ. We then propose a topology re<strong>du</strong>ction that<br />
preserves λ-connectivity (if there exists a path s<br />
between nodes u and v such that P (s) > λ, then<br />
there exists a path s′ between u and v in the re<strong>du</strong>ced<br />
graph, such that P (s′) > λ). So, as shown in Fig. , a<br />
re<strong>du</strong>ced graph could be obtained by following this<br />
rules: a direct path (i.e. an edge) could be removed<br />
if and only if there exists a two edges path that is<br />
more efficient. This topology re<strong>du</strong>ction can be used<br />
to broadcast data.<br />
3) Broadcasting<br />
Broadcasting is one of the most important<br />
communication task in ad hoc and sensor networks.<br />
It is used for many purposes such as route<br />
discovery (aodv, olsr ...), publication of services or<br />
even mainly for sensor networks, alarming.<br />
As power adjustment is a mechanism of prime<br />
importance for energy preservation, we studied<br />
localized broadcasting methods based on the<br />
concept of optimal communication range. To<br />
further re<strong>du</strong>ce energy savings, we studied a wellknown<br />
centralized and very efficient protocol<br />
named BIP (Broadcast Incremental Power) [J.<br />
Wieselthier et al. In Proc. IEEE INFOCOM,<br />
2000], which constructs an efficient spanning tree<br />
rooted at a given node. Its efficiency is <strong>du</strong>e to its<br />
consideration of the coverage obtained thanks to a<br />
single omnidirectional transmission, instead of<br />
considering all links separately. It offers very good<br />
results in terms of energy savings, but its<br />
computation is centralized and it is a real problem<br />
in ad hoc or sensor networks. Distributed versions<br />
have been proposed, but they all require a huge<br />
transmission overhead for information exchange.<br />
We proposed and analyzed in [F. Ingelrest et al.<br />
Wireless Networks, 2007] an incremental and<br />
localized version of this protocol, named LBIP for<br />
Localized BIP. In our method, the packet is sent<br />
from node to node based on local BIP trees<br />
computed by each node in the broadcasting chain.<br />
Local trees are constructed within the k-hop<br />
neighborhood of nodes, based on information<br />
provided by previous nodes, so that a global<br />
broadcasting structure is incrementally built as the<br />
message is being propagated through the network.<br />
Only the source node computes an initially empty<br />
tree to initiate the process.<br />
Discussion and results are provided where we argue<br />
that k = 2 is the best compromise for efficiency. We<br />
also discuss potential conflicts that can arise from<br />
the incremental process. We finally provided<br />
experimental results showing that this new protocol<br />
obtains very good results for low densities, and is<br />
almost as efficient as BIP for higher ones. LBIP is<br />
currently the most efficient localized broadcasting<br />
known scheme.<br />
4) Activity sche<strong>du</strong>ling<br />
Wireless sensor networks (WSN) are made up of<br />
lots of devices deployed over a distant or sensitive<br />
field to be monitored. Full coverage, energy<br />
efficiency, and connectivity are critical<br />
requirements of such networks. Energy<br />
consumption is balanced by taking advantage of the<br />
re<strong>du</strong>ndancy in<strong>du</strong>ced by the deployment of nodes.<br />
Some nodes are active while others are in sleep<br />
mode, thus using less energy (see Fig. 6). The area<br />
coverage problem is to determine a small number of<br />
sensors that still cover the same area as the whole<br />
network. The activity sche<strong>du</strong>ling problem is a<br />
subclass of the area coverage problem which take<br />
into account topology control. Indeed, connectivity<br />
of active nodes must also be provided, so that<br />
monitoring reports can reach the sink stations. Most<br />
of this research activity appeared in [A. Gallais,<br />
PhD thesis, Univ. lille 1, 2007].<br />
Figure 6: Some nodes are in sleep mode while others<br />
are active, preserving network connectivity.<br />
In [A. Gallais et al., 26 th IEEE Conf. on Computer<br />
communications (Infocom 2007)], we studied the<br />
impact of a realistic radio channel on activity<br />
sche<strong>du</strong>ling in sensor networks. Most of the previous<br />
work in this area has been studied within an ideal<br />
environment, where messages are always correctly<br />
received. Such an assumption can hardly provide<br />
satisfying results in a more realistic world. To<br />
strengthen this point of view, we replace the classic<br />
unit disk graph model by the lognormal shadowing<br />
model (see Fig. 7). Analyzing existing solutions<br />
show that the area coverage is not sufficient and<br />
also the percentage of active nodes, and thus energy<br />
consumption, is very high. To solve these problems,<br />
we present an original method, where a node<br />
decides to turn off when there exists in its<br />
neighborhood a covering set of nodes, and that this<br />
set is sufficiently reliable (i.e. the risk is lower than<br />
a given threshold). This reliability is based on link<br />
22
probabilities that may be obtained thanks to the<br />
signal-to-noise ratio of previous transmissions. We<br />
provide experimental results for a static threshold,<br />
and present some methods to dynamically compute<br />
the threshold based on the local density of nodes.<br />
These results show that our solution is very<br />
efficient as it preserves area coverage while<br />
minimizing the quantity of working nodes.<br />
Figure 7: Unit disk and Log normal shadowing<br />
communication models<br />
5) Networking issue<br />
Routing protocols based on geographic information<br />
of the sensors have been proposed as a viable<br />
alternative to existing routing protocols for wireless<br />
ad hoc networks in order to re<strong>du</strong>ce the overhead of<br />
maintaining routing tables in the sensors and to<br />
avoid the cost (energy consumption) of flooding<br />
and route discovery.<br />
We proposed VCost [E. Elhasafi et al., t2pWSN<br />
2007], an energy-efficient geographic routing<br />
where nodes are not aware of their exact location.<br />
Nodes use virtual coordinates extracted from the<br />
distance in number of hops they are from at least 3<br />
landmarks. Since there are several ways to define<br />
virtual coordinates, we tested several kinds of<br />
virtual coordinates, all gotten from a distance in<br />
number of hops from landmarks. From these virtual<br />
coordinates, they perform an energy-efficient<br />
routing in a COP fashion, but based on the virtual<br />
coordinates.<br />
To perform such a cost over progress routing, nodes<br />
need to compute virtual coordinates and distances.<br />
Since there are different ways of computing such<br />
coordinates (number of hops, centered coordinates,<br />
etc) and such distances from virtual coordinates<br />
(Hamming, Euclidean, etc), we compared the<br />
performances of the routing protocol by using each<br />
of them. It appears that the most efficient way was<br />
VCost where the virtual coordinates were the<br />
number of hops from the nodes to the different<br />
landmarks and the distances used were the<br />
Hamming distances computed over the virtual<br />
coordinates.<br />
We compare the performance of our proposed<br />
method to the one of several geographic routing<br />
algorithms and<br />
show that our algorithm is efficient in terms of<br />
energy saving and hit rate (success rate of a<br />
message to reach<br />
its destination).<br />
Prospectives<br />
A full-fledged communication stack (such as Fig. 7)<br />
must include a session and presentation layer, a<br />
transport layer, a network layer with optimized<br />
routing protocol, and a link layer according to the<br />
hardware caracteristics.<br />
Figure 8: Example of communication stack using our<br />
platform (ARM / FPGA).<br />
Our goal for next years is to study and develop<br />
algorithms and protocols for the communication<br />
stack and network optimization to extend lifetime<br />
and also to improve the reliability and suitability of<br />
pops and of the network.<br />
To achieve our goal, we will focus on optimization<br />
of energy consumption for pops and of making<br />
more effort on experimentation with real material<br />
(such as ARM/FPGA or sensors platforms). This<br />
imply many ways of study, such as:<br />
Co-design of the communication interface<br />
Opimization of the communication stack<br />
Enhancement of the platform integration of our<br />
operating system (JITS) either in ARM/Excalibur<br />
or in our new sensors platform (WSN 430)<br />
Development of protocols for data management and<br />
sche<strong>du</strong>ling with smart antenna<br />
development of protocols for positioning,<br />
broadcasting, and routing reliable for ad hoc and<br />
sensor networks<br />
External collaborations<br />
Edgar Chavez, Univ. Morelia, Mexico,<br />
I. Stojmenovic: University of Ottawa, Canada<br />
J.-J. Vandewalle: Gemalto researcher<br />
Relationship with companies<br />
Gemalto, SAP, Phillips, STm, Microsoft, Thales,<br />
Ericsson, Auchan, Decathlon, Trusted Labs*,<br />
Orange Labs, ATOS Origin, NorSys*, TagSys,<br />
Aphycare*, GS1, AECRTS* …<br />
Implied in the “Trade In<strong>du</strong>stries cluster” in North of<br />
France.<br />
23
Axis 1 Bibliography<br />
Bibliographie of part A<br />
Articles in refered international journals<br />
�8-GHz bandwidth spatial sampling mo<strong>du</strong>les for<br />
ultrafast random-signal analysis<br />
ROLLAND N., BENLARBI-DELAI A., GHIS A.,<br />
ROLLAND P.A.<br />
Microw. Opt. Technol. Lett., 44, 3 (2005) 292-295<br />
�Potentials of radio over multimode fiber systems<br />
for the in-buildings coverage of mobile and<br />
wireless LAN applications<br />
LETHIEN C., LOYEZ C., VILCOT J.P.<br />
IEEE Photonics Technol. Lett., 17, 12 (2005) 2793-<br />
2795<br />
�Subcarrier radio signal transmission over<br />
multimode fibre for 60 GHz WLAN using a phase<br />
noise cancellation technique<br />
LOYEZ C., LETHIEN C., KASSI R., VILCOT J.P.,<br />
DECOSTER D., ROLLAND N., ROLLAND P.<br />
Electron. Lett., 41, 2 (2005) 91-92<br />
�Transposition of a baseband UWB signal at 60<br />
GHz for high data rate indoor WLAN<br />
DEPARIS N., BENDJABBALLAH A., BOE A.,<br />
FRYZIEL M., LOYEZ C., CLAVIER L.,<br />
ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
IEEE Microw. Wirel. Compon. Lett., 15, 10 (2005)<br />
609-611<br />
�Using enhanced-TDOA measurement for indoor<br />
positioning<br />
BOCQUET M., LOYEZ C., BENLARBI-DELAI A.<br />
IEEE Microw. Wirel. Compon. Lett., 15, 10 (2005)<br />
612-614<br />
�Broadband nulling interferometry for weak<br />
multipath signal detection<br />
BENLARBI-DELAÏ A., BOCQUET M., LOYEZ C.<br />
Electron. Lett., 42, 8 (2006) 435-436<br />
�Packaging methodology for RF devices using a<br />
BCB membrane transfert technique<br />
SEOK S., ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
J. Micromech. Microeng., 16, 11 (2006) 2384-2388<br />
�Radio over fibre systems using perfluorinated<br />
graded index polymer optical fibre<br />
LETHIEN C.,GOFFIN A.,VILCOT J.P., LOYEZ C.<br />
Microw. Opt. Technol. Lett., 48, 6 (2006) 1197-<br />
1199<br />
�Sectorized antennas for CDMA based ad hoc<br />
networks at 60 GHz<br />
BOÉ A., CLAVIER L., OKOUYI R., ROLLAND<br />
N., ROLLAND P.A.<br />
EuMA - Journal of the European Microwave<br />
Association, 2, 3 (2006) 228-235<br />
http://www.eumwa.org/documents/abstract/volume<br />
2issue3/Sectorized_antennas_for_CDMA_based_ad<br />
_hoc_networks_at_60_GHz.pdf<br />
�Tunable BST capacitor loss compensation using<br />
active circuit<br />
AL AHMAD M., ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
IEEE Microw. Wirel. Compon. Lett., 16, 10 (2006)<br />
549-551<br />
�Zero-level packaging using BCB adhesive<br />
bonding and glass wet-etching for W-band<br />
applications<br />
SEOK S., ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
Electron. Lett., 42, 13 (2006) 755-757<br />
�An impulse system for 60-GHz wireless networks<br />
based on polymer optical fibre<br />
LOYEZ C., LETHIEN C., DEPARIS N., VILCOT<br />
J.P., KASSI R., ROLLAND N., GOFFIN A.,<br />
ROLLAND P.A.<br />
IEEE Photonics Technol. Lett., 19, 24 (2007) 1964-<br />
1966<br />
�Design, fabrication, and measurement of<br />
benzocyclobutene polymer zero-level packaging for<br />
millimeter-wave applications<br />
SEOK S., ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
IEEE Trans. Microwave Theor. Tech., 55, 5 (2007)<br />
1040-1045<br />
�Monolithic 10 GHz TDR/TDT analyser with novel<br />
architecture<br />
DEPARIS N., ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
Electron. Lett., 43, 1 (2007) 38-39<br />
�Direct measurementr of the resistivity and of the<br />
surface charge density of n and p type silicon<br />
nanowires<br />
F. Vaurette, J.P. Nys, D. Deresmes, B. Grandidier<br />
and D. Stiévenard, J. Vac. Sci. Technol. B26, 945<br />
(<strong>2008</strong>)<br />
�A study of a millimeter-wave quarter-wave patch<br />
antenna on a benzocyclobutene polymer<br />
SEOK S., ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
J. Micromech. Microeng., 18, 7 (<strong>2008</strong>) 075015-1-6<br />
�Differential mode delay measurements of<br />
fluorinated graded index polymer optical fiber<br />
LETHIEN C., LOYEZ C.,VILCOT J.P.,GOFFIN A.<br />
IEEE Photonics Technol. Lett., 20, 18 (<strong>2008</strong>) 1584-<br />
1586<br />
�Potential of the polymer optical fibers deployed in<br />
a 10Gbps small office/home office network<br />
LETHIEN C., LOYEZ C., VILCOT J.P.,<br />
ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
Opt. Express, 16, 15 (<strong>2008</strong>) 11266-11274<br />
�UWB in millimeter wave band with pulsed ILO<br />
DEPARIS N., LOYEZ C., ROLLAND N.,<br />
ROLLAND P.A.<br />
IEEE Trans.Circuits Syst. II, Express Briefs, 55, 4<br />
(<strong>2008</strong>) 339-343<br />
24
�Effect of gate length in InAs/AlSb HEMTs biased<br />
for low power or high gain.<br />
BORG M., LEFEBVRE E., MALMKVIST M.,<br />
DESPLANQUE L., WALLART X., ROELENS Y.,<br />
DAMBRINE G., CAPPY A., BOLLAERT S.,<br />
GRAHN J.<br />
Solid-State Electron., 52, 5 (<strong>2008</strong>) 775-781<br />
�Evidence of electron-phonon interaction on<br />
transport in n- and p-type silicon nanowires<br />
Vaurette F, Leturcq R, Nys JP, et al.<br />
APPLIED PHYSICS LETTERS Vol 92 Issue: 24<br />
Article Number: 242109 JUNE <strong>2008</strong><br />
�Resistivity and surface states density of n- and ptype<br />
silicon nanowires<br />
Vaurette F, Nys JP, Deresmes D, et al.<br />
JOURNAL OF VACUUM SCIENCE &<br />
TECHNOLOGY B Vol 26 Issue: 3<br />
pp: 945-948, MAY <strong>2008</strong><br />
Publication in refered international<br />
confences<br />
oral<br />
�A radio over multimode fibre system based on a<br />
LO phase-noise cancellation for 60 GHz WLAN<br />
LOYEZ C., LETHIEN C., DEPARIS N., VILCOT<br />
J.P., DECOSTER D,ROLLAND N,ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 35th European Microwave<br />
Conference, EuMC 2005, Paris, France, october 4-6,<br />
2005, 661-663, ISBN: 2-9600551-2-8<br />
�Analytical BER of an asynchronous DS-CDMA<br />
system in the 60 GHz channel<br />
OKOUYI R., CLAVIER L.<br />
Proceedings of the IEEE 16th International<br />
Symposium on Personal Indoor and Mobile Radio<br />
Communications, PIMRC 2005, Berlin, Germany,<br />
september 11-14, 2005, 2/1189-1193<br />
�Enhanced-TDOA measurement for ad hoc<br />
networks positioning<br />
BOCQUET M., LOYEZ C., BENLARBI-DELAÏ A.<br />
Proceedings of the 2005 International Workshop on<br />
Wireless Ad hoc Network, IWWAN 2005, London,<br />
UK, may 23-26, 2005<br />
�UWB serves inter-vehicle communication and<br />
location<br />
LE CLOIREC L., BOCQUET B., BENLARBI-<br />
DELAÏ A., LOYEZ C.<br />
Proceedings of the 5th International Conference on<br />
ITS Telecommunications, ITST 2005, Brest, France,<br />
june 27-29, 2005<br />
�60 GHz amplifier MMICs and mo<strong>du</strong>le for 60 GHz<br />
WPAN system<br />
DEPARIS N., BOÉ A., LOYEZ C., CLAVIER L.,<br />
ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 4th ESA Workshop on<br />
Millimetre Wave Technology and Applications,<br />
TSMMW2006, MINT-MIS2006, Espoo, Finland,<br />
february 15-17, 2006<br />
�A combined ASK-PPM time hopping UWB<br />
transceiver for millimetre wave gigabit WLAN<br />
DEPARIS N., BOE A., LOYEZ C., ROLLAND N.,<br />
ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 9th European Conference on<br />
Wireless Technology, Manchester, UK, september<br />
10-12, 2006, 111-114, ISBN: 978-2-9600551-5-3<br />
�A new BCB film zero-level packaging for RF<br />
devices<br />
SEOK S., ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 36th European Microwave<br />
Conference, Manchester, UK, september 10-15,<br />
2006, 1118-1121<br />
�Bit and packet error rates for ad hoc networks<br />
based on up-converted IR-UWB signals at 60 GHz<br />
EL GHANNUDI H., CLAVIER L.,<br />
BENDJABALLAH A., ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 17th IEEE International<br />
Symposium on Personal Indoor and Mobile Radio<br />
Communications, PIMRC 2006, Helsinki, Finland,<br />
september 11-14, 2006, 5 pp.<br />
�Digital and super-resolution ultra wide band intervehicle<br />
localisation system<br />
VU V.Y., BENLARBI-DELAÏ A., LE CLOIREC L.<br />
Proceedings of the 1st International Conference on<br />
Communications and Electronics, HUT-ICCE 2006,<br />
Hanoi, Vietnam, october 10-11, 2006, 446-450<br />
�Fabrication of 1mm3 size zero-level packaging<br />
using wafer-level BCB bonding and glass wetetching<br />
technique for devices MEMS<br />
SEOK S., ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 2nd International Workshop on<br />
Wafer Bonding for MEMS Technologies, Halle,<br />
Germany, april 9-11, 2006, 53-54<br />
�Multihop channel model in UWB ad hoc networks<br />
at 60 GHz<br />
BENDJABALLAH A., CLAVIER L., ROLLAND<br />
N., ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the First European Conference on<br />
Antennas and Propagation, EuCAP 2006, Nice,<br />
France, november 6-10, 2006<br />
�Multihop wireless communications with non<br />
regenerative relays<br />
BENDJABALLAH A., EL GHANNUDI H.,<br />
CLAVIER L., ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 9th European Conference on<br />
Wireless Technology, Manchester, UK, september<br />
10-12, 2006, 189-192, ISBN: 978-2-9600551-5-3<br />
�New receiver architecture for localisation system<br />
VU V.Y., BENLARBI-DELAÏ A.<br />
Proceedings of the 2006 International Symposium<br />
on Intelligent Signal Processing and<br />
Communication Systems, ISPACS 2006, Tottori,<br />
Japan, december 12-15, 2006, 879-882<br />
25
�Performance of IR-UWB at 60 GHz for ad hoc<br />
networks with directive antennas<br />
EL GHANNUDI H., CLAVIER L.,<br />
BENDJABALLAH A., BOE A., ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 2006 International Conference<br />
on Ultra Wideband, ICUWB 2006, Waltham, MA,<br />
USA, september 24-27, 2006, 149-154, ISBN: 978-<br />
1-4244-0101-7<br />
�Piezoelectric-based tunable microstrip shunt<br />
resonator<br />
AL-AHMAD M., ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 2006 Asia-Pacific Microwave<br />
Conference, APMC 2006, Yokohama, Japan,<br />
december 12-15, 2006<br />
�Pulse generator for UWB communication and<br />
radar applications with PPM and time hopping<br />
possibilities<br />
DEPARIS N., LOYEZ C., ROLLAND N.,<br />
ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 2006 IEEE International<br />
Symposium on Circuits and Systems, ISCAS 2006,<br />
Island of Kos, Greece, may 21-24, 2006, 661-665,<br />
ISBN: 978-0-7803-9389-9<br />
�Receiver and synchronization for UWB impulse<br />
radio signals<br />
DEPARIS N., BOE A., LOYEZ C., ROLLAND N.,<br />
ROLLAND P.A.<br />
2006 IEEE MTT-S International Microwave<br />
Symposium Digest, San Francisco, USA, june 11-<br />
16, 2006, 1414-1417, ISBN: 978-0-7803-9541-1<br />
�Smart antenna based on low temperature MEMS<br />
switches and quasi-Yagi antennas for WPAN<br />
BOÉ A., FRYZIEL M., DEPARIS N., LOYEZ C.,<br />
CLAVIER L., ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 4th ESA Workshop on<br />
Millimetre Wave Technology and Applications,<br />
TSMMW2006, MINT-MIS2006, Espoo, Finland,<br />
february 15-17, 2006<br />
�Smart antenna based on RF MEMS switches and<br />
printed Yagi-Uda antennas for 6O GHz ad hoc<br />
WPAN<br />
BOE A., FRYZIEL M., DEPARIS N., LOYEZ C.,<br />
ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 36th European Microwave<br />
Conference, Manchester, UK, september 10-15,<br />
2006, 310-313<br />
�UWB-IR transceiver for millimeter wave WLAN<br />
DEPARIS N., BOÉ A., LOYEZ C., ROLLAND N.,<br />
ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 32nd Annual Conference of the<br />
IEEE In<strong>du</strong>strial Electronics Society, IECON 2006,<br />
Paris, France, november 7-10, 2006, 4785-4789<br />
�Weak NLOS channel sounding<br />
BOCQUET M., LOYEZ C., BENLARBI-DELAÏ A.<br />
Proceedings of the 36th European Microwave<br />
Conference, Manchester, UK, september 10-15,<br />
2006, 707-710<br />
�Wide BST-based tuning of voltage controlled<br />
oscillator<br />
AL-AHMAD M., LOYEZ C., ROLLAND N.,<br />
ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the Asia-Pacific Microwave<br />
Conference, APMC 2006, Yokohama, Japan,<br />
december 12-15, 2006<br />
�60 GHz UWB transmitter for use in WLAN<br />
communication<br />
DEVULDER M., DEPARIS N., TELLIEZ I.,<br />
PRUVOST S., ROLLAND N., DANNEVILLE F.,<br />
ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 2007 International Symposium<br />
on Signals, Systems, and Electronics, ISSSE 2007,<br />
Montréal, Québec, Canada, july 30-august 2, 2007,<br />
371-374, ISBN 1-4244-1449-0<br />
�60-GHz UWB-IR transceiver with pulsed-injected<br />
locked oscillator<br />
DEPARIS N., BOÉ A., LOYEZ C., ROLLAND N.,<br />
ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 2007 European Conference on<br />
Wireless Technologies, ECWT 2007, Munich,<br />
Germany, october 8-10, 2007, 280-283, ISBN 978-<br />
2-87487-003-3<br />
�A novel zero-level packaging using BCB adhesive<br />
bonding and glass wet-etching for millimeter-wave<br />
applications<br />
SEOK S., ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 14th International Conference<br />
on Solid-State Sensors, Actuators and<br />
Microsystems, Trans<strong>du</strong>cers'07, Lyon, France, june<br />
10-14, 2007, 2099-2102<br />
�Advanced hybrid packaged piezoelectric actuated<br />
MEMS-based tunable voltage controlled oscillator<br />
AL AHMAD M., LOYEZ C., ROLLAND N.,<br />
PLANA R., ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 37th European Microwave<br />
Conference, EuMC 2007, Munich, Germany,<br />
october 9-12, 2007, 118-121, ISBN 978-2-87487-<br />
001-9<br />
�An impulse response model for the 60 GHz<br />
channel based on spectral techniques of a-stable<br />
processes<br />
AZZAOUI N., CLAVIER L.<br />
Proceedings of the 2007 IEEE International<br />
Conference on Communications, ICC 2007,<br />
Glasgow, Scotland, UK, june 24-28, 2007, 5040-<br />
5045, ISBN 1-4244-0353-7<br />
�Blind equalization applied to radio over fiber<br />
system for 60 GHz high data rate WLAN<br />
ZAOUCHE A., LOYEZ C., LETHIEN C.,<br />
ROLLAND N., ROLLAND P.A., DAYOUB I.,<br />
ROUVAEN J.M.<br />
Proceedings of the 4th International Conference on<br />
Sciences of Electronics, Technologies of<br />
Information and Telecommunications, SETIT 2007,<br />
Hammamet, Tunisia, march 25-29, 2007<br />
26
�Mechanical and electrical characterization of<br />
benzocyclobutene membrane packaging<br />
SEOK S., ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 57th Electronic Components and<br />
Technology Conference, ECTC 2007, Reno, NV,<br />
USA, may 29-june 1, 2007, 1685-1689, ISBN 1-<br />
4244-0985-3<br />
�Modeling multiple access interference in ad hoc<br />
networks based on IR-UWB signals up-converted<br />
to 60 GHz<br />
EL GHANNUDI H.,CLAVIER L., ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 2007 European Conference on<br />
Wireless Technologies, ECWT 2007, Munich,<br />
Germany, october 8-10, 2007, 106-109, ISBN 978-<br />
2-87487-003-3<br />
�UWB transmitter in BiCMOS SiGe 0.13 μm<br />
technology for 60 GHz WLAN communication<br />
DEVULDER M., DEPARIS N., TELLIEZ I.,<br />
PRUVOST S., DANNEVILLE F., ROLLAND N.,<br />
ROLLAND P. A.<br />
Proceedings of the 2007 IEEE International<br />
Conference on Ultra-Wideband, ICUWB 2007,<br />
Singapore, Singapore, september 24-26, 2007, 432-<br />
435, ISBN 978-1-4244-0521-3<br />
�UWB-IR in MMW band with pulsed-injected<br />
locked oscillator<br />
DEPARIS N., LOYEZ C., ROLLAND N.,<br />
ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 2007 European Ultra Wide Band<br />
Radio Technology Workshop, UWB 2007,<br />
Grenoble, France, may 10-11, 2007<br />
� (Cl2:Ar) ICP/RIE dry etching of Al(Ga)Sb for<br />
AlSb/InAs HEMTs<br />
LEFEBVRE E., BORG M., MALMKVIST M.,<br />
GRAHN J., DESPLANQUE L., WALLART X.,<br />
ROELENS Y., DAMBRINE G., CAPPY A.,<br />
BOLLAERT S.<br />
Proceedings of the 19th International Conference<br />
on Indium Phosphide and Related Materials,<br />
IPRM’07, Japan, may 14-18, 2007, 125-128<br />
�Characterization of insulated gate-gate versus<br />
Schottky-gate InAs/AlSb HEMTs<br />
MALMKVIST M., LEFEBVRE E., BORG M.,<br />
DESPLANQUE L., WALLART X., DAMBRINE<br />
G., BOLLAERT S., GRAHN J.<br />
Proceedings of the 2nd European Microwave<br />
Integrated Circuits Conference, EuMIC 2007,<br />
Munich, Germany, october 8-10, 2007<br />
�DC and RF performance of 0.2-2.4 µm gate length<br />
InAs/AlSb HEMTs<br />
BORG M., LEFEBVRE E., MALMKVIST M.,<br />
DESPLANQUE L, WALLART X., ROELENS Y.,<br />
DAMBRINE G, CAPPY A, BOLLAERT S,<br />
GRAHN J.<br />
Proceedings of the 19th International Conference<br />
on Indium Phosphide and Related Materials,<br />
IPRM’07, Matsue, Japan, may 14-18, 2007, 67-70<br />
�Development of InAs/AlSb HEMT technology for<br />
high-frequency operation<br />
GRAHN J., LEFEBVRE E., BORG M.,<br />
MALMKVIST M., DESPLANQUE L.,<br />
WALLART X., ROELENS Y., DAMBRINE G.,<br />
CAPPY A., BOLLAERT S.<br />
Proceedings of the 31th Workshop on Compound<br />
Semicon<strong>du</strong>ctor Devices and Integrated Circuits<br />
held in Europe, WOCSDICE 2007, Venice, Italy,<br />
may 20-23, 2007<br />
�Comparison between 60-GHz UWB frequency<br />
mo<strong>du</strong>lation and UWB impulse-radio location<br />
systems<br />
BOCQUET M., OBEID N., LOYEZ C., LETHIEN<br />
C., BOUKOUR F., ROLLAND N.,HEDDEBAU M.<br />
Proceedings of the 5th European Radar Conference,<br />
EuRAD <strong>2008</strong>, Amsterdam, the Netherlands,<br />
october 30-31, <strong>2008</strong><br />
Poster<br />
�Millimeter up-converted UWB based positioning<br />
system<br />
BOCQUET M., LOYEZ C., BENLARBI-DELAÏ A.<br />
Proceedings of the 2005 Smart Objects Conference<br />
and European Symposium on Ambient Intelligence,<br />
SOC-EUSAI 2005, Grenoble, France, october 12-<br />
14, 2005, 293-296<br />
�Channel model and performance of ad hoc<br />
networks based on IR-UWB at 60 GHz<br />
BENDJABALLAH A., ELGHANNUDI H.,<br />
DEPARIS N., BOE A., CLAVIER L.<br />
Proceedings of the 4th ESA Workshop on<br />
Millimetre Wave Technology and Applications,<br />
TSMMW2006, MINT-MIS2006, Espoo, Finland,<br />
february 15-17, 2006<br />
�Efficient spreading code allocation strategy for a<br />
downlink MC-CDMA system in a time varying<br />
frequency selective channel<br />
EL GHAZI H., GARNIER C., DELIGNON Y.<br />
Proceedings of the 17th IEEE International<br />
Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio<br />
Communications, PIMRC 2006, Helsinki, Finland,<br />
september 11-14, 2006, 5 pp.<br />
�Quarter-wave patch antenna based on BCB<br />
polymer for sensor network applications<br />
SEOK S., ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 37th European Microwave<br />
Conference, EuMC 2007, Munich, Germany,<br />
october 9-12, 2007, 1417-1420<br />
�An optically powered radio over fiber remote unit<br />
using wavelength division multiplexing<br />
WAKE D., LETHIEN C., SION C., VILCOT J.P.,<br />
GOMES N.J.<br />
�Proceedings of the <strong>2008</strong> IEEE Topical Meeting on<br />
Microwave Photonics joint with Asia-Pacific<br />
Microwave Photonics Conference, IEEE<br />
MWP<strong>2008</strong>/APMP<strong>2008</strong>, Gold Coast, Australia,<br />
september 30-october 3, <strong>2008</strong><br />
�Millimeter-wave quarter-wave patch antenna on<br />
benzocyclobutene polymer<br />
SEOK S., ROLLAND N., ROLLAND P.A.<br />
Proceedings of the 38th European Microwave<br />
Conference, EuMC <strong>2008</strong>, Amsterdam, the<br />
Netherlands, october 28-30, <strong>2008</strong>.<br />
27
Bibliography of part B<br />
Articles in referred journals and book chapters<br />
• J. Cartigny, F. Ingelrest, D. Simplot-Ryl, and I.<br />
Stojmenovic. Localized LMST and RNG Based<br />
Minimum-energy Broadcast Protocols in Ad hoc<br />
Networks, Ad Hoc Networks, 2005, vol. 3, no 1, p.<br />
1–16.<br />
•C. Chaudet, G. Chelius, H. Meunier, and D.<br />
Simplot-Ryl. Adaptive Probabilistic NAV to<br />
Increase Fairness in Ad Hoc 802.11 MAC Layer,<br />
Ad Hoc & Sensor Wireless Networks, 2006, vol. 2,<br />
no 2, p. 105–125.<br />
• D. Deville, Y. Hodique, and I. Simplot-Ryl. Safe<br />
Collaboration in Extensible Operating Systems: A<br />
Study on Real Time Extensions, International<br />
Journal on Computers and Applications, 2005, vol.<br />
27, no 1, p. 20–26.<br />
•H. Frey, and D. Simplot-Ryl. Localized Topology<br />
Control Algorithm for Ad Hoc and Sensor<br />
Networks, chapter in: Handbook of Applied<br />
Algorithms: Solving Scientific, Engineering, and<br />
Practical Problems. John Wiley & Sons, 2007.<br />
• G. Grimaud, Y. Hodique, and I. Simplot-Ryl. On<br />
the Use of Metatypes for Safe Embedded Operating<br />
System Extension. International Journal of Parallel,<br />
Emergent and Distributed Systems (IJPEDS), 2007,<br />
vol. 22, no 1, p. 1–13.<br />
•H. Guo, F. Ingelrest, D. Simplot-Ryl, and I.<br />
Stojmenovic. Broadcasting in Ad Hoc and Sensor<br />
Networks, chapter in: The Handbook of Computer<br />
Networks, John Wiley & Sons, 2007.<br />
• F. Ingelrest, D. Simplot-Ryl, and I. Stojmenovic.<br />
Routing and Broadcasting in Hybrid Ad Hoc and<br />
Sensor Networks. chapter in: Handbook on<br />
Theoretical and Algorithmic Aspects of Sensor, Ad<br />
Hoc Wireless, and Peer-to-Peer Networks, CRC<br />
Press, 2005.<br />
• F. Ingelrest, D. Simplot-Ryl, and I. Stojmenovic.<br />
Energy Efficient Broadcasting in Wireless Mobile<br />
Networks, chapter in: Resource Management in<br />
Wireless Networking, Kluwer, 2005.<br />
•F. Ingelrest, D. Simplot-Ryl, and I. Stojmenovic.<br />
Optimal Transmission Radius for Energy Efficient<br />
Broadcasting Protocols in Ad Hoc Networks, IEEE<br />
Transactions on Parallel and Distributed Systems,<br />
2006, vol. 17, no 6, p. 536–547.<br />
•A. Micic, A. Nayak, D. Simplot-Ryl, and I.<br />
Stojmenovic. A Hybrid Randomized Protocol for<br />
RFID Tag Identification, Sensor Review, 2006, vol.<br />
26, no 2, p. 147–154.<br />
•F. Ovalle-Martinez, A. Nayak, I. Stojmenovic, J.<br />
Carle, and D. Simplot-Ryl. Area Based Beaconless<br />
Reliable Broadcasting in Ad Hoc and Sensor<br />
Networks, International Journal of Sensor<br />
Networks, 2006, vol. 1, no 1-2, p. 20–33.<br />
•D. Simplot-Ryl, I. Stojmenovic, and J. Wu. Energy<br />
Efficient Backbone Construction, Broadcasting, and<br />
Area Coverage in Sensor Networks, chapter in:<br />
Handbook of Sensor Networks, John Wiley &<br />
Sons, New York, 2005.<br />
Publications in Conferences and Workshops<br />
•N. BEL-HADJ-AISSA, D. GHINDICI, G. GRIMAUD,<br />
AND I. SIMPLOT-RYL. Contracts as a support to<br />
static analysis of open systems, in Proc. The First<br />
Workshop on Formal Languages and Analysis of<br />
Contract-Oriented Software, Oslo, Norway, 2007.<br />
•N. BEL-HADJ-AISSA, G. GRIMAUD, AND V.<br />
BENONY. Bringing Worst Case Execution Time<br />
Awareness to an Open Smart Cards OS, in Proc.<br />
13th IEEE Conf. on Embedded and Real-Time<br />
Computing Systems and Applications (RTCSA<br />
2007), Daegu, Korea, 2007. .<br />
•N. BEL-HADJ-AISSA, G. GRIMAUD, AND D.<br />
SIMPLOT-RYL. A Distributed and Verifiable Loop<br />
Bounding Algorithm for WCET Computation on<br />
Constrained Embedded Systems, in: Proc. 14th<br />
International Conference on Real-Time and<br />
Network Systems (RTNS2006), Poitiers, France,<br />
2006. .<br />
•M. BOLIC, M. LATTEUX, AND D. SIMPLOT-RYL.<br />
Framed Aloha Based Anti-collision Protocol for<br />
RFID Tags, in: Proc. 1st ACM Workshop on<br />
Convergence of RFID and Wireless Sensor<br />
Networks and their Applications (SenseID 2007),<br />
Sydney, Australia, 2007.<br />
• J. CARLE, A. GALLAIS, AND D. SIMPLOT-RYL.<br />
Area coverage in wireless sensor networks based on<br />
surface coverage relay dominating sets, in: Proc.<br />
10th IEEE Symposium on Computers and<br />
Communications (ISCC 2005), Cartagena, Spain,<br />
2005.<br />
•J. CARLE, A. GALLAIS, D. SIMPLOT-RYL, AND I.<br />
STOJMENOVIC. Localized Sensor Area Coverage<br />
with Low Communication Overhead, in: Proc. 5th<br />
Scandinavian Workshop on Wireless Ad-hoc<br />
Networks (ADHOC’05), Stockholm, Sweden, 2005.<br />
•C. CHAUDET, G. CHELIUS, H. MEUNIER, AND D.<br />
SIMPLOT-RYL. Adaptive Probabilistic NAV to<br />
Increase Fairness in Ad Hoc 802.11 MAC Layer,<br />
in: Proc. 4th IFIP Mediterranean Ad Hoc<br />
Networking Workshop (MED-HOC-NET 2005), Ile<br />
de Porquerolles, France, Lecture Notes in Computer<br />
Science, Springer-Verlag, Berlin, 2005.<br />
•E. CHAVEZ, N. MITTON, AND H. TEJEDA. Routing<br />
in Wireless Networks with Position Trees, in: Proc.<br />
6th Int. Conf. on AD-HOC Networks & Wireless<br />
(Ad Hoc Now’07), Morelia, Mexico, 2007.<br />
•A. COURBOT, G. GRIMAUD, J.-J. VANDEWALLE,<br />
AND D. SIMPLOT-RYL. Application-Driven<br />
Customization of an Embedded Java Virtual<br />
Machine, in: Proc. Second International<br />
Symposium on Ubiquitous Intelligence and Smart<br />
Worlds (UISW2005), Nagasaki, Japan, Lecture<br />
Notes in Computer Science, Springer-Verlag,<br />
Berlin, 2005.<br />
28
•A. COURBOT, M. PAVLOVA, G. GRIMAUD, AND J.-J.<br />
VANDEWALLE A Low-Footprint Java-to-Native<br />
Compilation Scheme Using Formal Methods, in:<br />
Proc. 7th Smart Card Research and Advanced<br />
Application IFIP Conference (CARDIS’06),<br />
Tarragona, Spain, Lecture Notes in Computer<br />
Science, Springer-Verlag, Berlin, 2006.<br />
•E.H. ELHAFSI, N. MITTON, AND D. SIMPLOT-RYL.<br />
Cost over Progress Based Energy-efficient Routing<br />
Protocol over Virtual Coordinates in Wireless<br />
Sensor Networks, in: Proc. IEEE Int. Workshop:<br />
From Theory to Practice in Wireless Sensor<br />
Networks (t2pWSN 2007), Helsinki, Finland, 2007.<br />
•E.H. ELHAFSI, AND D. SIMPLOT-RYL. Forward<br />
Routing for Energy-Aware Wireless Networks, in:<br />
Proc. 3rd International Conference on Mobile Adhoc<br />
and Sensor Networks (MSN 2007), Beijing,<br />
China, 2007.<br />
•A. GALLAIS, AND J. CARLE. An Adaptive Localized<br />
Algorithm for Multiple Sensor Area Coverage, in:<br />
Proc. IEEE 21st Int. Conf. on Advanced<br />
Information Networking and Applications (AINA<br />
2007), Niagara Falls, Canada, 2007.<br />
•A. GALLAIS, J. CARLE, D. SIMPLOT-RYL, AND I.<br />
STOJMENOVIC. Ensuring K-Coverage in Wireless<br />
Sensor Networks under Realistic Physical Layer<br />
Assumptions, in: PROC. 5TH IEEE CONFERENCE ON<br />
SENSORS (SENSORS 2006), Daegu, Korea, 2006.<br />
•A. GALLAIS, J. CARLE, D. SIMPLOT-RYL, AND I.<br />
STOJMENOVIC. Localized sensor area coverage with<br />
low communication overhead, in: Proc. 4h Annual<br />
IEEE International Conference on Pervasive<br />
Computing and Communications (PerCom 2006),<br />
Pisa, Italy, 2006.<br />
•A. GALLAIS, F. INGELREST, J. CARLE, AND D.<br />
SIMPLOT-RYL. Preserving Area Coverage in Sensor<br />
Networks with a Realistic Physical Layer, in: Proc.<br />
26th Annual IEEE Conf. on Computer<br />
Communications (INFOCOM 2007), Anchorage,<br />
Alaska, 2007, short paper.<br />
•A. GALLAIS, H. PARVERY, J. CARLE, J.-M. GORCE,<br />
AND D. SIMPLOT-RYL. Efficiency Impairment of<br />
Wireless Sensor Networks Protocols under<br />
Realistic Physical Layer Conditions, in: Proc. 10th<br />
IEEE International Conference on Communication<br />
Systems (ICCS 2006), Singapore, 2006.<br />
• D. GHINDICI, G. GRIMAUD, AND I. SIMPLOT-RYL.<br />
Embedding Verifiable Information Flow Analysis,<br />
in: Proc. Annual Conference on Privacy, Security<br />
and Trust (PST06), Toronto, Canada, 2006.<br />
• D. GHINDICI, G. GRIMAUD, AND I. SIMPLOT-RYL.<br />
An information flow verifier for small embedded<br />
systems, in: Proc. Workshop in Information<br />
Security Theory and Practices 2007, Smart Cards,<br />
Mobile and Ubiquitous Computing Systems,<br />
Heraklion, Crete, 2007, LNCS, vol. 4462, pp. 189–<br />
201.<br />
•D. GHINDICI, G. GRIMAUD, I. SIMPLOT-RYL, I.<br />
TRAORE, AND Y. LIU. Integrated Security<br />
Verification and Validation: Case Study, in: Proc.<br />
2nd IEEE LCN Workshop on Network Security<br />
(WNS 2006), Tampa, Florida, 2006.<br />
•G. GRIMAUD, Y. HODIQUE, AND I. SIMPLOT-RYL. A<br />
verifiable lightweight escape analysis supporting<br />
creational design patterns for small embedded<br />
systems, in: Proc. 2007 IEEE International<br />
Symposium on Ubisafe Computing (UbiSafe-07),<br />
Niagara Falls, Ontario, Canada, 2007, IEEE<br />
Computer Society, pp. 440–447.<br />
•L. GOMEZ, L. MORARU, D. SIMPLOT-RYL, AND K.<br />
WRONA. Using Sensor and Location Information<br />
for Context-Aware Access Control, in: PROC.<br />
INTERNATIONAL CONFERENCE ON “COMPUTER AS A<br />
TOOL” (EUROCON 2005), Belgrade, Serbia &<br />
Montenegro, 2005.<br />
•B. GONCALVES, N. MITTON, AND I. GUÉRIN-<br />
LASSOUS. Comparison of two Self-Organization<br />
and Hierarchical Routing Protocols for Ad Hoc<br />
Networks, in: Proc. 2nd International Conference<br />
on Mobile Ad-hoc and Sensor Networks (MSN<br />
2006), Hong-Kong, China, 2006.<br />
•G. GRIMAUD, Y. HODIQUE, AND I. SIMPLOT-RYL.<br />
Secure Extensible Type System for Efficient<br />
Embedded Operating System by Using Metatypes,<br />
in: Proc. 1st International Workshop on System and<br />
Networking for Smart Objects (SaNSO 2005),<br />
Fukuoka, Japan, IEEE Press, 2005.<br />
•G. GRIMAUD, Y. HODIQUE, AND I. SIMPLOT-RYL.<br />
Can small and open embedded systems benefit<br />
from escape analysis? , in: Proc. Workshop on<br />
Implementation, Compilation, Optimization of<br />
Object-Oriented Languages, Programs and Systems<br />
(ICOOOLPS’2006), 2006.<br />
•G. GRIMAUD, K. MARQUET, AND D. SIMPLOT-RYL.<br />
Optimization of the Root Set for Object-Oriented<br />
Memory Management of Smart Objects, in: Proc.<br />
11th ECOOP Workshop on Mobile Object Systems<br />
(ECOOP-MOS-11), Glasgow, UK, 2005.<br />
•H. GUO, F. INGELREST, D. SIMPLOT-RYL, AND I.<br />
STOJMENOVIC. Performance Evaluation of<br />
Broadcasting Protocols for Ad Hoc and Sensor<br />
Networks, in: Proc. 4th IFIP Mediterranean Ad<br />
Hoc Networking Workshop (MED-HOC-NET<br />
2005), Ile de Porquerolles, France, Lecture Notes in<br />
Computer Science, Springer-Verlag, Berlin, 2005.<br />
• M. HAUSPIE, AND I. SIMPLOT-RYL. Cooperation in<br />
Ad Hoc Networks: Enhancing the Virtual Currency<br />
Based Models, in: Proc. 1st ACM International<br />
Conference on Integrated Internet Ad hoc and<br />
Sensor Networks (InterSense 2006), Nice, France,<br />
2006.<br />
29
•M. HAUSPIE, AND I. SIMPLOT-RYL. Enhancing<br />
Nodes Cooperation in Ad Hoc Networks, in: Proc.<br />
4th Annual Conference on Wireless On demand<br />
Network Systems and Services (WONS 2007),<br />
Obergurgl, Austria, IEEE Press, 2007.<br />
•A. HONORÉ, H. MEUNIER, G. GRIMAUD, AND D.<br />
SIMPLOT-RYL. Efficient Packet Sche<strong>du</strong>ler For<br />
Wireless Ad Hoc Networks With Switched Beam<br />
Antennas, in: Proc. IEEE 20th International<br />
Conference on Advanced Information Networking<br />
and Applications (AINA 2006), Vienna, Austria,<br />
2006.<br />
•K. HUNG, B. BENSAOU, J. ZHU, AND F. NAÏT-<br />
ABDESSELAM. Maximum Data Collection Least-<br />
Cost Routing in Energy Constrained Wireless<br />
Sensor Networks, in: Proc. 31st Annual IEEE<br />
Conference on Local Computer Networks (LCN<br />
2006), Tampa, Florida, USA, 2006.<br />
• K. HUNG, J. ZHU, B. BENSAOU, AND F. NAÏT-<br />
ABDESSELAM. Energy-Aware Fair Routing in<br />
Wireless Sensor Networks with Maximum Data<br />
Collection, in: Proc. IEEE International<br />
Conference on Communications (ICC 2006),<br />
Istanbul, Turkey, 2006.<br />
• F. INGELREST, N. MITTON, AND D. SIMPLOT-RYL.<br />
A Turnover based Adaptive HELLO Protocol for<br />
Mobile Ad Hoc and Sensor Networks, in: Proc.<br />
15th Annual Meeting of the IEEE International<br />
Symposium on Modeling, Analysis, and Simulation<br />
of Computer and Telecommunication Systems<br />
(MASCOTS 2007), Istanbul, Turkey, 2007.<br />
•F. INGELREST, AND D. SIMPLOT-RYL. Localized<br />
Broadcast Incremental Power Protocol for Wireless<br />
Ad Hoc Networks, in: Proc. 10th IEEE Symposium<br />
on Computers and Communications (ISCC 2005),<br />
Cartagena, Spain, June 2005.<br />
• F. INGELREST, AND D. SIMPLOT-RYL. Maximizing<br />
the Probability of Delivery of Multipoint Relay<br />
Broadcast Protocol in Wireless Ad Hoc Networks<br />
with a Realistic Physical Layer, in: Proc. 2nd<br />
International Conference on Mobile Ad-hoc and<br />
Sensor Networks (MSN 2006), Hong Kong, China,<br />
2006, Best student paper award.<br />
•F. INGELREST, D. SIMPLOT-RYL, AND I.<br />
STOJMENOVIC. Broadcasting in Hybrid Ad Hoc<br />
Networks, in: Proc. 2nd Annual Conference on<br />
Wireless On demand Network Systems and Services<br />
(WONS 2005), St. Moritz, Switzerland, IEEE Press,<br />
2005, p. 131–138.<br />
•F. INGELREST, D. SIMPLOT-RYL, AND I.<br />
STOJMENOVIC. Smaller Connected Dominating Sets<br />
in Ad Hoc and Sensor Networks based on Coverage<br />
by Two-Hop Neighbors, in: Proc. 2nd International<br />
Conference on Communication System Software<br />
and Middleware, Bangalore, India, 2007.<br />
•F. KHADAR , D. SIMPLOT-RYL. Connectivity and<br />
topology control in wireless ad hoc networks with<br />
realistic physical layer, in: Proc. Third<br />
International Conference on Wireless and Mobile<br />
Communications (ICWMC 07), Guadeloupe, French<br />
Caribbean, 2007.<br />
•X. LI, A. NAYAK, I. RYL, D. SIMPLOT, AND I.<br />
STOJMENOVIC. Secure Mobile Ad hoc Routing, in<br />
Proc. 3rd IEEE Int. Workshop on Heterogeneous<br />
Wireless Networks (HWISE 2007), Niagara Falls,<br />
Canada, 2007, IEEE Press, pp. 737–742.<br />
•K. MARQUET, A. COURBOT, AND G. GRIMAUD.<br />
Ahead of Time Deployment in ROM of a Java-OS,<br />
in: Proc. 2nd International Conference on<br />
Embedded Software and System (ICESS 2005),<br />
Xi’an, China, 2005.<br />
•K. MARQUET, AND G. GRIMAUD. A DSL Approach<br />
for Object memory Management of Small Devices,<br />
in: Proc. Workshop on Programming Languages<br />
and Operating Systems (PLOS 2007), Stevenson,<br />
Washington, USA, 2007.<br />
•K. MARQUET, AND G. GRIMAUD. Garbage<br />
Collection for Tiny Devices: A Complexity Study,<br />
in: Proc. International Conference on Sensor<br />
Technologies and Applications (SENSORCOMM<br />
2007),Valencia, Spain, 2007.<br />
•K. MARQUET, AND G. GRIMAUD. An object<br />
memory management solution for small devices<br />
with heterogeneous memories, in: Proc. 5th<br />
Workshop on Intelligent Solutions in Embedded<br />
Systems (WISES’07), Madrid, Spain, 2007.<br />
• K. MARQUET AND G. GRIMAUD. A DSL approach<br />
for object memory management of small devices,<br />
in: Proc. International Conference on Principles<br />
and Practice of Programming In Java (PPPJ<br />
2007), Lisboa, Portugal, 2007.<br />
•A. MICIC, A. NAYAK, D. SIMPLOT-RYL, AND I.<br />
STOJMENOVIC. A Hybrid Randomized Protocol for<br />
RFID Tag Identification, in: Proc. IEEE<br />
International Workshop on Next Generation<br />
Wireless Networks 2005 (IEEE WoNGeN’05), Goa,<br />
India, 2005.<br />
•L. MORARU, AND D. SIMPLOT-RYL. QoS<br />
Preserving Topology Advertising Re<strong>du</strong>ction for<br />
OLSR Routing Protocol for Mobile Ad Hoc<br />
Networks, in: Proc. 3rd Annual Conference on<br />
Wireless On demand Network Systems and Services<br />
(WONS 2006), Les Ménuires, France, 2006.<br />
• F. NAÏT-ABDESSELAM, B. BENSAOU, AND J. YOO.<br />
Detecting and Avoiding Wormhole Attacks in<br />
Optimized Link State Routing Protocol. in: Proc.<br />
IEEE Wireless Communications and Networking<br />
Conference (WCNC 2007), Hong Kong, China,<br />
2007.<br />
• F. NAÏT-ABDESSELAM, B. BENSAOU, T. SOETE,<br />
AND K-L. HUNG. O-MAC: An Organized Energyaware<br />
MAC Protocol for Wireless Sensor<br />
Networks, in: Proc. IEEE Int. Conf. on<br />
Communications (ICC 2007), Glasgow, United<br />
Kingdom, 2007.<br />
30
•F. OVALLE-MARTINEZ, A. NAYAK, I.<br />
STOJMENOVIC, J. CARLE, AND D. SIMPLOT-RYL.<br />
Area Based Beaconless Reliable Broadcasting in<br />
Ad Hoc and Sensor Networks, in: Proc. AlgoSensor<br />
2006, Venice, Italy, 2006.<br />
•T. RAZAFINDRALAMBO, AND N. MITTON. Analysis<br />
of the Impact of Hello Protocol Parameters over a<br />
Wireless Network Self-Organization, in: Proc. 4th<br />
ACM International Workshop on Performance<br />
Evaluation of Wireless Ad Hoc, Sensor, and<br />
Ubiquitous Networks (PE-WASUN 2007), Chania,<br />
Crete Island, Greece, 2007.<br />
•D. SIMPLOT-RYL, AND I. SIMPLOT-RYL.<br />
Connectivity Preservation and Key Distribution in<br />
Wireless Sensor Networks, in: Proc. 3rd<br />
International Conference on Ubiquitous<br />
Intelligence and Computing (UIC 2006), Wuhan<br />
and Three Gorges, China, J. Ma, H. Jin, L. Yang, J.<br />
Tsai (editors), Lecture Notes in Computer Science,<br />
Springer-Verlag, Berlin, 2006, vol. 4159, p. 988-<br />
997.<br />
•M. TAÏFOUR, F. NAÏT-ABDESSELAM, AND D.<br />
SIMPLOT-RYL. Neighbourhood Backoff Algorithm<br />
for Optimizing Bandwidth in Single Hop Wireless<br />
Ad-Hoc Networks, in: Proc. 3rd IEEE<br />
International Workshop on Mobility Management<br />
and Wireless Access (MobiWac 2005), Maui,<br />
Hawaii, USA, 2005.<br />
•M. TAÏFOUR, F. NAÏT-ABDESSELAM, AND D.<br />
SIMPLOT-RYL. RC-MAC: Re<strong>du</strong>ced Collision MAC<br />
for Bandwidth Optimization in Wireless Local Area<br />
Networks, in: Proc. ACS/IEEE Int. Conf. on<br />
Computer Systems and Applications (AICCSA<br />
2007), Amman, Jordan, 2007.<br />
•T. TALEB, F. NAÏT-ABDESSELAM, A. JAMALIPOUR,<br />
K. HASHIMOTO, N. KATO, AND Y. NEMOTO. Design<br />
Guidelines for a Global and Self-Managed LEO<br />
Satellites-Based Sensor Network, in: Proc. 49th<br />
annual IEEE Global Telecommunications<br />
Conference (GLOBECOM 2006), San Francisco,<br />
California, USA, 2006.<br />
•T. WATTEYNE, D. SIMPLOT-RYL, I. AUGÉ-BLUM,<br />
AND M. DOLHER. On Using Virtual Coordinates for<br />
Routing in the Context of Wireless Sensor<br />
Networks, in: Proc. 18th Annual IEEE Int. Symp.<br />
on Personal, Indoor and Mobile Radio<br />
Communications (PIMRC’07), Athen, Greece,<br />
2007.<br />
•J. ZHU, K. HUNG, B. BENSAOU, AND F. NAÏT-<br />
ABDESSELAM. Tradeoff between Network Lifetime<br />
and Fair Rater Allocation in Wireless Sensor<br />
Networks with Multi-path Routing, in: Proc. 9th<br />
ACM-IEEE International Symposium on Modeling,<br />
Analysis and Simulation of Wireless and Mobile<br />
Systems (MSWiM 2006), Malaga, Spain, 2006.<br />
31
Intro<strong>du</strong>ction<br />
Axis 2: New Photonics devices.<br />
During these last four years, the research themes of the Photonic Group have highly<br />
evolved: they were restructured around the technology centre devoted to the study and the<br />
realization of Photonic Crystal Fibre (PCF). The technological platform, implemented <strong>du</strong>ring<br />
January 2007 in the IRCICA building, gathers several original equipments dedicated to the<br />
fabrication of photonic fibres. Combined to the available characterisation and modelling tools,<br />
these equipments make of this technological platform a unique site in France which is also in<br />
the first rank in Europe. The researches focus on the development of new optical fibres<br />
aiming to master the optical properties of light or to achieve new sources of light. These<br />
activities required the structuring of the Photonic Group into four interconnected axes of<br />
research:<br />
Optical materials for the fabrication of PCF<br />
Optical characterisation of PCF<br />
Modelling of PCF and nanostructures<br />
Study and characterisation of new optical components<br />
The scientific results of these axes were noticed by the academic community and led to<br />
several invited talks in international conferences and also to publications in interdisciplinary<br />
magazines of a wide distribution (Biophotonics International, Futura Sciences, Photonics<br />
Spectra, le journal <strong>du</strong> CNRS, Images de la Physique ...). The great quality of both results and<br />
skills draws also the attention of the in<strong>du</strong>strial environment, as proof the joint laboratory in<br />
the process of creation with Draka, second world pro<strong>du</strong>cer of optical fibres. The development<br />
of this research carries on within the framework of an international sharp competition where<br />
important centres continue to innovate, as it is the case in Germany with the creation of a new<br />
research axis in the Max Planck Institute of Erlangen directed by Philip Russell and dedicated<br />
to PCF and optical materials.<br />
32
Axis 2 part A) Fibres lasers<br />
Permanent Staff: L. Bigot, G. Bouwmans, M. Douay<br />
Non Permanent Staff : V. Pureur (2005-<strong>2008</strong>), V.G. Truong (2006-2007)<br />
Objectives<br />
The objective of this action is to realize optical fibre<br />
lasers/amplifiers presenting unusual emission<br />
properties. To this aim, two approaches are developed:<br />
• First, we investigate the possibility to combine<br />
micro-structured fibres geometry to optically<br />
active doping<br />
• Second, we test non-conventional optically<br />
active doping in conventional fibres<br />
Outstanding results<br />
In the first case, the idea is to benefit from the original<br />
guiding properties of micro-structured fibres in order to<br />
modify the emission properties of well-known optically<br />
active ions as, for examples, rare-earth ions. As an<br />
example, we demonstrated the interest to combine Yb 3+<br />
doping to Solid Core Photonic Bandgap geometry in<br />
order to longitudinally filter the emission spectrum of<br />
the rare-earth ion. More precisely, it has been possible<br />
to make the system working in a three-levels<br />
configuration instead of the natural four-level one. We<br />
then obtained laser emission around 980 nm without<br />
unwanted emission at longer wavelengths.<br />
In the second case, we investigate the optical properties<br />
of ions that can be considered as exotic when compared<br />
to what is commonly presented in optical fibre<br />
community. For example, we synthesized various kinds<br />
of bismuth-doped single-mode fibres to obtain laser<br />
action around 1200 nm, a wavelength domain not<br />
covered by rare-earth ions [I. Razdobreev et al, Appl.<br />
Phys. Lett. 90, 03103 (2007)]. In combination with<br />
efficient frequency doubling, the development of lasers<br />
emitting in the 1150-1300 nm wavelength range will<br />
allow construction of efficient visible lasers sources, in<br />
particular in the 570-590 nm band that is very<br />
promising for various medical applications (see Figure<br />
1 beside that present output laser performances of a<br />
frequency doubled bismuth fibre laser) [A.B. Rulkov et<br />
al, Optics Express, 19, 5473 (2007)]. It is worth<br />
noticing that such medical applications are connected<br />
to the strong absorption band of two forms of<br />
haemoglobin (deoxyhemoglobin and oxyhemoglobin)<br />
in the “yellow-orange” spectral range.<br />
Figure 1 : Output Laser performances of a frequency<br />
doubled bismuth fibre laser.<br />
We now plan to push forward the preliminary results<br />
obtained on bismuth-doped materials to propose<br />
efficient fibre laser sources in the near infrared and in<br />
the visible. Concerning Photonic Bandgap fibres, we<br />
are now working on the geometry of the fibres in order<br />
to realize large mode area fibre lasers and propose<br />
solution for pulsed laser applications taking benefit of<br />
the original chromatic dispersion properties of these<br />
fibres [V. Pureur et al, Appl. Phys. Lett. 92, 061113<br />
(<strong>2008</strong>)].<br />
Collaborations<br />
- CERLA - CNRS/Université Lille1<br />
- Femtosecond Optics Group – Imperial College<br />
London (London, UK)<br />
- LPCML – CNRS/Université Lyon1<br />
(Lyon, France)<br />
Support: ANR FOCALASE (2005-<strong>2008</strong>)<br />
33
AXIS 2: Part B) Photonic Crystal Fiber Modeling<br />
Permanent Staff : Y. Quiquempois, M. Perrin<br />
Non permanent Staff : V. Pureur, A. Betourne, C. Baskiotis<br />
Objectives :<br />
The aim of the PCF modelling activities @ IRCICA<br />
is double: (i) developing efficient numerical tools<br />
for an accurate modelling of the optical properties<br />
of PCF, and (ii) find new PCF structures for<br />
original applications in linear and nonlinear<br />
photonics. PCF is costly in this research framework<br />
and numerical modelling must be developed in<br />
order to validate the ideas before any technical<br />
realization.<br />
Outstanding results :<br />
To model efficiently and accurately the optical<br />
properties of PCF, two efficient methods have been<br />
mainly used: the Plane Wave Expansion Method<br />
(PWEM) for photonic bandgaps diagram<br />
calculation, and the Full Vectorial Finite Element<br />
Method (FVFEM) for computing the optical<br />
properties of PCF (like effective index and losses).<br />
Both methods take advantage of high performance<br />
computing in a cluster environment since full<br />
vectorial simulations in such microstructured fibres<br />
are both memory (>4 Go) and time (need of parallel<br />
computing) consuming. The numerical tools have<br />
allowed us to improve the comprehension of the<br />
guiding mechanisms and to develop new fibre<br />
structures.<br />
1- New hybrid fibers for linear and nonlinear<br />
applications<br />
Comprehension of guidance mechanisms in<br />
bandgap fibers has allowed us to develop new<br />
transverse structures with larger and deeper<br />
bandgaps, by combining nanoscale air-holes within<br />
a triangular lattice of high index inclusions (see Fig.<br />
1). This structure exhibit better confinement losses,<br />
bending losses and under some conditions allows<br />
the light to be guided both by PBG effect and<br />
MTIR (Modified Total Internal Reflection)<br />
guidance at different wavelengths [M. Perrin, et al –<br />
Opt. Exp. 15 (21) 13783 (2007); Brevet en cours<br />
(Juillet 2007)]. In such structures, and for the first<br />
time to our best knowledge, the fundamental mode<br />
that propagates in the first bandgap can be phasematched<br />
with another fundamental mode that can<br />
exist in the MTIR region and for second- and thirdharmonic<br />
generation (See Fig. 2). Theses fibres can<br />
then be used instead of conventional nonlinear<br />
crystals that make the realisation of compact and<br />
robust sources possible. Such fibres can be used in<br />
new recent exciting research fields like quantum<br />
optics for photon pair or photon triplet generation<br />
where conventional crystals suffer from low<br />
conversion rates.<br />
Fig. 1: Left: Transverse index structure of a Photonic<br />
Bandgap fiber allowing frequency doubling or frequency<br />
tripling. Right: example of a BandGap diagram (bandgap:<br />
dashed regions). Effective indices are shown (triangles<br />
and crosses) for the modes in the first Bandgap and the<br />
mode guided by MTIR effect.<br />
The idea here is to take advantage of the long<br />
length of the interaction in guided optics. It is<br />
noticeable that nano-holes of air (typically 100-<br />
200nm) are required to render possible this<br />
interaction and realisation is challenging with the<br />
actual technology.<br />
Fig. 2: Tunability of the phase matching condition. This<br />
figure indicates the pitch (hole to hole distance) for which<br />
the pump wavelength can be doubled or tripled.<br />
2- Noise and random structures.<br />
Noise in periodic lattice is studied with two aims:<br />
(i) what are the fabrication tolerances for PBG<br />
fibres to limit the increase of confinement losses<br />
<strong>du</strong>e to defects in the fabrication process, and (ii)<br />
does a random lattice of inclusions (cladding of a<br />
PBG fibre) exhibit bandgaps ?<br />
The first question has been answered [V. Pureur et<br />
al., J. Light. Tech. 25, p 3589 2007] and original<br />
effects have been enlighten: non-regular structures<br />
can exhibit less losses than the perfect one. The<br />
second one is under deeper investigation, but first<br />
results show that a bandgap structure remains open.<br />
34
AXIS 2 Part C) Nonlinear optical imaging systems of tissues based<br />
multicore optical fibres<br />
Permanent Staff: A. Kudlinski, G. Martinelli, Y . Quiquempois, M. Douay<br />
Objectives<br />
The project concerns an innovative and flexible<br />
optical imaging system dedicated to in vivo and in<br />
situ microscopy of living biological substances<br />
(eventually in freely living animal) through a<br />
specific optical fibre image guide. More<br />
particularly the system will suit the requirements of<br />
high resolution nonlinear imaging techniques such<br />
as two photon fluorescence microscopy, second and<br />
third harmonic generation microscopy, etc…<br />
Outstanding results<br />
In the present project we propose to shine<br />
biological tissues with pulses of high peak power<br />
whilst avoiding nonlinear effects in the fibre by<br />
means of a particular image guide and by using the<br />
properties of the so called discrete diffraction<br />
regime (see Fig. 1). The idea relies on i) the<br />
fabrication of a 2D compact array of weakly<br />
coupled optical waveguides embedded in a single<br />
fibre, ii) the coherent excitation of an ensemble of<br />
cores the coupling of which will lead at the fiber<br />
output to the focusing of their field on a single core.<br />
The spatial spreading of the input power on several<br />
cores will significantly raise the threshold for<br />
nonlinear propagation regime and will dramatically<br />
improve the multiphotonic excitation efficiency.<br />
Coherent<br />
excitation<br />
Multicore optical fibre<br />
Discrete<br />
focusing<br />
Fig. 1: Simulation of light propagating in the<br />
“discrete” multicore fiber<br />
Multicore optical fibres (with less than 10 cores)<br />
have already be designed, fabricated and then<br />
characterised. Discrete diffraction features in those<br />
fibres have been observed. An appropriate beam<br />
shaping will be implemented and will serve to<br />
demonstrate discrete focusing and discrete one to<br />
one imaging, first with CW radiation and then with<br />
femtosecond pulses. In the following step a<br />
scanning device will be added at the input to cover<br />
the entire section of the tissues to image. A<br />
complete nonlinear micro-endoscope will be built<br />
up. Its capabilities for nonlinear imaging will be<br />
demonstrated and its performance will be compared<br />
to the expectations of biologists and physicians.<br />
Expected results<br />
The project aims at the realisation of a first and<br />
complete micro-endoscope for nonlinear imaging<br />
with a discrete fibre (see Fig. 2). Power sharing<br />
among different input waveguides should permit to<br />
gain one order of magnitude on the current limits<br />
and should lead to an improved efficiency of<br />
nonlinear excitation of tissues. Below this ultimate<br />
application, there is a fundamental study of<br />
coherent propagation of light in discrete structures.<br />
Another aim of the project is thus to demonstrate<br />
for the first time a controlled discrete focusing of<br />
light.<br />
Fig. 2: Schematic representation of the final twophoton<br />
micro-endoscope<br />
35
AXIS 2 Part D) Opto-Electronic Oscillators based on photonic<br />
crystal fibres<br />
Permanent Staff: L. Bigot, G. Bouwmans, J. Chazelas, A.S. Daryoush, D. Decoster,<br />
M. Douay, , H-W. Li, Y. Quiquempois, J-P. Vilcot.<br />
Non Permanent Staff : G. Beck (2007-2010),M. Kaba.<br />
Objectives<br />
Concerning micro- and millimetre- wave over fibre<br />
systems, an alternative way generating the wireless<br />
carrier has been investigating by the way of optoelectronic<br />
oscillators (OEO). Such systems allow<br />
reaching very low phase noise levels (in the order<br />
of -140dBc/Hz @ 10kHz) which are, in a first<br />
approach, independent of generated frequency.<br />
Such numbers are related to the use of high quality<br />
resonator, in fact the use of some kms of fibre. The<br />
counterpart is that OEO performance is strictly<br />
dependent upon the characteristics of the fibre. The<br />
use of photonic crystal fibres with particular<br />
characteristics can so help improving the<br />
performance of OEO. We report a first study<br />
dealing with one of the main problems of OEO, i.e.<br />
their thermal stability. This study allied in close<br />
collaboration know-how of PhLAM researchers in<br />
the field of photonic crystal fibre and of IEMN<br />
researchers in the field of optoelectronic oscillators.<br />
Outstanding results<br />
The use of a solid-core photonic crystal fibre (SC-<br />
PCF) instead of a common monomode fibre (SMF-<br />
28) in the optical loop of an OEO working at 10<br />
GHz has been investigated. We focused on the<br />
thermal stability and not on the phase noise for this<br />
experiment and we used almost short fibre lengths:<br />
12.5 m of SMF-28 fibre and 56.5 m of SC-PCF.<br />
Taking into account that fibres did not get the same<br />
length, the SC-PCF based OEO showed a<br />
temperature sensitivity divided by a factor 3<br />
compared to the SMF-28 based one [M. Kaba et al,<br />
IEEE Microwave Magazine, Vol. 7(4), 7(4), pp. 38<br />
– 47 (2006)].<br />
The use of PCF in OEOs will be now pushed<br />
forward new functionalities regarding still<br />
temperature stability, using either hollow core or<br />
doped core fibres taking into account compensation<br />
of long fibres that are required achieving low phase<br />
noise values, and also generated frequency tuning<br />
(linked to fibre dispersion).<br />
Frequency (triangles) and index (squares) relative<br />
variation for SMF-28 (blue) and SC-PCF (red)<br />
based oscillators versus temperature.<br />
Collaborations<br />
Drexel University (Philadelphia (PA), US), Thales<br />
Airborne Systems (Elancourt, F),<br />
Support: ESA project #17739 "Assessment of<br />
schemes of optoelectronic microwave &<br />
millimetre-wave oscillator" (06/04 to 12/05)<br />
36
AXIS 2 Part E) Photo-assisted growth and optical properties of<br />
metallic and semicon<strong>du</strong>ctors nanostructures<br />
Permanent Staff: B. Capoen, M. Bouazaoui, L. Hay, Y. Quiquempois, L. Bigot<br />
Non Permanent Staff : R. Bernard, H. El Hamzaoui,<br />
Objectives<br />
This project focuses on the photo-assisted organized<br />
growth and the optical properties of metallic and<br />
semicon<strong>du</strong>cting nano-objects formed in thin films and<br />
bulk dielectric materials. Up to now, methods for<br />
structuring materials on a nano-scale have usually been<br />
based either on soft chemical processes for selforganization<br />
of nano-structures using the laws of<br />
hydrodynamics or a random precipitation of nanocrystals<br />
<strong>du</strong>ring thermal treatment. The project aims to<br />
master localization and organization of nano-crystallites<br />
and nano-wires in a dielectric matrix, controlling<br />
growth using an optical beam. The work should lead to<br />
many applications in the domain of optical<br />
telecommunications, displays and optical processing.<br />
Among potential applications, we mention RBG colour<br />
filters, polarisers, photonic band-gap devices (1D, 2D,<br />
3D), ultra-fast saturable absorbers and non-linear<br />
optical components.<br />
Outstanding results<br />
This action concerns the generation and the local<br />
control of nano-objects growth inside sol-gel or melted<br />
matrices by laser irradiation, eventually assisted by a<br />
heat-treatment. This project, begun in January 2007<br />
and involves several French research groups in Lille,<br />
Lyon, Saint-Etienne and Grenoble. In Lille, we<br />
demonstrated recently that CdS nanoparticles can be<br />
generated in the silica xerogels under UV irradiation<br />
combined with an appropriate heat-treatment (figure 1).<br />
CdS lines<br />
Figure 1: Photo-assisted growth of CdS lines in silica<br />
xerogels.<br />
Semicon<strong>du</strong>ctors nanoparticles were also generated both<br />
in zirconia thin films by two photons absorption (TPA)<br />
using a femtosecond laser. In this case, the evolution of<br />
the CdS emission as a function of time irradiation<br />
showed clearly that TPA processes are responsible of<br />
the NP formation.<br />
Gold nanoparticles could also be pro<strong>du</strong>ced inside<br />
silicate melted glasses. In these experiences, the<br />
volume of the matrix, containing only 0.33 mol% of<br />
Au2O3, is first irradiated by the focused beam of a<br />
femtosecond laser in order to generate defects. These<br />
defects act like nucleation centres that allow the<br />
re<strong>du</strong>ction of gold metal <strong>du</strong>ring a subsequent thermal<br />
treatment. The gold surface plasmon (SP) peak then<br />
appears around 550nm. We have shown that if a<br />
second irradiation, using nanosecond laser at 532 nm,<br />
is performed in parallel of this heat-treatment, the SP<br />
band can be shifted toward the blue, attesting a size or<br />
a shape modification of the NP. Thus, it could be<br />
possible to localize the metal NP and then tune their<br />
optical properties by using different optical beams.<br />
Similar investigations are being performed on sol-gel<br />
SiO2:Au materials (Figure 2).<br />
Figure 2 : Absorption spectra of glasses heat-treated<br />
first with fs laser and then under nanosecond laser<br />
combined with heat-treatment at different<br />
temperatures.<br />
Collaborations<br />
Glasses irradiated in volume<br />
by fs, then by ns in oven<br />
2H @ 620°C<br />
2H @ 620°C<br />
Wavelength<br />
Laboratoire LASIR (USTL-Lille) –S.Turrell and O.<br />
Robbe.<br />
Université de Saint-Etienne (LaHC) – A. Boukenter<br />
Université de Grenoble (Spectro et IMEP) – P.<br />
Baldeck and G. Vitrant.<br />
Université de Lyon (LMI)- S. Parola.<br />
Support<br />
ANR: Program PNANO 2006-project: POMESCO<br />
37
AXIS 2 Part F) Solid core photonic bandgap fibers @ IRCICA<br />
Permanent Staff : G. Bouwmans, L. Bigot, Y. Quiquempois, M. Douay<br />
Non permanent Staff : V. Pureur, A. Betourne<br />
Objectives :<br />
In the large family of Photonic Crystal Fibers<br />
(PCFs), Photonic BandGap Fibers (PBGFs) are<br />
probably the most original ones as the light in these<br />
structures is confined in a low index core conversely to<br />
all the other fibers. Such confinement leads to very<br />
unusual and interesting dispersive and spectral<br />
properties. However, widely known Hollow Core-PBG<br />
fibers suffer from some important drawbacks among<br />
which a tricky fabrication and splicing to other fibers.<br />
Moreover, it would be very challenging to realize rareearth<br />
doped amplifier/laser based on these fibers or to<br />
write Bragg gratings which are widely used in<br />
photonics.<br />
Consequently, Solid-Core PBGFs appear to be<br />
very attractive because they associate the specific<br />
bandgaps properties (unique spectral and dispersion<br />
characteristics) while strongly re<strong>du</strong>cing (if not<br />
completely eliminating) the limitations presented above.<br />
The objectives were the fabrication and<br />
characterization of SC-PBGF with low-loss region<br />
around 1550 nm involving new designs and the<br />
demonstrations of new applications of such fibers.<br />
Outstanding results:<br />
Since the first realization of 2D all-solid PBGFs<br />
in 2004 by the University of Bath, important progress<br />
have been made at IRCICA, both in terms of<br />
attenuation and comprehension of these fibers<br />
properties.<br />
First, by improving significantly the fabrication<br />
process, we realized a fiber (Fig 1-a) presenting a lowloss<br />
transmission region (< 20 dB/km) around 1550 nm<br />
(3 rd BG of the periodic structure) corresponding to a<br />
re<strong>du</strong>ction of more than 2 orders of magnitude<br />
compared to previously published results [G.<br />
Bouwmans et al, Opt. Express 13, 8452, 2005]. This<br />
fiber has a large core diameter of about 20 µm but<br />
remains single-mode with a Gaussian-like profile. The<br />
measured fiber dispersion is typical of bandgap fibers<br />
but with a zero dispersion close to the shorter<br />
wavelength edge of the bandgap because of the<br />
positive dispersion of the core material at this<br />
wavelength.<br />
This level of loss has opened the way to many<br />
applications and to a better comprehension of the<br />
mechanism responsible for light guidance. For example<br />
it allowed us to realize an Yb doped SC-PBG fiber<br />
forced (by the bandgap effect) to operate at 976 nm<br />
with performances that cannot be achieved with<br />
standard fiber lasers [V. Pureur et al, Appl. Phys. Lett.<br />
92 061113, <strong>2008</strong>]. Furthermore, we studied for the first<br />
time the impact of transversal defects in such fibers [V.<br />
Pureur et al, IEEE J. of Light. Tech. 25 3589, 2007]<br />
and also demonstrated that bend loss can indeed limit<br />
the fiber transmissions properties.<br />
(a)<br />
30 μm<br />
Silica core Ge-doped rods<br />
O u t p u t p o w e r ( d B m )<br />
-30<br />
-40<br />
-50BG<br />
-60#7<br />
Wavelength (nm)<br />
Figure 1 : Scanning Electron Micrograph (SEM) of our all-solid<br />
PBGF with 7 rings of Ge-doped inclusions (a) and a typical<br />
transmission curve of this fiber from BG#3 to BG#10 (b).<br />
In order to overcome this last issue, we designed<br />
and realized two new versions of SC-PBGFs (Fig 2-a<br />
& 2-b) which allow to reach experimentally losses in<br />
the few dB/km range (state of the art) while re<strong>du</strong>cing<br />
significantly both the fiber diameter and its sensitivity<br />
to bend loss [A. Bétourné et al, Opt. Lett. 32, 1719,<br />
2007] [A. Bétourné et al, Opt. Express 15, 316, 2007].<br />
(a)<br />
30 μm<br />
(b)<br />
15 μm<br />
Figure 2 : SEM of our new SC-PBGF designs: the air-clad (a) and<br />
the interstitial air holes (b) assisted SC-PBGF. A typical measured<br />
loss curve of the fiber shown in Fig. 2-b (c).<br />
Thanks to a better understanding of the bandgap<br />
borders, we propose an original design which allows to<br />
guide light at short wavelength by bandgap effect and<br />
at long wavelength by the modified total internal<br />
reflection mechanism [M. Perrin et al, Opt. Express<br />
15, 13783, 2007]. This opens, for example, the<br />
possibility to fulfil the phase matching condition<br />
between harmonic waves with fundamental like mode<br />
profiles.<br />
Support:<br />
air holes<br />
Loss (dB/km)<br />
-70<br />
-80<br />
-90<br />
BG BG BG<br />
#6 #5 #4<br />
BG<br />
#3<br />
450 700 950 1200 1450 1700<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
1450 1500 1550 1600 1650 1700 1750 1800<br />
Wavelength (nm)<br />
- ANR FOCALASE (ANR-05-BLAN-0080)<br />
- Fonds Européen de Développement Economique des<br />
Régions (FEDER)<br />
(c)<br />
(b)<br />
38
AXIS 2 Part G) Sol-Gel Silica Fibers<br />
Permanent Staff: B. Capoen, M. Bouazaoui, G. Bouwmans, K. Delplace, L. Bigot<br />
Non Permanent Staff : E. Berrier (2003-2005), V.N. Nguyen, L. Courthéoux, A. Favre, H.<br />
El Hamzaoui,<br />
Objectives<br />
The sol-gel technique constitutes an interesting way of<br />
pro<strong>du</strong>cing pure or doped silicate materials for use in<br />
the optics domain. Indeed, sol-gel processes present<br />
inherent advantages for the preparation of nanoporous<br />
and vitreous oxides. By adjusting the composition and<br />
the heat-treatment of the derived silica xerogels, their<br />
porous structure can be controlled. This enables the<br />
post-doping of such matrices with various kinds of<br />
species, like optical active ions, macromolecules and<br />
nano-objects. Finally, homogeneous doped glasses can<br />
be obtained at a temperature relatively low (1300°C) in<br />
comparison with those required (around 2000°C) in the<br />
conventional melt technique.<br />
The aims of this project are:<br />
- the elaboration of nanoporous silica with a narrow<br />
pore size distribution and a mean pore diameter<br />
ranging from 5 to 50 nm for post-doping.<br />
- the synthesis of doped and undoped silica glass rods<br />
with an amount of hydroxyl groups lower than 1 ppm<br />
and with good mechanical properties for use as optical<br />
fibre performs.<br />
Outstanding results<br />
Bulk silica glasses were synthesized and their<br />
mechanical, optical, structural and textural properties<br />
were investigated. Xerogel samples were prepared<br />
through hydrolysis and condensation of a silica-based<br />
alkoxide, followed by conventional aging and<br />
stabilisation steps. After aging and drying steps, clear<br />
and solid xerogels were achieved, exhibiting a mean<br />
pore diameter ranging from 20 to 50 nm (Figure 1).<br />
Figure 1 : Pore size distribution for xerogels heattreated<br />
at (●) 180 °C under vacuum (▲) 850 °C; (■)<br />
1000 °C .<br />
Further heat-treatment was pursued under different<br />
atmospheres (chlorine treatment, i.e.). The obtained<br />
glass rods were found to present an amount of hydroxyl<br />
groups lower than 1 ppm and mechanical properties<br />
similar to those of silica glasses prepared by the<br />
classical melt-quench process. These transparent solgel<br />
silica rods were included into stacks and<br />
subsequently drawn to microstructured optical fibres<br />
(Figure2).<br />
Figure 2 : Microstructured fibre with a sol-gel silica<br />
core.<br />
The attenuation of these microstructured sol-gel silica<br />
fibres was measured and found to be around 4 dB/km<br />
at 1550 nm (Figure 3) which represents an outstanding<br />
result for this kind of fibers. The peak observed at 1400<br />
nm is <strong>du</strong>e to the contamination by hydroxyls groups<br />
(OH) <strong>du</strong>ring the stack process of the capillaries (OH<br />
groups at the surface).<br />
Figure 2 : Attenuation of a microstructured sol-gel<br />
silica fibre.<br />
39
AXIS 2 Part H) CW supercontinuum generation in photonic crystal<br />
fibers<br />
Permanent Staff: A. Kudlinski, A. Mussot<br />
Objectives<br />
The continuous-wave (CW) pumping regime has been<br />
recently proposed as an interesting alternative to pulsed<br />
lasers for the generation of strong supercontinuum (SC)<br />
[J. Dudley et al, Rev. Mod. Phys. 78, 1135 (2006)].<br />
Sources based on CW SC are characterized by a<br />
substantial lower intensity noise, a lower coherence<br />
length, a higher stability and a higher spectral power<br />
density than their pulsed counterparts. Additionally,<br />
photonic crystal fibers (PCFs) can be spliced to<br />
recently developed CW fiber lasers, preserving the allfiber<br />
format. These features are of particular interest<br />
for ultrahigh resolution optical coherence tomography<br />
for instance. But one drawback of these configurations<br />
is that the bandwidth of the SC spectrum is not easily<br />
adjustable to the one required for a particular<br />
application. As a consequence the pump power budget<br />
is not optimized if the application requires a given<br />
spectral power density over a particular spectral range,<br />
as this is actually the case for many potential<br />
applications.<br />
Outstanding results<br />
We have numerically studied a way to control the SC<br />
bandwidth. We have recently demonstrated that by<br />
using a PCF with 2 zero dispersion wavelengths one<br />
can bound the SC extension and that by tailoring the<br />
profile of the dispersion of the fiber the SC extension<br />
can be controlled [A. Mussot et al, Opt. Express 15,<br />
11553-11563 (2007)]. Experimental evidence has been<br />
recently achieved [A. Kudlinski et al, submitted to<br />
Appl. Phys. B], as it can be seen on figures 1. Figure 1-<br />
(a) represents the dispersion curves of the optical fibers<br />
and figure 1-(b) the output spectrum obtained with a<br />
CW Yb fiber laser delivering 20 W at 1064 nm. We<br />
obtained 9 W (fiber A) and 6.3 W (fiber B) at the<br />
output each fiber. To sump up, the SC extension<br />
roughly depends on the spectral shift between the zero<br />
dispersion wavelength of the fibers.<br />
We plan to further enhance the power spectral density<br />
of these SCs to optimize the pump power budget.<br />
Indeed, the water absorption peak responsible of the<br />
dip around 1380 nm can be re<strong>du</strong>ced by suitable<br />
cleaning of the stacked PCF preform. By this way and<br />
with a direct splice of the PCF with the fiber laser, an<br />
all fiber strong SC source directly suitable for<br />
applications will be developed.<br />
Another interesting challenge consists in controlling<br />
the extension of CW SC toward short wavelengths. Up<br />
to date, with Yb fiber lasers (the most powerful fiber<br />
lasers available commercially), generation of anti-<br />
Stokes waves remain quite difficult.<br />
(a)<br />
Figure 1: (a) dispersion curves of 60 m long PCFs and<br />
(b) corresponding output spectra obtained with an Yb<br />
fiber laser.<br />
As it has been demonstrated with pulsed pumps, the<br />
extension of the blue side of the SC can be enhanced<br />
by using dispersion decreasing fibers [A. Kudlinski et<br />
al, Opt. Express 14, 5715-5722 (2006)]. Even if the<br />
dynamic of the SC formation is different of those of<br />
CW SC, first numerical results showed that by using<br />
longer fibers significant improvement of the SC<br />
extension can be achieved. We plan to go into the<br />
understanding in depth of the physical mechanism to<br />
control the blue side of these CW SCs and to evidence<br />
it experimentally. The ultimate objective consists in<br />
taking adavantage of the high power of these CW<br />
lasers to generate strong all fiber visible SC light<br />
sources.<br />
40
AXIS 2 Part I) Droplet-based surface plasmon resonance systems for<br />
biosensing<br />
Permanent Staff: V. Thomy, R. Boukherroub, J-P. Vilcot, B. Pinchemel, M. Bouazaoui<br />
Non Permanent Staff: M. Beaugeois, E. Galopin<br />
Objectives<br />
Surface plasmon resonance (SPR) is now regarded<br />
as one of the most sensitive direct optical detection<br />
techniques for real time monitoring of biological and<br />
chemical interactions. Commonly used to capture<br />
biomolecular binding in real time, SPR is now widely<br />
used to probe affinity and kinetic constants. However,<br />
if mass transport is low, diffusion limits reaction in<br />
terms of time scales and sensitivity; the measured<br />
response is virtually independent of the reaction rate<br />
and kinetic parameters can’t be determined. We<br />
propose in this project to explore an original solution in<br />
comparison to generally used pressure driven flows [1].<br />
This approach consists to use microdroplet<br />
microstreaming coupled to SPR biosensing, in order to<br />
improve the accuracy of kinetic parameter estimation<br />
in mass transport limited regime. A schematic<br />
representation of the experimental set-up is shown in<br />
Figure 1.<br />
Figure 1. Experimental set-up of the droplet-SPR<br />
layout. Position of the SPR minimum in the droplet is<br />
measured as a function of incident angle . LiNbO3<br />
substrate on top slide enables SAW microstreaming<br />
<strong>du</strong>ring real time monitoring of interactions<br />
Outstanding results<br />
The preliminary results, obtained using a droplet-SPR<br />
system coupled to a surface acoustic wave (SAW)<br />
microfluidic platform, show clearly that kinetics of<br />
different biological interactions can be improved<br />
(Figure 2).<br />
Points<br />
5400<br />
5350<br />
5300<br />
5250<br />
5200<br />
5150<br />
5100<br />
5050<br />
5000<br />
90 290<br />
Time (sec)<br />
490<br />
Figure 2 : Streptavidin binding on a NHS activated<br />
carboxyl-terminated SAM’s (A) under static conditions<br />
(B) under SAW micro-streaming<br />
This interdisciplinary project involves researchers from<br />
PhLAM laboratory, IEMN institute and<br />
Interdisciplinary Research Institute (IRI). The project<br />
aims to demonstrate the technological feasibility of<br />
new sensors for biology. These sensors based on the<br />
use of micro-droplets are promising: re<strong>du</strong>ction of the<br />
quantity of the biological solution as well the increase<br />
of the sensitivity and the accuracy [E. Galopin et al,<br />
Biosensors and Bioelectronics 23 746-750 (2007)].<br />
Collaborations<br />
Faculté de Médecine Lille Pôle Recherche (IFR 114) –<br />
P.M. DANZE.<br />
Université de Liège (Hololab ;Belgique) – S. Habraken<br />
Université de Mons- Hainaut (Belgique) – P. Damman<br />
B<br />
A<br />
41
AXIS 2 Bibliography<br />
* Laser spectroscopic monitoring of gas emission and<br />
measurements of the C-13/C-12 isotope ratio in CO2<br />
from a wood-based combustion<br />
Cousin J., Chen W.D., Fourmentin M., Fertein E.,<br />
Boucher D., Cazier F., Nouali H., Dewaele D., Douay<br />
M., Rothman L.S.<br />
J. Quan. Spec. and Rad. Trans 109, (<strong>2008</strong>) 151-167<br />
* Study of thermal stability and luminescence<br />
quenching properties of bismuth-doped silicate glasses<br />
for fiber laser applications<br />
Truong V. G., Bigot L., Lerouge A., Douay M.,<br />
Razdobreev I.<br />
Appl. Phys. Lett. 92, (<strong>2008</strong>) 041908<br />
* Ytterbium-doped solid core photonic bandgap<br />
Pureur V., Bigot L., Bouwmans G., Quiquempois Y.,<br />
Douay M., Jaouen Y.<br />
Appl. Phys. Lett. 92, (<strong>2008</strong>) 061113<br />
* Improvements of solid-core photonic bandgap fibers<br />
by means of interstitial air-holes<br />
Betourne A., Bouwmans G., Quiquempois Y., Perrin<br />
M., Douay M.<br />
Opt. Lett. 32, (2007)1719-1721<br />
* Solid photonic bandgap fibers assisted by an extra<br />
air-clad structure for low-loss operation around 1.5<br />
micrometers<br />
Betourne A., Pureur V., Bouwmans G., Quiquempois<br />
Y., Bigot L., Perrin M., Douay M.<br />
Opt. Exp. 15, (2007) 316-324<br />
* Efficient all-fiber bismuth-doped laser<br />
Razdobreev I., Bigot L., Pureur V., Favre A.,<br />
Bouwmans G.et Douay M.<br />
App. Phys. Lett. 90, (2007) 031103<br />
* H-Bearing species migration <strong>du</strong>ring UV writing of<br />
Bragg gratings in germanosilicate optical fibers<br />
Lancry M, Depecker C, Poumellec B, Douay M<br />
J. Non-Cryst. Solids 353 (2007) 451-455<br />
* Mechanisms of photosensitivity enhancement in OHflooded<br />
standard germanosilicate preform plates<br />
Lancry M, Poumellec B, Beugin V, Niay P, Douay M,<br />
Depecker C, Cordier P<br />
J. Non-Cryst. Solids 353, (2007) 69-76<br />
* Experimental synthesis of fibre Bragg gratings index<br />
profiles: comparison of two inverse scattering<br />
algorithms<br />
Le<strong>du</strong>c D, Chapeleau X, Lupi C, Gejo FL, Douay M, Le<br />
Ny R, Boisrobert C<br />
Measu. Scien. and Tech. 18, (2007) 12-18<br />
* Fictive-temperature mapping in highly Ge-doped<br />
multimode optical fibers<br />
Lancry M., Flammer I., Depecker C., Poumellec B.,<br />
Simons D., Nouchi P., Douay M.<br />
J. Light. Tech. 25, (2007) 1198-1205<br />
* Coexistence of Total Internal Reflection and<br />
Bandgap modes in solid Bandgap fibers with interstitial<br />
air-holes<br />
Perrin M., Bouwmans G., Quiquempois Y., Douay M.<br />
Opt. Exp. 15, (2007) 13783-13795<br />
* Impact of transversal defects on confinement loss of<br />
an all-solid 2D photonic bandgap fiber<br />
Pureur V., Bouwmans G., Perrin M., Quiquempois Y.,<br />
Douay M.<br />
IEEE J. of Light. Tech. 25, (2007) 3589-3596<br />
* Local characterization of fiber-Bragg gratings<br />
through combined use of low-coherence interferometry<br />
and a layer-peeling algorithm<br />
Chapeleau X, Le<strong>du</strong>c D, Lupi C, Lopez-Gejo F, Douay<br />
M, Le Ny R, Boisrobert C<br />
Appl. Optics 45, (2006) 728-735<br />
* Suppression of discrete cladding mode resonances in<br />
fibre slanted Bragg gratings for gain equalisation<br />
Kerrinckx E., Hidayat A., Niay P., Quiquempois Y.,<br />
Douay M., Riant I., de Barros C.<br />
Opt. Exp. 14, (2006) 1388-1394<br />
* Isochronal annealing of BG written either in H-2loaded,<br />
UV hypersensitized or in OH-flooded standard<br />
telecommunication fibers using ArF laser<br />
Lancry M, Niay P, Douay M, Depecker C, Cordier P,<br />
Poumellec<br />
J. Light. Tech. 24, (2006)1376<br />
* Mechanisms of Bragg grating formation in UV<br />
hypersensitized standard germanosilicate fibers with<br />
KrF laser light<br />
Lancry M, Niay P, Douay M, Poumellec B<br />
JOSA B 23, (2006)1556-1564<br />
* Efficient Bragg gratings in phosphosilicate Photonic<br />
Crystal Fiber<br />
Beugin V., Bigot L., Niay P., Lancry M., Quiquempois<br />
Y., Douay M., Melin G., Fleureau A., Lempereur S.,<br />
Gasca L.<br />
Appl. Optics 45, (2006) 8186-8193<br />
* Form-in<strong>du</strong>ced birefringence in elliptical hollow<br />
photonic crystal fiber with large mode area<br />
Belardi W, Bouwmans G, Provino L, Douay M<br />
IEEE J. Quan. Elec 41, (2005) 1558-1564<br />
* Phase sensitive OLRC technique applied to the<br />
characterization of photonic crystal fiber properties<br />
Palavicini C., Jaouen Y., Debarge G., Kerrinckx E.,<br />
Quiquempois Y., Douay M., Lepers C.<br />
Opt. Lett. 30, (2005) 361-363<br />
42
* Anomalous small-angle X-ray scattering of a<br />
femtosecond irradiated germano silicate fiber preform<br />
Hindle F., Fertein E., Seifert S., Przygodski C.,<br />
Bocquet R., Douay M., Bychkov E.<br />
J. Non-Cryst. Solids 351, (2005) 2200-2204<br />
* Fabrication and characterization of an all-solid 2D<br />
photonic bandgap fiber with low loss region (< 20<br />
dB/km) around 1550 nm<br />
Bouwmans G., Bigot L., Quiquempois Y., Lopez F.,<br />
Provino L., Douay M.<br />
Opt. Exp. 13, (2005) 8452-8459<br />
* Kinetics of UV-in<strong>du</strong>ced blue luminescence linked<br />
with the observation of the local mean index in fiber<br />
bragg gratings<br />
Paccou L., Lancry M., Douay M.<br />
Opt. Exp. 13, (2005) 7342-7349<br />
* Nano-positionning of a Bragg grating inscription<br />
setup for the concatenation of multiple gratings using<br />
the diffraction by the grating experienced by the<br />
ultraviolet inscription beam<br />
Paccou L., Niay P., Bigot L., Douay L., Riant I.<br />
Opt. & Las. in Engin. 43, (2005) 143-149<br />
* VUV and IR absorption spectra in<strong>du</strong>ced in H2loaded<br />
and UV hyper-sensitized standard<br />
germanosilicate preform plates through exposure to<br />
ArF laser light<br />
Lancry M., Poumellec B., Niay P., Douay M., Cordier<br />
P., Depecker C.<br />
J. Non-Cryst. Solids 351, (2005) 3773-3783<br />
* Self in<strong>du</strong>ced gratings in ternary SiO2:SnO2:Na2O<br />
bulk glasses by UV light seeding<br />
Lancry M., Douay M., Niay P., Beclin F., Menke Y.,<br />
Milanese D., Ferraris M., Poumellec B.<br />
Opt. Exp. 13, (2005) 6878-6886<br />
* Comparing the properties of various sensitieation<br />
methods in H2-loaded, UV hypersensitized or OHflooded<br />
standard germanosilicate fibers<br />
Lancry M., Niay P., Douay M.<br />
Opt. Exp. 13, (2005) 4037-4043<br />
* Isochronal annealing of Bragg gratings written in H2<br />
loaded or in UV-hypersensitized germanophosphosilicate<br />
planar waveguides: a comparison<br />
Beugin V., Niay P., Douay M.<br />
Opt. Exp. 13 (2005) 6777-6790<br />
* Narrow-line, 1178nm CW bismuth-doped fiber laser<br />
with 6.4W output for direct frequency doubling<br />
Rulkov A. B., Ferin A. A., Popov S. V. and Taylor J.<br />
R., Razdobreev I., Bigot L.and Bouwmans G.<br />
Opt. Exp. 15, (2007) 5473-5476<br />
* Dynamics of the second-order nonlinearity in<strong>du</strong>ced<br />
in Suprasil glass thermally poled with continuous and<br />
alternating fields<br />
Kudlinski A., Martinelli G. and Quiquempois Y.<br />
J. Appl. Phys. 103, (<strong>2008</strong>) 063109<br />
* Influence of electrode composition on the secondorder<br />
nonlinearity profile in thermally poled silica glass<br />
Kudlinski A., Quiquempois Y.and Martinelli G.<br />
Opt. Lett. 32, (2007) 1773<br />
* Stabilization of the second-order susceptibility<br />
in<strong>du</strong>ced in a sulfide chalcogenide glass by thermal<br />
poling<br />
Zeghlache H., Guignard M., Kudlinski A.,<br />
Quiquempois Y., Martinelli G., Nazabal V., and<br />
Smektala F.<br />
J. Appl. Phys. 101, (2007) 084905<br />
* Chalcogenide Glasses Based on Germanium<br />
Disulfide for Second Harmonic Generation<br />
Guignard M., Nazabal V., Smektala F., Adam J-L.,<br />
Bohnke O., Duverger C., Moréac A., Zeghlache H.,<br />
Kudlinski A., Martinelli G., and Quiquempois Y.<br />
Adv. Funct. Mat. 17, (2007) 3284<br />
* Crystalline phase responsible for the permanent<br />
second-harmonic generation in chalcogenide glassceramics<br />
Guignard M., Nazabal V., Zhang X. H., Smektala F.,<br />
Moréac A., Pechev S., Zeghlache H., Kudlinski A.,<br />
Martinelli G.and Quiquempois Y.<br />
Opt. Mat. 30, (2007) 338<br />
* Characterization of fiber Bragg gratings by phasesensitive<br />
optical low coherence reflectometry<br />
Obaton A. F., Palavicini C., Jaouen U., Kerrinckx E.,<br />
Quiquempois Y., Lievre M.<br />
IEEE Inst. and Mea. Soc. 55, (2006) 1696-1703<br />
* High second order nonlinear susceptibility in<strong>du</strong>ced in<br />
chalcogenide glasses by thermal poling<br />
Guignard M., Nazabal V., Smektala F., Zeghlache H.,<br />
Kudlinski A., Quiquempois Y., and Martinelli G.<br />
Opt. Express 14, (2006) 1524<br />
* Improving thermal stability of opto-electronic<br />
oscillators<br />
Kaba M., Li H-W., Daryoush A. SVilcot., J. P.,<br />
Decoster D., Chazelas J., Bouwmans G., Quiquempois<br />
Y., Deborgies F.<br />
IEEE Microwave Magazine 7, (2006) 38-47<br />
* Comparative determinations of the chi(2) spatial<br />
distribution in<strong>du</strong>ced in thermally poled silica planar<br />
samples<br />
Tréanton V., Jalbert M., Godbout N., Lacroix S.,<br />
Kudlinski A., Martinelli G., and Quiquempois Y.<br />
IEEE Photon. Tech. Lett. 18, (2006) 1049<br />
* Time-evolution of the nonlinear profile <strong>du</strong>ring<br />
thermal annealing of poled Infrasil samples<br />
Quiquempois Y., Kudlinski A., Martinelli G., Carvalho<br />
Isabel C. S., Gouvêa P. and Margulis W.<br />
Opt. Express 14, (2006) 12984<br />
43
* Modeling of the chi(2) susceptibility time-evolution<br />
in thermally poled fused silica<br />
Kudlinski A., Quiquempois Y., and Martinelli G.<br />
Opt. Express 13, (2005) 8015<br />
* Room temperature aging of the ki2 susceptibility<br />
in<strong>du</strong>ced in silica glasses by thermal poling<br />
Kudlinski A., Quiquempois Y., Martinelli G.<br />
Appl. Phys. Lett. 86, (2005) 161909<br />
* Phase sensitive OLRC technique applied to the<br />
characterization of photonic crystal fiber properties<br />
Palavicini C., Jaouen Y., Debarge G., Kerrinckx E.,<br />
Quiquempois Y., Douay M., Lepers C.<br />
Opt. Lett. 30, (2005) 361-363<br />
* Measurement of the depletion region width in poled<br />
silica<br />
Franco C. S., Quintero G. A., Myrén N., Kudlinski A.,<br />
Zeghlache H., Carvalho H. R.,. Triques A. L. C,<br />
González D. M., Gouvêa P. M. P., Martinelli G.,<br />
Quiquempois Y., Lesche B., Margulis W., and<br />
Carvalho I. C. S.<br />
Appl. Opt. 44, (2005)5793<br />
* Time evolution of second-order nonlinear profiles<br />
in<strong>du</strong>ced within thermally poled silica samples<br />
Kudlinski A., Martinelli G., Quiquempois Y.<br />
Optics Letters, 30, (2005) 1039-1041<br />
* Second-harmonic generation of thermally poled<br />
chalcogenide glass<br />
Guignard M., Nazabal V., Troles J., Smektala F.,<br />
Zeghlache H., Quiquempois Y., Kudlinski A., and<br />
Martinelli G.<br />
Opt. Express 13, (2005) 789<br />
* Electron-beam poling in undoped, N- or Ge-doped<br />
MDECR H:SiO2 films<br />
Liu Q., Poumellec B., Haut C., Dragoe D., Blum R.,<br />
Girard G., Bourrée J. -E., Kudlinski A., Quiquempois<br />
Y., and Blaise G.<br />
Appl. Phys. A 81, (2005) 1213<br />
* Near-surface modification of the third order<br />
nonlinear susceptibility in thermally poled Infrasil<br />
glasses<br />
Quiquempois Y., Kudlinski A., Martinelli G., Margulis<br />
W., Carvalho I C S.<br />
Appl. Phys. Lett., 86 (2005) 181106<br />
* Zero potential condition in thermally poled silica<br />
samples<br />
Quiquempois Yves, Kudlinski A., Martinelli G.<br />
J. Opt. Soc. Am. B 22, (2005) 598-604<br />
* Stability of electron-beam poling in N or Ge-doped<br />
H:SiO2 films<br />
Liu Q., Poumellec B., Blum R., Girard G., Bourée J. -<br />
E., Kudlinski A.and Martinelli G.<br />
Appl. Phys. Lett. 88, (2006) 241919<br />
* DS-OCDMA Encoder/Decoder Performance<br />
Analysis using Optical Low Coherence Reflectometry,<br />
Fsaifes I., Lepers C., Obaton A-F. and P. Gallion,<br />
Journal Lightwave Technology 24, (2006) 3121.<br />
* Coherence Impairments in a Direct Detection DS-<br />
OCDMA system,<br />
Fsaifes I., Lepers C., Lourdiane M., Gallion P., Beugin<br />
V. and Guignard P. , Source Applied Optics 46,<br />
(2007)456.<br />
* Effects of annealing temperature and heat-treatment<br />
<strong>du</strong>ration on electrical properties of sol–gel derived<br />
indium-tin-oxide thin films<br />
Beaurain A., Luxembourg D., Dufour C., Koncar V.,<br />
Capoen B.and Bouazaoui M.<br />
Thin Solid Films 516, (<strong>2008</strong>) 4102-4106<br />
* Tailoring CW supercontinuum generation in<br />
microstructured fibers with two-zero dispersion<br />
wavelengths<br />
Mussot A., Beaugeois M., Bouazaoui M., Sylvestre T.<br />
Optics Express 15, (2007) 11553-11563<br />
* SPR biosensing coupled to a digital microfluidic<br />
microstreaming system<br />
Galopin E, Beaugeois M, Pinchemel B, Camart J-C,<br />
Bouazaoui M., Thomy V.<br />
Biosensors and Bioelectronics 23, (2007) 746-750<br />
* Energy transfer between semicon<strong>du</strong>ctor nanoparticles<br />
(ZnS or CdS) and Eu3+ ions in sol–gel derived ZrO2<br />
thin films<br />
Ehrhart G., Capoen B., Robbe O., Beclin F., Boy Ph.,<br />
Turrell S., Bouazaoui M.<br />
Opt. Mater. 30, (<strong>2008</strong>) 1595-1602<br />
* Effects of rare-earth concentration and heat-treatment<br />
on the structural and luminescence properties of<br />
europium-doped zirconia sol–gel planar waveguides<br />
Ehrhart G., Bouazaoui M., Capoen B., Ferreiro V.,<br />
Mahiou R., Robbe O., Turrell S.<br />
Opt. Mater. 29 (2007) 1723-1730<br />
* Pulsed Laser Deposition of Er doped tellurite films<br />
on large area<br />
Bouazaoui M., Capoen B., Caricato A. P., Chiasera A.,<br />
Fazzi A., Ferrari M., Leggieri G., Martino M.,<br />
Mattarelli M., Montagna M., Romano F., Tunno T.,<br />
Turrell S.and Vishnubhatla K.<br />
J. Physics : Conf. Series 59, (2007) 475-478<br />
* Passive photonic components using InP optical wire<br />
technology<br />
Lesecq M., Maricot S., Vilcot J. P. and Beaugeois M.,<br />
IET Optoelectron. 2, (<strong>2008</strong>) 69-75<br />
* Effect of Eu 3+ and Ce 3+ codoping on the relaxation of<br />
Er 3+ in silica-hafnia and tellurite glasses<br />
Mattarelli M., Montagna M., Zampedri L., Bouazaoui<br />
M., Capoen B., Turrell S., Ferrari M.and Righini G. C.<br />
Physica Status Solidi (c) 4, (2007) 793-796<br />
44
* All-optical Tunability of InGaAsP-InP Microdisk<br />
Resonator by Infrared Light Irradiation<br />
Beaugeois M., Lesecq M., Maricot S., Pinchemel B.,<br />
Bouazaoui M., Vilcot J-P.<br />
Optics Letters 32, (2007) 35-37<br />
* Microstubs resonators integrated to bent Y-branch<br />
waveguide<br />
Pennec Y., Beaugeois M., Djafari-Rouhani B., Akjouj<br />
A., Vasseur J. O., Dobrzynski L., El Boudouti E. H.,<br />
Vilcot J-P., Bouazaoui M., Vigneron J-P.<br />
Photonics and Nanostructures : Fundamentals and<br />
applications 6,(<strong>2008</strong>) 26-32.<br />
* Selective filtering of confined optical waves in a<br />
straight waveguide coupled to lateral stubs<br />
Pennec Y., Beaugeois M., Djafari-Rouhani B., Akjouj<br />
A., Vasseur J. O., Dobrzynski L., Vilcot J-P.,<br />
Bouazaoui M., Vigneron J. P.<br />
Journal of Optics A : Pure and Applied Optics 9,<br />
(2007) S431-S436<br />
* UV-assisted crystallisation of tellurite and<br />
germanate-based glasses<br />
Goutaland F., Mortier M., Capoen B., Turrell S.,<br />
Bouazaoui M., Boukenter A., Ouerdane Y.<br />
Opt. Mater. 28, (2006) 1276-1279<br />
* Structural and optical properties of n-propoxide solgel<br />
derived ZrO2 thin films<br />
Ehrhart G., Capoen B., Robbe O., Boy Ph., Turrell<br />
S.and Bouazaoui M.<br />
Thin Solid Films 496, (2006) 227-233<br />
* Raman spectroscopic investigations on the kinetics of<br />
gelation and densification of Cd2+ and Pb2+ doped<br />
silica glasses under basic conditions<br />
Robbe O., Woznica K., Berrier E., Ehrhart G., Capoen<br />
B., Bouazaoui M.and Turrell S.<br />
Thin Solid Films 515, (2006) 73-79<br />
* Non-linear Raman effects and photodarkening in<br />
chalcogenide glass As2S3<br />
Tikhomirov V K., Barj M., Turrell S., Kobelke J.,<br />
Idrissi N., Bouazaoui M., Capoen B., Seddon A B.<br />
Europhys. Lett. 76, (2006) 312-317<br />
* Synthesis and optical properties of MPTMS-capped<br />
CdS quantum dots embedded in TiO2 thin films for<br />
photonic applications<br />
Lam V. Q., Turrell S., Martucci A., Bouazaoui M.and<br />
Capoen B.<br />
J. Non-Cryst. Solids 352, (2006) 3315-3319<br />
* Transmission filtering of a waveguide coupled to a<br />
stub micro-resonator<br />
Pennec Y., Beaugeois M., Djafari-Rouhani B., Akjouj<br />
A., Ait Ouali B.,Vasseur J., Dobrzynski L., Vilcot J.<br />
P., Bouazaoui M., Fikri R., Vigneron J. P.<br />
App. Phys. Lett. 89, (2006)101113<br />
* Study of structural and optical properties of InSbdoped<br />
SiO2 thin films<br />
Capoen B., Lam V Q., Turrell S., Vilcot J P., Beclin F.,<br />
Jestin Y.and Bouazaoui M.<br />
J. Non-Cryst. Sol. 351, (2005) 1819-1824<br />
* Microstructures and structural properties of sol-gel<br />
silica foams<br />
Berrier E., Zoller C., Beclin F., Turrell S., Bouazaoui<br />
M.and Capoen B.<br />
J. Phys. Chem. B. 109(48), (2005) 22799-22807<br />
* How does metal-ion doping influence the<br />
densification kinetics of silica xerogels<br />
Berrier E., Capoen B., Bouazaoui M.and Turrell S.<br />
Glass Technology 46, (2005) 89-93<br />
* Characterization of InP semicon<strong>du</strong>ctor waveguides<br />
coupled to disk microcavity optical resonators via<br />
optomicrowave technique<br />
Miska P., Beaugeois M., Lethien C., Beaurain A., Li<br />
H-W., Vilcot JP, Bouazaoui M., Chazelas J., Decoster<br />
D., Dobrzynski L.. Akjouj A., Djafari-Rouhani B.,<br />
Vasseur J O.<br />
Microwave Opt. Technol. Lett 45, (2005) 315-315<br />
* Ice mixtures formed by simultaneous condensation of<br />
formaldehyde and water: an in situ study by micro-<br />
Raman scattering<br />
Chazallon B., Oancea A., Capoen B.and Focsa C.<br />
Phys. Chem. Chem. Phys. 10, (<strong>2008</strong>) 702-712<br />
* Raman and optical reflection spectra of germanate<br />
and silicate glasses<br />
Trukhin A.and Capoen B.<br />
J. Non-Cryst. Solids 351, (2005) 3640-3643<br />
*Crosstalk measurement of DOS-like switch using InP<br />
narrow deep-etched waveguides<br />
Lesecq M., Beaugeois M., Maricot S., Vilcot J. P.<br />
Opt. Express 16, (<strong>2008</strong>) 5181<br />
45
Intro<strong>du</strong>ction<br />
AXIS 3: New Services and Devices for Ambient Intelligence<br />
Our project aims at defining new methods and tools for 3D interaction. This work is at the edge of several research<br />
areas: physical modeling, virtual reality, and HCI.<br />
���� Animation and physically-based simulation is a very active research field. Recent advances, to which our<br />
research work contributes, now allow users to interact with physically-based models. Surgical simulation is<br />
one of the areas that benefits from this research.<br />
���� During the last decade, numerous research works have been carried out that aim at immersing users into virtual<br />
worlds. Besides technological aspects (VR devices, ..), these new tools require new kinds of interaction<br />
between the users and the environment, as classical WIMP interfaces are no longer suited. It is now clear that<br />
many applications do not require the user to be fully immersed into the environment, thus opening a new<br />
research area: finding the best compromise between immersion based realism and new models that allow to<br />
navigate in and to interact with the virtual world.<br />
���� Graphical Human-Computer Interfaces are now a basic part of any computer. However, they are not well suited<br />
to current applications like communication and collaborative work. New research is being carried out in order<br />
to make them more user-friendly in cooperative environments (Collaborative Virtual Environment, Tangible<br />
User Interface).<br />
Our project deals with these three research areas. In the animation and simulation field, we aim at defining virtual<br />
objects behaving like real ones. As far as Virtual Reality is concerned, we focus on providing the users with natural<br />
interaction with the computer models. Last, we contribute to the HCI community by proposing and experimenting new<br />
interaction models and 3D interfaces between the users and the computer objects. Our team has been developing for<br />
several years a non-immersive 3D environment mimicking a meeting room. A group of users, each one using its own<br />
computer, can meet in a virtual office and work together. Such a concept involves new problems, like manipulating<br />
virtual objects inside a cooperative framework (how to model real objects ? how to interact with these models ?).<br />
Our research currently focuses on fives subjects: one on physical models, one on Collaborative Virtual Environments<br />
and three around interactions: 3D HCI, tactile actuators and interaction between models in physical simulation. We<br />
focus on the medical field as main application area. We target tools (both numerical and hardware) for medical<br />
simulation, as well as for improval of patient rehabilitation.<br />
46
AXIS 3 Part A) Computer science<br />
Permanent Staff : C. Chaillou, L. Grisoni, S. Degrande, S. Cotin, J. Allard, F. Aubert,<br />
P. Plenacoste, C. Duriez, J. Lenoir, G. Casiez<br />
Non permanent Staff : A. Theetten, D. Marchal, J. Dequidt, R. Vatavu, N. Martin,<br />
S. Gaeremynck, C. Syllebranque, Q. Pan, PJ. Bensoussan, L. Provenzano,<br />
J. Ringard, J. Vandromme, JP. Plata Del Alcalde.<br />
Main Activities<br />
Graphix group activity works on two related subjects,<br />
all together pushing away the limits of 3D interaction<br />
on complex objects.<br />
First, we work on objects representation: we<br />
study physical simulation, and try to provide ascomplex-as-possible<br />
virtual systems on which user can<br />
interact. We target most of the work to the medical<br />
simulation field (although not the only one, e.g. see<br />
highlight on Theetten PhD) : this application field<br />
demands very fast simulation, that surgeons need to be<br />
as close as possible to reality.<br />
Second, we work on human-computer<br />
interaction models : what is the practical flexibility that<br />
can be reached for human-computer interaction ? how<br />
can we push away interaction limits, taking into<br />
account current interaction hardware ? can we provide<br />
impaired people with flexible interaction ? What about<br />
collaborative, distant 3D work ?<br />
International position<br />
The scientific scope of the group is quite large ; we<br />
involve people from several different communities :<br />
computer science (software, physical simulation), but<br />
also robotics, and psychology. The two research axis<br />
that are present in the group are fully complementary,<br />
and allow true synergy we think such a singular group<br />
structuration provides very specific potential to the<br />
research group.<br />
Highlights<br />
Theetten PhD<br />
A thesis, co-funded with CEA (List, Fontenay-aux-<br />
Roses) has recently been defended in the group on<br />
physical simulation of 1D deformable objects. The<br />
proposed model is mechanically consistent and realtime.<br />
It is based on a spline representation, that is know<br />
for being the most compact representation for the<br />
geometric support. This model is associated to<br />
numerous lagrangian constraints that open the road to<br />
real-time simulation of the suture process, that is<br />
classical in medical simulation Finally, this thesis also<br />
intro<strong>du</strong>ces some tools that allow the model to<br />
dynamically switch between quasi-static and dynamic<br />
simulation: these two simulations are, from a<br />
computationnal point of view, equivalent; yet, the<br />
quality of interaction is here optimized, which is very<br />
novel, and opens new problems to the simulation<br />
community.<br />
SOFA<br />
We lead a highly ambitious software project, aimed at<br />
medical simulation. The SOFA project is a<br />
collaboration between several research teams, at<br />
national and international level. The main aim is to<br />
provide basic tools (standard numerical integration<br />
methods, basic yet efficient collision detection, basic<br />
mechanical models, etc…), as well as a test-bed for<br />
future contributions in hte medical simulation field. It<br />
involves several innovative concepts, that both raise<br />
several research questions, and provide flexible<br />
software tools. More details can be found at the URL<br />
http://www.sofa-framework.org<br />
R. Vatavu PhD<br />
A thesis has recently been defended, co-advised with<br />
Pr. Pentiuc (Univ. Suceava, Romania), on real-time<br />
analysis of gesture. The tools proposed in this thesis,<br />
based on analysis of interaction curve, permits to<br />
dynamically extracts patterns within a continuous<br />
movement. Based on efficient evaluation of<br />
deformation energies, it potentially allows for use of<br />
user gesture as a flexible tool for free-hand command.<br />
We think this work is very novel, because it intro<strong>du</strong>ces<br />
curve analysis within vision community, and hence<br />
brings new tools to the field.<br />
RuberEdge<br />
On the Human-Computer aspects, we recently reached<br />
best level communications. We proposed a tool that<br />
re<strong>du</strong>ces clutching, by using an hybrid position-rate<br />
control system. This method eliminates any trajectory<br />
and velocity discontinuities, and be very easily adapted<br />
to any touchpad system.<br />
Simple project<br />
We recently developped a very strong knowledge of<br />
virtual catheter manipulation. We proposed a simulator<br />
of cathether insertion, that provides very accurate<br />
simulation. It handles in real-time multiple contact<br />
between catheter and vascular system. The medical<br />
simulation of the group has reached, on this class of<br />
simulation, the very best level.<br />
47
AXIS 3 Part B) Stimtac Report<br />
Permanent Staff : C. Chaillou, F. Giraud, B. Lemaire-Semail, P. Pernod,<br />
P. Plénacoste, G. Casiez, K. Talbi<br />
Non permanent Staff : M. Biet, G. Mboungui, Z. Dai, M. Abdolvahab, J. Streque,<br />
F. Martinot, R. Demersseman<br />
International position<br />
Stimtac project aims at designing and controlling force<br />
feedback and cutaneous feedback devices. In the field<br />
of force feedback, commercial interfaces are already<br />
proposed (Phantom, from Sensable, Virtuose from<br />
Haption or Speedar from Immersion). Our approach is<br />
different on a technological point of view, as we<br />
propose to use particular electro-actives actuators<br />
instead of the classical electromagnetic motors to<br />
render the forces. This leads to higher integration and<br />
low cost possibilities; original control laws for “wall”<br />
simulation are also available with this kind of actuation.<br />
In the field of cutaneous feedback, several research<br />
groups are currently working, for example the CIM<br />
(Center of intelligent Machine) from Macgill Unversity<br />
(V. Hayward), the CEA-List in Fontenay aux Roses<br />
(Moustapha Hafez et al), and at a European level, the<br />
partners of project Touchhapsis, Micole and Haptex.<br />
Many proposals are based on discrete pin matrix, but<br />
we propose also another approach, which relies on a<br />
continuous vibrating structure, in order to control the<br />
friction coefficient between a surface and the finger.<br />
This solution is also developed by the Northwern<br />
University (Winfield and Colgate).<br />
Main Activities<br />
Stimtac project focuses on the design and control of<br />
haptic interfaces for desktop applications. One part of<br />
the project deals with force feedback, using electroactive<br />
actuator solutions: piezo-electric motors and<br />
magneto-rheological brakes. Typical control laws are<br />
developed to improve haptic performances using these<br />
components.<br />
Another part of the project deals with cutaneous<br />
feedback. Then, the field of research is larger: we work<br />
on the design and control of tactile devices but also on<br />
the touch gesture analysis. Indeed, the knowledge of<br />
touch phenomena <strong>du</strong>ring contact is necessary to design<br />
accurate devices. Experimental measurements have<br />
been carried out to characterize the finger-surface<br />
contact and a new study begins on finite element<br />
modelling of the inetraction. Two kinds of devices are<br />
currently being designed: a vibrating tactile plate and<br />
an electromagnetic pin matrix.<br />
Highlights<br />
The studies are going on about the design and control<br />
of piezo-electric actuators for force feedback devices.<br />
The torque control of travelling wave actuators needs<br />
to consider the mechanical stick-slip phenomena which<br />
occur at very low speeds. The modelling is achieved<br />
and the control is currently in progress to take into<br />
account this non-linear phenomenon.<br />
About cutaneous feedback, important results have been<br />
obtained. One major result deals with the touch<br />
analysis and the other ones with typical technological<br />
solutions for tactile displays.<br />
• Touch analysis<br />
First, to improve our knowledge about the touch<br />
characterisation, we did a first study within the PhD<br />
thesis of F. Martinot. Experimental measurements have<br />
been carried out to define the typical area used for<br />
exploration gesture, as well as the typical speed and<br />
pressure of the finger <strong>du</strong>ring contact. Theses results are<br />
major guidelines for the design of structure and<br />
geometry of a tactile feedback device. Then, F.<br />
Martinot has tried to characterize the contact between<br />
the finger pulp and a textured surface. For that aim, he<br />
proposed an original method based on acoustic<br />
measurements, to acquire the “noise” of the contact.<br />
The results obtained on the acoustic pressure of contact<br />
were particularly interesting. They showed the<br />
influence of fingerprint <strong>du</strong>ring contact interaction;<br />
further works also highlighted the importance of<br />
commensurability between fingerprints and texture to<br />
provide the roughness feeling [MPC 05].<br />
• MEMS technology for tactile displays<br />
One way to design tactile displays is to build a matrix<br />
of active pins which vibrate under the finger pulp.<br />
There are already many proposals within this approach,<br />
but generally, they are inaccurate because of their wide<br />
size. Here, the idea is to take advantage of MEMS<br />
technology to improve the integration possibilities. A<br />
concept of vibrotactile display interface was defined,<br />
based on an 4x4 array of Gold or polymer membranes,<br />
and realized using MEMS microfabrication techniques.<br />
The polymer membranes, constituted of a 60 µm<br />
thickness layers of Poly-DiMethyl-Siloxane (PDMS)<br />
were proved to be more interesting in terms of<br />
flexibility and strength. The magnetostatic actuation is<br />
assured by commercial 47-turn micro-coils of 167 µm<br />
in diameter Copper wire, and bulk NdFeB magnets<br />
(1.5 mm in diameter, 500 µm thickness). The pitch of<br />
the membrane arrays destined to be equipped with this<br />
actuation mechanism is 2 mm. A first demonstrator is<br />
about to be assembled, leading to a 16-pin tactile<br />
interface of nearby 1 cm 2 . Sinusoidal or rectangular<br />
currents of 200 mA can lead to amplitude deflections<br />
of 100 µm, for a power consumption of less than 2 W<br />
for the whole interface [STPP]. This second study is<br />
currently in progress (PhD thesis of J. Streque).<br />
48
• Vibrating tactile plate<br />
Another approach has also been developed to design a<br />
tactile display: one major result has been obtained<br />
according to the PhD thesis of Melisande Biet (Dec.<br />
2007). A tactile display has been designed and<br />
controlled to provide roughness feeling with active<br />
touch on a 8X5cm 2 continuous surface. The working<br />
principle relies on the “squeeze effect”, that is an overpressure<br />
created under the finger pulp. This effect is<br />
<strong>du</strong>e to a high frequency standing wave propagating<br />
within the substrate. The wave is propelled according<br />
to the supply of piezo-ceramics glued under the CuBe<br />
(cupper berillyum) plate. Of course, a mechanical study<br />
and an optimisation process have been necessary to<br />
reach the right dimensions of the device, able to<br />
provide this Squeeze effect. This effect in<strong>du</strong>ces the<br />
variation of the friction coefficient with the wave<br />
amplitude [BBMGL 07]. Then, to simulate a texture,<br />
we control the wave amplitude as a function of the<br />
finger position. With such a spacio-temporal<br />
transformation, it is possible to re-create a desired<br />
texture [BGL 07].<br />
AXIS 3: Bibliography<br />
majors publications of part A)<br />
[1] Géry Casiez, Daniel Vogel, Ravin Balakrishnan and<br />
Andy Cockburn. The Impact of Control-Display Gain<br />
on User Performance in Pointing Tasks. Human-<br />
Computer Interaction, to appear, <strong>2008</strong>.<br />
[2] Géry Casiez, Daniel Vogel, Qing Pan and<br />
Christophe Chaillou. RubberEdge: Re<strong>du</strong>cing Clutching<br />
by Combining Position and Rate Control with Elastic<br />
Feedback. In UIST'07, the 20th<br />
ACM Symposium on User Interface Software and<br />
Technology. ACM Press, pages 129-138, 2007.<br />
[3] Casiez, G., & Vogel, D. The Effect of Spring<br />
Stiffness and Control-Display Gain with an Elastic<br />
Rate Control Pointing Device. Proceedings of CHI'08,<br />
the 26th Conference on Human Factors in Computing<br />
Systems, 10 pages. ACM Press, <strong>2008</strong><br />
[4] Jérémie Dequidt, Julien Lenoir and Stéphane Cotin.<br />
Interactive Contacts Resolution Using Smooth Surface<br />
Deformation. In International Conference on Medical<br />
Image Computing and Computer Assisted Intervention<br />
(MICCAI). LNCS 4792, pp. 850-857, Springer, Oct<br />
2007.<br />
[5] Adrien Theetten, Laurent Grisoni, Claude Andriot<br />
and Brian Barsky. Geometrically Exact Dynamic<br />
Splines, Journal of Computer Aided Design, 40(1), pp.<br />
35-48, <strong>2008</strong>.<br />
The device has been evaluated according to a direct<br />
and indirect approach. In particular, the experimental<br />
trials have highlighted the “just noticeable difference”<br />
allowed by the tactile display and this threshold was<br />
compared with the JND for real periodic textures. The<br />
results are quite close to the results obtained for real<br />
textures and have been presented in Haptic Symposium<br />
<strong>2008</strong> conference [BCGL 08]. The device is currently<br />
under review to be patented.<br />
Collaborations :<br />
France Télécom (plateform spin3D), Idées3Com,<br />
CEA, laboratoire LIST, CIMIT (MIT/Mass,Harvard<br />
Hospital), IRCAD (Institut de Recherche sur le Cancer<br />
de l’Appareil Digestif, Strasbourg). DGP, Toronto (R.<br />
Balakrishnan team) ,Hopale foundation, LPMT<br />
( Laboratoire de Physique et Mécanique Textile) from<br />
Mulhouse, The Human Interaction Lab. From Beihang<br />
University (Pékin),<br />
[6] Christian Duriez, F. Dubois, A. Kheddar and<br />
Claude Andriot. Realistic haptic rendering of<br />
interacting deformable objects in virtual environments.<br />
IEEE Transaction on Visualization And Computer<br />
Graphics, volume 12, pages 36-47, 2006.<br />
[7] Damien Marchal, Fabrice Aubert, and Christophe<br />
Chaillou. Collision Between Deformable Objects<br />
Using Fast-Marching on Tetrahedral Models. In<br />
Symposium on Computer Animation (SCA).<br />
Eurographics Association, 2004.<br />
[8] Laks Raghupathi, Laurent Grisoni, François Faure,<br />
Damien Marchal, Marie-Paule Cani and Christophe<br />
Chaillou. An intestine surgery simulator: Real-time<br />
collision processing and visualization. IEEE<br />
Transaction on Visualization And Computer Graphics,<br />
volume . 2004.<br />
[9] Duriez C, Cotin, S and Lenoir, J. New Approaches<br />
to Catheter Navigation for Interventional Radiology<br />
Simulation, in: Computer Aided Surgery, 2006, vol. 11,<br />
p. 300-308.<br />
[10] Cotin S, Duriez C, Lenoir J, Neumann P, Dawson<br />
S. New approaches to catheter navigation for<br />
interventional radiology simulation. Proceedings of the<br />
MICCAI Conference, MICCAI 2005, pp 534-542,<br />
Palm Spring, CA, October 2005.<br />
49
majors publications of part B)<br />
[BBMGL 07] M. Biet L. Boulon, F. Martinot, F.<br />
Giraud, B. Lemaire-Semail « Using an Ultrasonic<br />
Trans<strong>du</strong>cer: Evidence for an Anisotropic Deprivation<br />
of Frictional Cues in Microtexture Perception »<br />
EuroHaptics Conference, 2007 and Symposium on<br />
Haptic Interfaces for Virtual Environment and<br />
Teleoperator Systems. World Haptics 2007. March<br />
2007 page(s): 385 - 390 Tsukuba, Japan Digital Object<br />
Identifier: 10.1109/WHC.2007.123<br />
[BGL 07] M. Biet, F. Giraud, B. Lemaire-Semail<br />
"Squeeze film effect for the design of an ultrasonic<br />
tactile plate" IEEE Transactions on Ultrasonic,<br />
Ferroelectric and Frequency Control, Vol. 54, N°. 12,<br />
pages. 2678 - 2688, 12-2007<br />
[BCGL 08] M. Biet, G. Casiez, F. Giraud, B. Lemaire-<br />
Semail « Discrimination of virtual square gratings by<br />
dynamic touch on friction based tactile displays”,<br />
Haptic interfaces for virtual environment and<br />
teleoperators systems, pages 41-48, Haptic Symposium,<br />
Reno, march <strong>2008</strong><br />
[STPP 08] J. Streque, A. Talbi, P. Pernod, V.<br />
Preobrazhensky, « Electromagnetic Actuation Based<br />
on MEMS Technology for Tactile Display », in proc.<br />
EuroHaptics <strong>2008</strong>, LNCS 5024, pp. 437-446, <strong>2008</strong><br />
[MPC 05] F. Martinot, P. Plénacoste, Ch. Chaillou,<br />
“ Sounds and vibrations of human fingerprints”, IEEE<br />
international conference on sensing technologies,<br />
Palmerston north, New Zealand, Nov. 2005<br />
50
Conclusion: swot analys<br />
IRCICA strengths: creation of real synergies between teams of the 3 main regional STIC<br />
laboratorie, mainly between the hardwave and software communities. Quality of personnel.<br />
Quality of the scientific pro<strong>du</strong>ction. Creation of about 30 permanent positions (researchers,<br />
Engineers and technicians). Welcome of 20 foreigner Post doc and seniors scientists. Strong<br />
interaction with in<strong>du</strong>stry. Advanced technological platforms for multidisciplinary research.<br />
Flexible rotation of hosted projects. Launching of new research topics on ambient intelligence<br />
and energy. Research at system level. New functional building.<br />
IRCICA weakness:Lack of efficient communication facilities;heterogeneous administrative and<br />
financial management. Difficulty in recruiting good PHD students.<br />
IRCICA opportunities: IRCICA was the first attempt to launch multidisciplinary research<br />
between teams of the major STIC regional laboratories. On this basis <strong>du</strong>e to the success of the<br />
federation a new extended federation gathering the STIC regional competences is proposed for<br />
2010<br />
51